旗下实验室荣誉资质
CMA资质认定证书
CNAS认可证书
技术概述
宽温锂原电池是一类可在宽泛温度区间内稳定放电、不可充电的一次锂电池体系,常见化学体系包括锂-二氧化锰电池(CR系列)、锂-亚硫酰氯电池(ER系列)、锂-二硫化铁电池(FR系列)和锂-氟化碳电池(BR系列)等。此类电池通常设计工作温度范围为-55℃至+85℃,部分特种型号甚至可以扩展到更宽的温度区间。凭借比能量高、自放电率低、工作温度宽、贮存寿命长等优势,宽温锂原电池被广泛应用于智能计量、物联网、石油勘探、航空航天、应急救援等对电源可靠性要求极高的领域。
湿热环境测试是考核宽温锂原电池环境适应性与长期可靠性的重要手段。在高温高湿条件下,电池的密封结构、绝缘材料、极柱爬电通道以及内部电化学体系都会承受远比常规环境苛刻的应力:湿气侵入可能引发电解质水解、电极腐蚀与自放电加剧;温度升高会加速密封件老化与电解液挥发或膨胀渗漏;湿热循环还会在电池内部形成呼吸效应,使外部水汽被反复吸入。这些问题一旦失控,轻则容量衰减、电压跌落,重则漏液腐蚀整机、短路起火。因此,通过系统化的湿热环境测试评估宽温锂原电池在高温高湿条件下的结构完整性与电性能保持能力,对产品研发验证、质量控制和工程验收都具有重要意义。
宽温锂原电池湿热环境测试通常参考GB/T 2423.3、GB/T 2423.4、IEC 60068-2-78、IEC 60068-2-30等环境试验标准,并结合GB/T 8897.1、GB 8897.4、IEC 60086系列等原电池产品标准执行,同时可根据客户技术条件或整机环境规范定制试验剖面。
检测样品
宽温锂原电池湿热环境测试适用的样品范围较广,涵盖各主要体系与结构形态的一次锂电池,主要包括:
- 锂-亚硫酰氯电池(ER系列):包括卷绕式高倍率电池、碳包式长寿命电池及相应组合电池组,广泛用于水表、气表、井下仪表等设备;
- 锂-二氧化锰电池(CR系列):包括CR123A、CR17450、CR18505、CR26500等圆柱形电池及软包异形电池;
- 锂-氟化碳电池(BR系列)与锂-二硫化铁电池(FR系列)等耐高温体系电池;
- 由若干部件组成的电池模块与电池组件,含保护回路、连接器、封装外壳的成品电池包;
- 按整机要求加装引线、端子、绝缘衬垫的定制化电池产品。
送检样品一般应为全新出厂状态,并附有规格书或技术条件,明确标称电压、额定容量、最大连续工作电流、工作温度范围及允许的贮存环境要求,以便实验室据此设定试验参数与判定依据。
检测项目
围绕湿热环境应力,宽温锂原电池的检测项目可分为试验前性能基线测试、环境应力试验、试验后性能复测与安全评估三大类,典型项目如下:
- 外观与尺寸检查:检查壳体锈蚀、变形、鼓胀、漏液痕迹及标志清晰度;
- 开路电压与负载电压测试:评估试验前后电压保持能力;
- 额定容量与放电性能测试:在不同倍率、不同温度点(如-55℃、-40℃、+23℃、+85℃)下测定实际容量;
- 交流内阻或直流内阻测试:反映电池内部阻抗变化;
- 稳态湿热试验:恒定温度与恒定湿度条件下的长期暴露考核;
- 循环湿热试验:温度湿度交变循环下的耐受性考核;
- 温度循环与温度冲击试验:验证宽温条件下的结构稳定性;
- 高温贮存与湿热贮存试验:考核长期贮存后的容量保持率;
- 绝缘电阻与耐压性能测试:评估潮湿条件下的电气绝缘能力;
- 漏液与密封性评估:试验后检查电解液渗漏、爬酸爬碱现象;
- 安全项目评估(按需):短路、过放电、挤压、跌落等与湿热应力组合的复合工况考核。
检测方法
宽温锂原电池湿热环境测试的标准流程一般包括样品状态调节、试验前电性能基线测试、环境应力施加、恢复处理和试验后性能复测五个阶段,具体方法如下:
