《电池寿命试验》PPT课件.ppt

电池寿命试验,1、概述,2、加速寿命试验的理论依据,3、加速寿命试验的情况说明,4、结论,关于进行锂电池加速寿命试验的概述,对于智能表计，无论是电表、水表、气表，还是热表，均需要使用电池作为实时时钟电源，记忆体后备电源或动力电源。而锂/亚硫酰氯电池（以下简称锂亚电池）已经成为各种智能表计的首选电池品种。因此，对锂/亚硫酰氯电池进行可靠性研究分析具体有重要意义，其中最关键的是评估锂/亚硫酰氯电池贮存寿命，而对其进行长期寿命试验是通常被采用的可靠性评估手段之一。,然而，长期寿命试验需要较长的时间，视不同情况可能达到10年以上，浪费人力物力。为了缩短时间、节约样品与费用、快速地评价产品的可靠性，就需要做加速寿命试验。,本文主要就是通过设计试验，监测研究ER14250电池在不同环境温度下的剩余容量变化，计算该电池的激活能（Ea），从而可以得出该类电池的加速试验寿命模型以及不同温度下的加速因子。,进行加速寿命试验的理论依据,式中，t为产品的寿命，斜率=Ea/k,上式表示电池的寿命用MTTF表示时，In(MTTF)与I/T呈直线 线性关系，且该直线的斜率为Ea/k，所以，当只考虑温度应力时，将三个或多个温度点下对应的In(MTTF)和（I/T)画图，拟合 直线的斜率就是Ea/K，从而得到Ea,试验机理:阿伦尼乌斯方程,Int=a+b(I/T),(2),对式（1）积分后两边取对数，可以转化为：,(1),进行加速寿命试验的理论依据,在三个高温（T1，T2，T3，T1T2T3）下做测试，依据测试结果计算出三个温度下产品寿命，然后代入式（2）计算出此产品对应的Ea。加速寿命试验的加速因子可以从下式计算得出：,试验方法,AF=exp(Ea/k)(1/Tu)(1/Ts),式中：Ea 激活能（ev）范围0.3 1.5ev之间K 玻尔兹曼常数，K=8.617x10-5ev/kT 绝对温度K下标u表示常态，下标s表示加速状态,加速寿命试验,本次试验选取ER14250型锂/亚硫酰氯电池作为试验对象。参试样品从同一批次中抽样，数量共60只。分别在25、60和85环境下进行加速寿命试验，实验过程中定期抽取被测试电池检测电池的剩余容量。,试验说明,根据电池的应用特性，在试验中取剩余容量值的变化监测电池是否失效，认为当电池在定时监测时330负载恒阻放电容量值小于额定容量的20%就认为电池失效，以此统计出电池失效数据，然后用线性外延法计算出电池在不同温度下的储存寿命，即MTTF值（对于此电池为不可修复产品，不可采用MTBF），数据和计算过程见表1，其中电池容量为平均值。,加速寿命试验,表1 不同温度下的加速寿命试验数据分析汇总表,说明：电池在各个温度下储存，均没有出现失效，其MTTF可以用“线性外延”法来计算。因为在25 下时，经过365天的储存，平均容量损失了1.33%，实际上就是电池的第一年储存期的年自放电率，外推出变化量达到失效限80%时的总储存时间为60.15年。即 MTTF=365*80%/1.33%/365=60.15年。同理，用“线性外延”法推出，在60、85 储存的电池MTTF分别为1.6905年和1.473年,加速寿命试验,将三个温度下对应的In(MTTF)和(I/T)画图，在EXCEL中完成作图拟合直线如下图所示。,图1 ER14250电池加速寿命试验数据处理结果,由图1可见，直线斜率为6959.6。由上式b=Ea/k=6959.6，故Ea=0.6ev。则，在60 下做测试1小时，相当于在20 的加速倍数为：AF=exp(0.6/8.617x10-5)(1/293)-(1/333)=17.3432这个结果与”锂电池在自然环境下的可靠性预计“文中的结论17.367十分吻合，也与国外类似的文献报道值18接近。,结语,综上所述：,1、通过高温加速试验方法可以推算出锂电池的激活能Ea约为0.6eV，由以上数据分析结果可知，该电池的加速因子AF在60 时相当于20 温度下的17.3倍。；,2、根据加速寿命试验验证的结果，可以说明评估锂亚电池在60 存放200天的贮存性能，即等效为评估锂亚电池常温存放约10年贮存性能。,