本文主要根據(jù)筆者近年來(lái)對(duì)鋰離子電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可評(píng)審經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)發(fā)布的CNAS-CL01-A003:2019中，附錄C《 鋰電池檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求》的最新要求，從設(shè)備、環(huán)境、樣品等方面對(duì)鋰離子電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可評(píng)審要點(diǎn)進(jìn)行介紹和分析。

01、設(shè)備

鋰離子電池的檢測(cè)過(guò)程中，除通用的環(huán)境設(shè)備外，還有很多其他領(lǐng)域較少使用的專用設(shè)備，這些專用設(shè)備對(duì)于保證鋰電池產(chǎn)品檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性及有效性至關(guān)重要。

（1）充放電設(shè)備

充放電設(shè)備屬于典型的電池領(lǐng)域?qū)Ｓ迷O(shè)備，一般要求具有恒流/ 恒壓充電功能和恒流放電功能。該設(shè)備除了可測(cè)量電池的電壓、電流參數(shù)之外，還可以測(cè)量測(cè)試時(shí)間和電池容量（容量一般通過(guò)時(shí)間和電流計(jì)算得出，單位為毫安時(shí)或安時(shí)）。

實(shí)際評(píng)審過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，很多鋰電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室提供的充放電設(shè)備校準(zhǔn)證書中，往往只有電壓、電流的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，缺少時(shí)間的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。此外，部分充放電設(shè)備充電和放電分別采用正、負(fù)兩套電源，進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)可能還需考慮充電和放電兩種狀態(tài)。特別需要注意的是，此類設(shè)備進(jìn)行低電流參數(shù)測(cè)量時(shí)誤差較大，而每一次充放電測(cè)試幾乎都會(huì)用到低電流充電，因此評(píng)審時(shí)需要額外關(guān)注校準(zhǔn)證書中低電流參數(shù)的準(zhǔn)確性。

時(shí)間或容量相關(guān)的指標(biāo)有額定容量、高溫放電、低溫放電、倍率放電、循環(huán)壽命、荷電保持、貯存等。某些鋰離子電池標(biāo)準(zhǔn)（如GB/T 18287-2013《移動(dòng)電話用鋰離子蓄電池及蓄電池組總規(guī)范》）中采用放電時(shí)間作為判定要求，而有些標(biāo)準(zhǔn)（如GB 31241-2014《便攜式電子產(chǎn)品用鋰離子電池和電池組安全要求》）則采用容量作為測(cè)量值。放電時(shí)間、容量都是鋰離子電池的典型參數(shù)，是鋰離子電池檢測(cè)中的重要要求。

此外，容量往往不是直接測(cè)量參數(shù)，而是對(duì)整個(gè)放電過(guò)程中的電流值、時(shí)間進(jìn)行積分計(jì)算得出。在此過(guò)程中，電流值往往不是理想化的恒定值，而是波動(dòng)的，這就要求測(cè)試設(shè)備有合理的采樣和計(jì)算模型，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該對(duì)其有效性進(jìn)行評(píng)估。

（2）短路設(shè)備

外部短路試驗(yàn)是檢驗(yàn)鋰離子電池安全性的一個(gè)重要測(cè)試項(xiàng)目，使用短路試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行。盡管不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)短路電阻的規(guī)定不盡一致，比如100 mΩ、80 mΩ、30 mΩ、5 mΩ 等，但一般而言短路電阻值都比較低，這就要求短路試驗(yàn)設(shè)備的電阻值比較精確。

對(duì)于短路電阻，實(shí)驗(yàn)室一般都會(huì)采用外部校準(zhǔn)的方式。由于每一次使用短路設(shè)備，都可能造成接觸點(diǎn)溫度過(guò)高而導(dǎo)致接觸點(diǎn)材料發(fā)生氧化，以致總回路電阻發(fā)生變化。因此，建議實(shí)驗(yàn)室通過(guò)期間核查的方式監(jiān)測(cè)短路設(shè)備的阻抗，并盡量縮短校準(zhǔn)周期。同時(shí)，每次使用短路設(shè)備前都要確認(rèn)回路阻抗。鑒于實(shí)際試驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)短路設(shè)備的電流比較大，期間核查時(shí)宜采用電流值相匹配或者量程盡量大（如幾十安培電流）的低阻測(cè)量?jī)x，不宜采用普通的小電流電阻測(cè)量?jī)x器（一般為毫安級(jí)）。

