摘要：随着全球能源危机影响范围的不断扩大，目前锂离子电池作为一种新型能源的主要载体，其在工业现代化中的应用范围也在不断提升。立足于锂离子电化学性能的测试目标，文章首先介绍了锂离子电化学性能测试中需要解决的主要问题，其次对该系统的电化学性能测试技术特征进行了解析，并在最后就锂离子电池电化学性能测试系统的提升策略进行了讲解，希望可以为开发出更高能量转换效率与能量密度的锂离子电池创造条件。
关键词：锂离子电池；性能测试；应用
引言
当前国内较为流行的化学电源类型主要包括有镍氢电池、铅酸电池以及镍铬和锂离子电池。在众多电池类型当中。锂离子电池以独特的性能优势获得了新能源企业的青睐，其不但具有更高的能源转换效率，同时噪声污染小、移动性也较强，相比于其他电池更是具有重复利用寿命高以及能量密度高的特点。
一、锂离子电池电化学性能测试需要解决的问题
1.锂离子安全性问题
作为目前主要制约锂离子电池安全性的因素之一，安全性一直阻碍着行业的进步与推广。实际上，任何化学电池在大量的充放电之后都可能会出现损坏与安全事故。在进行电池测试时，需要综合各方面的性能特征与需求，对测试的进程与环节进行精准把控，这样才能够测试出电池具体的稳定性与精度。在电池的充放电测试环节中也要尽可能控制温度，减少由于温度过高导致的电池寿命的情况，同时也要避免出现电池永久损坏的情况，这也需要做好监控电池的温度。
2.电池特性测试与材料半电池测试
目前电池的特性测试主要针对的是性能以及材料两个主要方面。在测试方法与基本面上存在较大的差异与区别，一些全电池测试对于设备的要求较高，半电池测试所需的设备对于电流的精准度要求较高，所以实际采购起来价格也十分昂贵。在兼顾多种测试条件的情况下，才能够做好价格管控，尽可能降低成本针对不同的测试方法做出相应的技术调节，以此来更好的满足测试的需求。
3.电池各项性能指标测试
电池的性能评估参数众多，仅仅从评估的表面特征上来看，寿命、安全性、综合性能需求等特征就十分复杂，而其涉及的微观参数更是可以用丰富来形容。在进行不同类型电池性能测试时，需要考虑到电池各项性能指标，同时兼顾好测试设备的精度要求，尽可能提升测试的可靠度，那么传统的电池测试设备往往无法满足多样化需求，所以需要对设备进行改造与优化。
4.测试设备需求量较大
电池测试设备需要进行大量重复试验，有时还需要多个测试试验同时进行，所以对于测试设备的需求量较大，这与一些其他产品的测试研发也具有较大的区别，同时测试过程中能源都会以热量形式损耗，所以在测试大容量电池时可能需要提升能源的利用效率，这对于技术研发也是一个挑战。
二、锂离子电池电化学性能测试系统技术特征
1.性能测试标准
随着锂离子电池商业化整体水平的不断提升，目前各个国家对于锂离子电池的测试标准也趋于相同，大多数国家都采用了电化学性能与安全性能两个衡量指标来进行电池的考察和评估。其中美国IEEE发布了1625以及1725两个标准来对锂电池的电芯和可充电电池的系统标准进行了标定，这也共同确定了目前全球通用的安全规范测试技术方法与指标。另外，日本推出的JISC-8711标准则是针对于二次锂电池建立的测试标准。目前我国质量监督局制定的GB/T18287则主要针对锂电池的单体电池特征进行了测试标准的制定，该标准适用至今。
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2.电池电化学参数测试
我们常用来表征电池化学性能的参数包括有电压、容量、充放电速度以及自放电率和寿命等。其中，根据电池所处的状态变化情况，还可以划分为开路、工作以及截止电压三种情况。开路电压是指在开路状态下，电流没有经过电池，这个时候正负极之间会存在自然的电压差。在工作过程中，电流经过电源，正负极之间会出现负载，其电压差则是工作电压。在电池内阻的影响下，电流经过时不可避免的会出现不稳定的情况，而电池的放电制度也会受到阶梯性的影响，此时电池的充电应该尽可能以电池放电规定的最低电压为主。
3.充放电测试技术
目前锂离子的电化学性能测试往往针对性电池本身的性能，而质量评估以及安全评估则着重集中在充放电测试技术。在进行电池充放电测试测试环节时，其基本原理是通过外部电源与电池的正负极连接来实现闭合回路的功能处理，外部的电源经过一定的方式进行充电，从而保持外电路中的电能达到化学能储存。在整个充电过程中，电池电压持续升高，同时达到充电截止条件后，性能测试工作才基本完成。在性能测试过程中，主要研究的对象为恒流恒压、变电脉冲充电以及分级定流充电等类型，所以充放电测试需要进行针对性测试，以此来确保在不同的充电工况下都可以获得稳定的表现。
三、锂离子电池电化学性能测试系统性能提升策略
1.系统稳定性
由于整个锂离子的电池电化学性能测试都需要依赖于电子系统的测试，为了确保最终测试获得的参数准确，就必须提升各项性能的测试稳定性，这也是确保性能测试有效性的前提条件。为了提升电池测试系统的整体精度，就需要做好系统测试环境可靠性运行工作，采取各种抗干扰技术并做好消除干扰与抑制工作，确保系统运行能够长期稳定。在对系统进行反复测试与改进过程中，原有的软硬件资源都可以得到合理的改造，系统的硬件设计与软件算法都可以得到提升，这样一来整个系统的测试稳定性与可靠性都可以提升。
2.测试系统性能实验
测试系统性能试验是确保试验成功与稳定的基础，而测试性能试验稳定性中，系统稳定是恒流源输出判定的根本，同时也是确保恒流源输出稳定可靠性的条件。在电流发生变化时，测试的结果也会发生改变。其次，测试系统的性能试验中，电压的采样结果也是一个较大的变量，需要提前做好电压零点的校准工作，通过系统测量到电压值与高精度万用表对比，可以得到实际测试电压，并将测试值、误差以及精度进行对比，这样一来可以更好的满足系统预期的设计目标，电压的采样精度也可以获得较大幅度的提升。内阻检测测试分析部分，可以通过理想测试曲线进行优化。
总结
综上所述，锂离子电池的发展必须依赖于电池测试系统的进步与发展，通过优化电池性能的电化学测试与发展系统，提升测试的准确度，才能够更好的开展电池研发，确保材料合成效率与电池电极的测试效果。当前国内电池测试领域依然存在自动化水平不高、测试功能与通用性较差的问题。为了更好的完成锂离子电池电化学性能的测试任务，就必须开发出具有宽量程、高精度的锂离子电池参数测试系统，并通过系统稳定性优化与性能测试等试验来强化，为迎合未来新能源事业发展需求创造条件。
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论文作者:刘伟,张宏
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：测试论文; 电池论文; 电化学论文; 锂离子电池论文; 性能论文; 系统论文; 性能测试论文; 《电力设备》2018年第27期论文;