無人機(jī)鋰電池安全應(yīng)用測(cè)試要求有哪些?
近期,無人機(jī)用鋰電池廣東地方標(biāo)準(zhǔn)《無人飛行器用鋰離子電池及電池組技術(shù)要求》研討會(huì)在廣東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院舉行。研討會(huì)上,約20家企業(yè)討論了無人機(jī)鋰電池的標(biāo)準(zhǔn)問題,包括高倍率放電性能、高溫存儲(chǔ)、循環(huán)壽命以及安全性能等
- 作為無人機(jī)電池行業(yè)領(lǐng)先者之一的企業(yè)格瑞普在參加研討會(huì)上,提出了比較嚴(yán)格的電池標(biāo)準(zhǔn)。該企業(yè)提出提出高溫存儲(chǔ)項(xiàng),要求電池組應(yīng)該在60℃環(huán)境下存儲(chǔ)30天后放電時(shí)間不低于1.5h,電池應(yīng)不鼓包、不泄露、不起火、不爆炸。
- 無人機(jī)電池行業(yè)準(zhǔn)入門檻為企業(yè)選擇供應(yīng)商提供依據(jù)
- 一方面,對(duì)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)生態(tài)來說,廣東地方此次的做法將有利于無人機(jī)電池行業(yè)發(fā)展,助于推動(dòng)國(guó)內(nèi)無人機(jī)電池行業(yè)的發(fā)展,同時(shí)在無人機(jī)行業(yè)發(fā)展迅速但是無人機(jī)產(chǎn)業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定者尚未明確提出的前提下提供參考標(biāo)準(zhǔn),加速無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
- 另一方面,對(duì)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)企業(yè)來說,選擇高標(biāo)準(zhǔn)和符合標(biāo)準(zhǔn)的無人機(jī)電池供應(yīng)商將有利于無人機(jī)性能的提升,助推無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的行業(yè)應(yīng)用,增強(qiáng)無人機(jī)市場(chǎng)應(yīng)用的信心和進(jìn)一步滿足市場(chǎng)的需求;對(duì)無人機(jī)企業(yè)供應(yīng)商來說,是一把雙刃劍,可以更加注重高性能的電池技術(shù)的研發(fā)和研究投入力度,吸引無人機(jī)企業(yè)采購(gòu),積極應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),優(yōu)勝劣汰,但也迫使一些不達(dá)標(biāo)的供應(yīng)商無法獲得企業(yè)訂單而在競(jìng)爭(zhēng)中淘汰。
- 2015年無人機(jī)鋰電池國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約60億元,植保無人機(jī)、警務(wù)無人機(jī)發(fā)展起來以后,市場(chǎng)估計(jì)還會(huì)翻一倍。無人機(jī)火熱,相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈迎來了爆發(fā)期,但因無人機(jī)電池問題墜毀起火的安全事故多發(fā),也逐漸引起了行業(yè)的高度關(guān)注。無人機(jī)快速發(fā)展電池瓶頸一旦解決想象無限,2015年無人機(jī)鋰電池國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模約60億元,植保無人機(jī)、警務(wù)航拍攝影、地質(zhì)勘測(cè)、電網(wǎng)巡線、環(huán)保監(jiān)測(cè)等等,無人機(jī)發(fā)展起來以后,市場(chǎng)估計(jì)還會(huì)翻一倍。
- 據(jù)了解,目前國(guó)內(nèi)具備無人機(jī)鋰電池生產(chǎn)能力的企業(yè)約30家,美國(guó)和歐洲的無人機(jī)市場(chǎng)也在興起。作為無人機(jī)性能痛點(diǎn)和缺點(diǎn)之一,電池續(xù)航問題,一旦解決勢(shì)必更加進(jìn)一步促進(jìn)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和行業(yè)引用,想象無限 鋰離子電池的循環(huán)壽命
- 電池用著用著,感覺不耐用,容量沒有以前多了,這些都是循環(huán)壽命不斷衰減的體現(xiàn)。
- 循環(huán)壽命的衰減,其實(shí)也就是電池當(dāng)前的實(shí)際可用容量,相對(duì)于其出廠時(shí)的額定容量,不斷下降的一種變化趨勢(shì)。
- 對(duì)于理想的鋰離子電池,在其循環(huán)周期內(nèi)容量平衡不會(huì)發(fā)生改變,每次循環(huán)中的初始容量都應(yīng)該是一定值,然而實(shí)際上情況卻復(fù)雜得多。任何能夠產(chǎn)生或消耗鋰離子的副反應(yīng)都可能導(dǎo)致電池容量平衡的改變,一旦電池的容量平衡狀態(tài)發(fā)生改變,這種改變就是不可逆的,并且可以通過多次循環(huán)進(jìn)行累積,對(duì)電池循環(huán)性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