首先是试验前准备。样品在标准大气条件(温度15℃~35℃、相对湿度45%~75%)下完成状态调节后,逐只编号并记录外观、尺寸、开路电压、内阻等初始数据,必要时测定基准容量,作为试验后比对依据。
其次是稳态湿热试验。依据GB/T 2423.3(对应IEC 60068-2-78),将样品置于恒温恒湿试验箱中,常用严酷等级为温度40℃±2℃、相对湿度93%±3%,试验持续时间可选48小时、96小时、240小时或更长,具体由产品规范确定。试验期间样品按实际安装姿态放置,可按技术要求处于贮存状态或施加规定负载,以模拟两种典型使用工况。
再次是循环湿热试验。依据GB/T 2423.4(对应IEC 60068-2-30),在上限温度55℃(亦可选用40℃或其他等级)、相对湿度不低于95%的条件下,以24小时为一个循环(12小时升温保湿加12小时降温保湿)进行交变试验,常用循环数为2次、6次或12次。温度变化引起的呼吸效应能够有效暴露密封结构与绝缘工艺的薄弱环节。
对于宽温产品,通常还会将湿热试验与高低温试验组合成综合环境序列:先进行高温运行或高温贮存(如+85℃保持规定时间),再完成湿热试验,随后进行低温放电(如-55℃、-40℃)考核,最后恢复至常温复测,以全面评价电池在宽温高湿交变环境下的可靠性。
试验结束后,样品在标准大气条件下恢复1~2小时(或按标准规定恢复更长时间),随后复测开路电压、内阻、容量等电性能,并进行外观、漏液、绝缘电阻等检查。判定依据通常包括:外观无鼓胀变形与漏液痕迹,开路电压变化不超过规定范围,容量保持率满足产品规范要求(如不低于初始值的90%或客户约定值),绝缘电阻不低于限值等。若出现电解液渗漏、壳体破裂、明显鼓胀或电压异常跌落,则判定不合格。
检测仪器
完成上述测试需要配置完善的环境试验与电性能测量设备,主要包括:
- 恒温恒湿试验箱:提供稳态及循环湿热试验所需的温湿度条件,控温精度±2℃,控湿精度±3%;
- 高低温交变试验箱:覆盖-70℃至+150℃甚至更宽温度范围,用于宽温放电与高低温贮存试验;
- 温度冲击试验箱:实现高低温快速转换,考核结构耐温度剧变能力;
- 电池测试系统:用于恒流放电、不同倍率放电及容量标定,支持多通道并行测试;
- 数字万用表与数据采集系统:连续监测试验过程中电池电压、表面温度的变化曲线;
- 电池内阻测试仪:采用交流四线法或直流法测定内阻;
- 绝缘电阻测试仪与耐压测试仪:评估潮湿条件下的电气绝缘性能;
- 影像测量仪、数显卡尺与电子天平:用于尺寸测量及试验前后质量比对,辅助判断漏液失重;
- 短路试验机、挤压试验机等安全测试设备:用于组合工况下的安全评估。
应用领域
宽温锂原电池湿热环境测试服务于众多对电源长期可靠性要求较高的行业,典型应用包括:
- 智能计量:智能水表、热量表、燃气表用锂亚电池的湿热老化与寿命验证;
- 物联网与通信:NB-IoT终端、传感器节点、有源RFID标签、北斗定位终端电源的环境适应性评估;
- 石油与地质勘探:随钻测斜、井下高温高压仪器配套电源的宽温考核;
- 航空航天与国防:机载设备、弹载设备、野战通信电台电源的环境鉴定试验;
- 工业控制:自动化仪表、变送器、远程监控终端备用电源的可靠性验证;
- 医疗与安全:体外医疗设备电源、应急定位信标、烟雾报警器电池的长期贮存验证;
- 汽车电子:胎压监测系统、电控单元备用电源的高温高湿耐久评估。
通过系统化的湿热环境测试,制造企业可以在设计阶段发现密封结构、材料选型与制造工艺的缺陷,在量产阶段监控批次一致性,在整机验收阶段提供客观的环境适应性证据,从而有效降低售后风险,提升产品在恶劣气候区域的服役表现。
常见问题
问题一:宽温锂原电池湿热环境测试的检测周期是多久?
