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

1. 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。
2. 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)
3. 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。
4. 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，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。
5. 2015年無人機(jī)鋰電池國內(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。
6. 據(jù)了解，目前國內(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
7. 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)。
8. 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)。
9. 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。
10. 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。????