（3）直流電源

鋰電池檢測(cè)過(guò)程中基本都會(huì)涉及到充電測(cè)試、強(qiáng)制放電等項(xiàng)目，經(jīng)常用到直流電源，大多鋰電池標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于電流參數(shù)的要求比較高，且基本要求采用恒流充電的方式，而普通的恒壓直流電源一般只能保證電壓值恒定，電流值不可控，因此不宜采用普通的恒壓直流電源進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。

（4）交流內(nèi)阻儀

鋰離子電池的交流內(nèi)阻測(cè)試基本都參照IEC 61960 測(cè)試方法，該標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于內(nèi)阻測(cè)試的電流信號(hào)的頻率、峰值電壓等都有具體的規(guī)定（1 kHz、20 mV）。選用和校準(zhǔn)交流內(nèi)阻儀時(shí)一定要確認(rèn)是否滿足該標(biāo)準(zhǔn)的要求。盡管交流內(nèi)阻的測(cè)量值也是毫歐級(jí)，但是不能與上面提到的外部短路設(shè)備的回路阻抗確認(rèn)混淆，二者的主要區(qū)別有兩方面：直流與交流、大電流與小電流。

02、環(huán)境

鋰離子電池一方面對(duì)于環(huán)境溫度等指標(biāo)特別敏感，另一方面鋰離子電池自身也可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響，因此實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該特別注意鋰電池實(shí)驗(yàn)檢測(cè)環(huán)境的監(jiān)控和防護(hù)。

（1）環(huán)境溫度

一般來(lái)說(shuō)，在鋰離子電池的正常使用溫度范圍（如0~60 ℃）內(nèi)，環(huán)境溫度越高其放電性能越好，也就意味著能夠放出更多的電能來(lái)，因此一般高溫下測(cè)得的放電容量偏高。能力驗(yàn)證、仲裁測(cè)試過(guò)程中，尤其注意要把測(cè)試環(huán)境溫度控制在要求范圍內(nèi)（容許誤差一般為±2 ℃）。

環(huán)境溫度越高，鋰離子電池的放電容量越高，但其安全性卻隨著溫度的升高而降低。過(guò)高的環(huán)境溫度將加嚴(yán)安全測(cè)試的要求，造成安全指標(biāo)的誤判。因此不論性能測(cè)試還是安全測(cè)試，都需要控制好環(huán)境溫度。

（2）排氣系統(tǒng)

鋰離子電池在短路、過(guò)充、針刺、擠壓、熱濫用等安全檢測(cè)過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生電解液蒸汽、煙塵等有害氣體，僅從試驗(yàn)箱中將氣體排至室內(nèi)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，實(shí)驗(yàn)室需要配置完善的排氣系統(tǒng)以保證測(cè)試人員的健康。

（3）防爆設(shè)施

鋰離子電池安全測(cè)試中還經(jīng)常發(fā)生起火、爆炸等，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)為操作人員配置適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)用品，更重要的是要將樣品放置在適當(dāng)?shù)姆辣O(shè)施內(nèi)部進(jìn)行試驗(yàn)，不能在開放環(huán)境中進(jìn)行安全測(cè)試。也可以將樣品放置在單獨(dú)的防護(hù)測(cè)試間內(nèi)進(jìn)行安全測(cè)試，測(cè)試時(shí)測(cè)試間內(nèi)不應(yīng)有人員、設(shè)備。

