K值(電壓降值),在電池行業(yè)中廣泛使用。它通常指電池在靜置一段時(shí)間后,單位時(shí)間內(nèi)的電壓下降值。表示的方式通常有mV/day(毫伏/天)或μV/h(微伏/小時(shí))兩種。 測(cè)試方法:將充滿電的電池(例如至4.2V)在規(guī)定的環(huán)境(如常溫或高溫)下靜置一段特定時(shí)間(如24小時(shí)、7天甚至28天),然后測(cè)量其電壓下降的幅度,再計(jì)算出每天的平均電壓降。 ![]() K值測(cè)試流程示意圖 進(jìn)行K值測(cè)試的主要原因: 1、檢測(cè)電池內(nèi)部微短路等缺陷(最關(guān)鍵的原因) 這是K值測(cè)試最直接、最重要的目的。一般來說,電池在靜置時(shí)電壓出現(xiàn)下降,本質(zhì)上是因?yàn)閮?nèi)部發(fā)生了自放電。自放電是一種正?,F(xiàn)象,所有電池都存在輕微且緩慢的化學(xué)自放電。但是如果是由于電池內(nèi)部存在瑕疵,如隔膜上有微小的金屬顆?;蛎獭?/span>局部鋰枝晶析出等原因造成的自放電就是一種異常的自放電(微短路)。這些缺陷會(huì)在正負(fù)極之間形成一個(gè)微小的“內(nèi)部短路”通道,導(dǎo)致電子緩慢泄漏,電壓快速下降,影響電池性能。一個(gè)K值偏高的電池,就像一個(gè)有著微小漏洞的水桶,其電量會(huì)悄悄流失。這種電池不僅容量低,更是嚴(yán)重的安全隱患,在后續(xù)使用中可能引發(fā)過熱、鼓包甚至起火爆炸。 2、篩選電池和保證電池組的一致性 鋰離子電池通常需要串聯(lián)或并聯(lián)成組使用(如筆記本電池、電動(dòng)汽車電池包)。這就需要電池組中每個(gè)電芯的電壓、內(nèi)阻、容量等參數(shù)必須高度一致。如果一個(gè)電芯的自放電率(K值)遠(yuǎn)高于其他電芯,在存放一段時(shí)間后,它的電壓會(huì)明顯低于其他電芯。當(dāng)電池包進(jìn)行充電時(shí),這個(gè)“落后電芯”會(huì)最先充滿也最容易過充;放電時(shí)又會(huì)最先放空,導(dǎo)致過放。這種不一致會(huì)急劇加速整個(gè)電池包的容量衰減,并帶來安全風(fēng)險(xiǎn)。因此,在生產(chǎn)線的最后,會(huì)對(duì)所有電池進(jìn)行K值測(cè)試,將K值過大(自放電率高)的“問題電芯”剔除出去,只讓K值相近的優(yōu)質(zhì)電芯配組,確保電池包的整體性能和壽命。 3、評(píng)估長(zhǎng)期存放性能 電池從生產(chǎn)出來到投入使用,中間可能需要儲(chǔ)存數(shù)月甚至更久。K值小的電池,自放電慢,儲(chǔ)存一年后可能仍有95%以上的電量。K值大的電池,儲(chǔ)存后電量流失嚴(yán)重,可能導(dǎo)致電壓過低而進(jìn)入“休眠”甚至“過放”狀態(tài)。過放的電池(電壓低于2.5V左右)會(huì)發(fā)生不可逆的化學(xué)損傷,導(dǎo)致容量永久性喪失,甚至無法再次充電。 4、作為一種無損、快速的檢測(cè)手段 相比于將電池循環(huán)充放電多次來測(cè)量容量衰減(耗時(shí)很長(zhǎng)),K值測(cè)試只需要靜置并測(cè)量電壓,對(duì)電池沒有損害,效率高。其次是成本低,測(cè)試設(shè)備簡(jiǎn)單(高精度電壓表、恒溫箱),主要成本是時(shí)間(靜置天數(shù))。為了加速測(cè)試,有時(shí)會(huì)采用高溫老化(如45°C或60°C)的方法,高溫會(huì)加劇化學(xué)反應(yīng),讓內(nèi)部缺陷在更短的時(shí)間內(nèi)通過電壓變化暴露出來。 ![]() 量產(chǎn)K值測(cè)試主要流程示意圖 進(jìn)行K值測(cè)試就像是給鋰離子電池做一次 “健康體檢”,能快速揪出有內(nèi)部微短路隱患的“危險(xiǎn)電池”,篩選出性能穩(wěn)定的電池,保證成組后整個(gè)電池包的長(zhǎng)壽命和高性能。防止“問題電芯”流入市場(chǎng)。因此,K值測(cè)試是鋰離子電池生產(chǎn)過程中一道至關(guān)重要的質(zhì)量管控關(guān)卡,直接關(guān)系到產(chǎn)品的安全性、可靠性和使用壽命。 |
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