宽温锂原电池湿热环境测试的检测周期一般为7-15个工作日。实际周期受多重因素影响:检测项目数量越多、湿热试验持续时间越长(例如96小时稳态湿热或多循环交变湿热),所需时间相应延长;样品数量较大时需要分批占用试验箱体,也会拉长周期;若方法中包含宽温放电、容量标定等前后置电性能测试,还需计入放电与恢复时间。此外,对于有紧急出货或投标需求的客户,可与实验室沟通加急安排,通过并行调度设备与通道缩短交付时间。
问题二:宽温锂原电池湿热环境测试的检测价格是多少?
宽温锂原电池湿热环境测试的费用与多个因素相关,无法一概而论。主要影响因素包括:所选检测项目的种类与数量,例如仅做稳态湿热与做湿热、高低温、温度循环组合序列的费用差异明显;试验条件与持续时长,长时间或多循环的湿热暴露占用设备资源更多;样品数量与规格型号的多少;检测周期要求及是否需要加急服务等。有检测需求的客户可以直接联系我们的技术顾问,提供产品规格书与测试目的,即可获得针对性的方案设计与报价。
问题三:宽温锂原电池湿热环境测试需要什么资质?
我们旗下拥有CMA和CNAS资质,能力范围覆盖环境试验与电池电性能评价相关的主要标准方法,可以按照GB/T、IEC等标准及客户技术条件开展宽温锂原电池湿热环境测试。实验室配备了高精度恒温恒湿箱、高低温交变箱、多通道电池测试系统等专业设备,并由经验丰富的工程师团队负责方案设计、试验执行与数据分析,确保测试过程规范、数据准确可靠,测试结果可用于产品质量评价、研发改进、供应商验收及贸易活动中的技术依据。
问题四:湿热试验后电池出现哪些现象会被判定为不合格?
常见的判定不合格情形包括:壳体或封口处出现肉眼可见的电解液渗漏、爬酸结晶痕迹;电池鼓胀、变形或锈蚀超标;试验后开路电压较初始值明显跌落,超出规范限值;容量保持率低于产品标准或客户约定值;绝缘电阻显著下降,出现异常自放电或短路迹象。一旦出现上述任一情况,说明电池的密封结构或电化学体系在湿热应力下发生了不可接受的劣化,需要从封口工艺、材料选型等方面分析改进。
问题五:宽温范围应如何设定?试验温度点如何选择?
宽温范围应根据电池规格书及整机使用环境确定。常见工业级产品按-40℃至+85℃考核,特种应用产品可扩展至-55℃的低温下限与+125℃以上的高温上限。试验温度点通常在低温端选取最低工作温度(如-55℃或-40℃)进行放电能力考核,在高温端选取最高工作温度(如+85℃)进行贮存与放电考核,并结合常温基线数据进行对比,以完整刻画电池在整个温度区间内的性能表现。
问题六:稳态湿热和循环湿热应如何选择?
两者考察的失效机理侧重点不同。稳态湿热(恒定温湿度、长时间暴露)主要考核绝缘材料耐潮湿老化、电化学体系在持续高湿下的稳定性,适合模拟湿热地区长期贮存或缓变工况;循环湿热(温湿度交变、反复凝露)通过呼吸效应重点暴露密封缺陷,对封口工艺、极柱绝缘的考核更严酷,适合模拟昼夜温差大、频繁凝露的户外环境。若预算与周期允许,建议两者串联进行,并结合温度循环试验,形成完整的宽温湿热综合评价。
问题七:送检前需要准备哪些资料和样品?
建议客户提供电池规格书或技术条件,明确化学体系、标称电压、额定容量、工作温度范围、允许贮存条件及判定要求;同时提供样品数量满足试验前后比对与必要复测的需求,一般为每种规格若干只,具体数量可由实验室根据项目内容确定。样品应为全新未使用状态,包装完好,并随附出厂检验信息或批次说明。若整机方有特殊安装姿态、负载条件或试验剖面要求,也应在委托时一并说明,以便实验室制定准确的试验方案。