（4）消防設(shè)施

普通實(shí)驗(yàn)室對(duì)于電氣設(shè)施一般配置干粉滅火器、二氧化碳滅火器等，而對(duì)于鋰離子電池，有效的滅火方式是使鋰離子電池迅速降溫，一般采用大量的水來(lái)對(duì)鋰離子電池進(jìn)行滅火。滅火裝置數(shù)量應(yīng)充足，能覆蓋所有試驗(yàn)區(qū)域，并保證易取用，避免多個(gè)實(shí)驗(yàn)間共用滅火器材。

03、樣品

國(guó)內(nèi)已經(jīng)發(fā)生多起鋰離子電池企業(yè)在電池生產(chǎn)和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)引發(fā)的安全事故，鋰電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常放置、存儲(chǔ)鋰離子電池，測(cè)試后的鋰離子電池安全風(fēng)險(xiǎn)更大，電池樣品需要全程的安全管控。

（1）安全防護(hù)

收到樣品之后，建議實(shí)驗(yàn)室將電池樣品存放在專門的具有一定防火功能的庫(kù)房?jī)?nèi)，避免與其他樣品混用庫(kù)房。電池的接線端子要進(jìn)行絕緣處理。使用金屬樣品架時(shí)，如果電池樣品外殼是金屬材料，極易發(fā)生外部短路，引發(fā)著火，更要做好絕緣。還要注意的是，絕緣墊等絕緣材料不能是易燃材料。

試驗(yàn)后尤其是安全試驗(yàn)后的電池樣品，要進(jìn)行放電處理，如采用鹽水浸泡等方式。進(jìn)行運(yùn)輸測(cè)試的樣品，由于標(biāo)準(zhǔn)要求有試驗(yàn)后的觀察期，一定要放置在防爆設(shè)施內(nèi)部進(jìn)行留存觀察。

此外，按照相關(guān)監(jiān)管部門的要求，安全試驗(yàn)后的鋰離子電池是有瑕疵的電池，屬于限制運(yùn)輸?shù)姆秶虼藢?shí)驗(yàn)室不得將安全試驗(yàn)后的電池樣品通過(guò)公共途徑（如普通快遞）返還給委托人。

（2）廢棄物的處理

鋰離子電池的檢測(cè)必將產(chǎn)生大量的廢棄物，實(shí)驗(yàn)室可將廢棄物返回委托人；而更常見的情況是委托人往往委托實(shí)驗(yàn)室代為銷毀或處理試驗(yàn)后的電池樣品。因此，鋰離子電池實(shí)驗(yàn)室需要與專門的電池處理機(jī)構(gòu)簽訂服務(wù)協(xié)議進(jìn)行廢棄物的處理。這些處理機(jī)構(gòu)可以是專門的廢棄物處理機(jī)構(gòu)，也可以是國(guó)家認(rèn)可或授權(quán)的電池回收處理機(jī)構(gòu)。

小結(jié)

鋰離子電池誕生于上個(gè)世紀(jì)90 年代，而在我國(guó)的蓬勃發(fā)展主要集中在近十年，相應(yīng)檢測(cè)機(jī)構(gòu)的迅速發(fā)展則是最近幾年的事情。鋰離子電池作為一個(gè)新興事物，其自身兼具電氣與化學(xué)產(chǎn)品的特性，與電氣和化學(xué)產(chǎn)品又不完全相同。

鋰離子電池的檢測(cè)研究一直處于發(fā)展階段，鋰離子電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的認(rèn)可評(píng)審要求也一直處在不斷完善之中。本文僅從鋰電池檢測(cè)環(huán)節(jié)中涉及的設(shè)備、環(huán)境、樣品等幾個(gè)主要方面，總結(jié)歸納了近年來(lái)在電池實(shí)驗(yàn)室評(píng)審過(guò)程發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要點(diǎn)，有關(guān)鋰離子電池檢測(cè)領(lǐng)域的更多要求，還需要進(jìn)一步探討、完善。

文章來(lái)源：《鋰離子電池檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可評(píng)審要點(diǎn)》——何鵬林，王曉冬（中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院）；王黎雯（中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可中心），本內(nèi)容僅供學(xué)習(xí)交流，如有侵權(quán)，聯(lián)系刪除。