- 影響鋰離子電池循環(huán)壽命的因素有很多,但其內(nèi)在的根本原因,還是參與能量轉(zhuǎn)移的鋰離子數(shù)量在不斷減少。需要注意的是,電池當(dāng)中的鋰元素總量并未減少,而是“活化”的鋰離子少了,它們被禁錮在了其他地方或活動(dòng)的通道被堵塞了,不能自由的參與循環(huán)充放電的過程。
無人機(jī)鋰電池其它知識(shí)補(bǔ)充:
一、鋰離子電池的安全性問題
其內(nèi)在原因是電池內(nèi)部發(fā)生了熱失控,熱量不斷的累積,造成電池內(nèi)部溫度持續(xù)上升,其外在的表現(xiàn)是燃燒、爆炸等劇烈的能量釋放現(xiàn)象。
電池是能量的高密度載體,本質(zhì)上就存在不安全因素,能量密度越高的物體,其能量劇烈釋放時(shí)的影響就越大,安全問題也越突出。汽油、天然氣、乙炔等高能量載體,也都存在同樣的問題,每年發(fā)生的安全事故,數(shù)不勝數(shù)。
二、鋰離子電池的循環(huán)壽命
國(guó)標(biāo)規(guī)定的鋰電池循環(huán)壽命測(cè)試條件及要求:在環(huán)境溫度20℃±5℃的條件下,以1C充電,當(dāng)電池端電壓達(dá)到充電限制電壓4.2V時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于1/20C,停止充電,擱置0.5h~1h,然后以1C電流放電至終止電壓2.75V,放電結(jié)束后,擱置0.5h~1h,再進(jìn)行下一個(gè)充放電循環(huán),直至連續(xù)兩次放電時(shí)間小于36min,則認(rèn)為壽命終止,循環(huán)次數(shù)必須大于300次。
鋰電池壽命問題:循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎?回答這個(gè)問題前,我們先來說說鋰電池循環(huán)壽命的測(cè)試條件。
循環(huán)就是使用,我們是在使用電池,關(guān)心的是使用的時(shí)間,為了衡量充電電池到底可以使用多長(zhǎng)時(shí)間這樣一個(gè)性能,就規(guī)定了循環(huán)次數(shù)的定義。實(shí)際的用戶使用千變?nèi)f化,因?yàn)闂l件不同的試驗(yàn)是沒有可比性的,要有比較就必須規(guī)范循環(huán)壽命的定義。
國(guó)標(biāo)規(guī)定的鋰電池循環(huán)壽命測(cè)試條件及要求:在環(huán)境溫度20℃±5℃的條件下,以1C充電,當(dāng)電池端電壓達(dá)到充電限制電壓4.2V時(shí),改為恒壓充電,直到充電電流小于或等于1/20C,停止充電,擱置0.5h~1h,然后以1C電流放電至終止電壓2.75V,放電結(jié)束后,擱置0.5h~1h,再進(jìn)行下一個(gè)充放電循環(huán),直至連續(xù)兩次放電時(shí)間小于36min,則認(rèn)為壽命終止,循環(huán)次數(shù)必須大于300次。
三、國(guó)標(biāo)規(guī)定的解釋:
A.這個(gè)定義規(guī)定了循環(huán)壽命的測(cè)試是以深充深放方式進(jìn)行的
B.規(guī)定了鋰電池的循環(huán)壽命按照這個(gè)模式,經(jīng)過≥300次循環(huán)后容量仍然有60%以上
然而,不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)次數(shù)是截然不同的,比如以上其它的條件不變,僅僅把4.2V的恒壓電壓改為4.1V的恒壓電壓對(duì)同一個(gè)型號(hào)的電池進(jìn)行循環(huán)壽命測(cè)試,這樣這個(gè)電池就已經(jīng)不是深充方式了,最后測(cè)試得到循環(huán)壽命次數(shù)可以提高近60%。那么如果把截止電壓提高到3.9V進(jìn)行測(cè)試,其循環(huán)次數(shù)應(yīng)該可以增加數(shù)倍。
這個(gè)關(guān)于循環(huán)充放電一次就少一次壽命的說法,我們要注意的是,鋰電池的充電周期的定義:一個(gè)充電周期指的是鋰電池的所有電量由滿用到空,再由空充電到滿的過程。而這并不等同于充電一次。另外大家在談?wù)撗h(huán)次數(shù)的時(shí)候不能忽視循環(huán)的條件,拋開規(guī)則談?wù)撗h(huán)次數(shù)是沒有任何意義的,因?yàn)檠h(huán)次數(shù)是檢測(cè)電池壽命的手段,而不是目的!
▲誤區(qū):許多人喜歡把手機(jī)鋰離子電池用到自動(dòng)關(guān)機(jī)再充電,這個(gè)完全沒有必要。
實(shí)際上,用戶不可能按照國(guó)標(biāo)測(cè)試模式對(duì)電池進(jìn)行使用,沒有一個(gè)手機(jī)會(huì)在2.75V才關(guān)機(jī),而其放電模式也不是大電流恒流放電,而是GSM的脈沖放電和平時(shí)的小電流放電混合的方式。
有另外一種關(guān)于循環(huán)壽命的衡量方法,就是時(shí)間。有專家提出一般民用的鋰離子電池的壽命是2~3年,結(jié)合實(shí)際的情況,比如以60%的容量為壽命的終止,加上鋰離子電池的時(shí)效作用,用時(shí)間來表述循環(huán)壽命我認(rèn)為更為合理。????