锂离子电池耐低温环境试验

锂离子电池耐低温环境试验是评估电池在低温条件下性能稳定性、安全性及可靠性的关键测试，核心目的是验证电池在低温存储、运输和使用场景下的性能表现是否满足设计或应用要求。

试验依据标准

不同应用领域的试验标准存在差异，常见核心标准如下：

• 民用消费类：主要依据 GB/T 31484-2015《锂离子电池》、GB/T 31486-2015《电动汽车用动力蓄电池》，明确了低温放电、低温容量保持率等测试要求。

• 军用 / 航空航天类：遵循 GJB 179A-1996《军用电池通用规范》、GJB 2374-1995《锂离子蓄电池组通用规范》，对低温环境的测试条件和合格判据要求更严苛。

• guojibiaozhun：可参考 IEC 61960-2:2017《便携式二次锂电池和电池组 第 2 部分：性能要求》，适用于出口类产品测试。

核心试验项目及方法

1. 低温存储试验

• 试验目的：评估电池在低温环境下长期存储后的性能衰减情况。

• 典型条件：

• 温度：常见测试温度为 - 20℃、-30℃，特殊场景（如极地、高空）可低至 - 40℃。

• 时间：存储周期通常为 7 天、14 天或 30 天，根据产品需求设定。

• 试验步骤：

1. 电池先在常温（25℃±5℃）下充满电，记录初始容量。

2. 将电池放入低温箱，在设定温度下恒温存储至规定时间。

3. 存储结束后，将电池恢复至常温，静置 24 小时，测试容量，计算容量保持率。

• 合格判据：通常要求容量保持率≥80%（具体需结合产品标准或客户要求），且电池无漏液、鼓胀、破裂等外观异常。

2. 低温放电性能试验

• 试验目的：验证电池在低温环境下的放电能力，反映实际使用时的供电稳定性。

• 典型条件：

• 温度：-10℃、-20℃、-30℃（动力锂电池常用 - 20℃，消费类电池可能测试 - 10℃）。

• 放电电流：按电池额定容量（C）设定，如 0.2C、0.5C、1C（电流越大，低温放电难度越高）。

• 试验步骤：

1. 电池在常温下充满电，放入低温箱，恒温放置 4 小时以上，确保电池内部温度达到试验温度。

2. 按设定电流恒流放电至终止电压（如锂离子电池通常为 2.75V / 单体），记录放电容量。

• 合格判据：低温放电容量与常温放电容量的比值（低温放电效率）需满足标准要求，例如动力锂电池在 - 20℃、0.5C 放电时，效率常要求≥70%。

3. 低温充电性能试验

• 试验目的：评估电池在低温环境下的充电接受能力，避免充电过程中出现锂枝晶析出等安全风险。

• 典型条件：

• 温度：-10℃、-20℃（多数锂离子电池不建议在 - 20℃以下充电，避免安全隐患）。

• 充电电流：通常为 0.2C、0.5C 的恒流充电。

• 试验步骤：

1. 电池在常温下放电至 50% SOC（剩余容量），放入低温箱恒温 4 小时以上。

2. 按设定电流充电，记录充电容量、充电时间及充电过程中的电池温度变化。

• 合格判据：充电过程中电池无过热、鼓胀，充电容量需达到常温充电容量的一定比例（如≥60%），且充电后电池性能无明显衰减。

4. 低温循环寿命试验

• 试验目的：测试电池在低温环境下反复充放电后的性能衰减趋势，评估长期使用可靠性。

• 典型条件：

• 温度：-10℃或 - 20℃。

• 循环制度：按 “充电 - 放电” 为一个循环，通常循环 50 次、100 次。

• 试验步骤：

1. 在设定低温下，按标准充放电制度进行循环测试。

2. 每循环一定次数（如 20 次），在常温下测试电池容量，记录容量衰减情况。

• 合格判据：循环至规定次数后，容量保持率≥60%~80%（根据产品定位确定），电池无安全异常。

试验关键注意事项

1. 样品预处理：试验前需确保电池状态一致（如 SOC 统一、外观无损伤），避免初始状态差异影响试验结果。

2. 温度均匀性：低温箱内温度需均匀稳定，温差控制在 ±2℃以内，确保电池各部位温度一致。

3. 安全防护：低温试验虽风险低于高温，但仍需监测电池电压、温度变化，防止出现漏液、短路等情况，试验区域需配备消防设备。

4. 数据记录：详细记录试验温度、时间、充放电参数及电池状态变化，确保试验数据可追溯。

试验设备

• 核心设备：高低温试验箱（需满足温度范围 - 40℃~150℃，控温精度 ±1℃）、电池充放电测试仪（支持恒流、恒压充放电模式，可精准控制电流和电压）。

• 辅助设备：温度记录仪（监测电池表面温度）、环境监测仪（记录试验箱内温湿度）。