無人機锂電池安全應用測試要求有哪些?
近期,無人機用锂電池广东地方标准《无人飞行器用锂离子电池及电池组技术要求》研讨会在广东省产品质量监督检验研究院举行。研讨会上,约20家企业讨论了无人机锂電池的标准问题,包括高倍率放电性能、高温存储、循环寿命以及安全性能等


- 作爲無人機電池行業領先者之一的企業格瑞普在參加研討會上,提出了比較嚴格的電池標准。該企業提出提出高溫存儲項,要求電池組應該在60℃環境下存儲30天後放電時間不低于1.5h,電池應不鼓包、不泄露、不起火、不爆炸。
- 無人機電池行业准入门槛为企业选择供应商提供依据
- 一方面,对无人机产业生态来说,广东地方此次的做法将有利于無人機電池行业发展,助于推动国内無人機電池行业的发展,同时在无人机行业发展迅速但是无人机产业国家标准制定者尚未明确提出的前提下提供参考标准,加速无人机产业的发展。
- 另一方面,对无人机产业企业来说,选择高标准和符合标准的無人機電池供应商将有利于无人机性能的提升,助推无人机产业的行业应用,增强无人机市场应用的信心和进一步满足市场的需求;对无人机企业供应商来说,是一把双刃剑,可以更加注重高性能的电池技术的研发和研究投入力度,吸引无人机企业采购,积极应对市场竞争,优胜劣汰,但也迫使一些不达标的供应商无法获得企业订单而在竞争中淘汰。
- 2015年无人机锂電池国内市场规模约60亿元,植保无人机、警务无人机发展起来以后,市场估计还会翻一倍。无人机火热,相关产业链迎来了爆发期,但因無人機電池问题坠毁起火的安全事故多发,也逐渐引起了行业的高度关注。无人机快速发展电池瓶颈一旦解决想象无限,2015年无人机锂電池国内市场规模约60亿元,植保无人机、警务航拍摄影、地质勘测、电网巡线、环保监测等等,无人机发展起来以后,市场估计还会翻一倍。
- 据了解,目前国内具备无人机锂電池生产能力的企业约30家,美国和欧洲的无人机市场也在兴起。作爲无人机性能痛点和缺点之一,电池续航问题,一旦解决势必更加进一步促进无人机产业的发展和行业引用,想象无限 锂离子电池的循环寿命
- 電池用著用著,感覺不耐用,容量沒有以前多了,這些都是循環壽命不斷衰減的體現。
- 循環壽命的衰減,其實也就是電池當前的實際可用容量,相對于其出廠時的額定容量,不斷下降的一種變化趨勢。
- 對于理想的锂離子電池,在其循環周期內容量平衡不會發生改變,每次循環中的初始容量都應該是一定值,然而實際上情況卻複雜得多。任何能夠産生或消耗锂離子的副反應都可能導致電池容量平衡的改變,一旦電池的容量平衡狀態發生改變,這種改變就是不可逆的,並且可以通過多次循環進行累積,對電池循環性能産生嚴重影響。
- 影響锂離子電池循環壽命的因素有很多,但其內在的根本原因,還是參與能量轉移的锂離子數量在不斷減少。需要注意的是,電池當中的锂元素總量並未減少,而是“活化”的锂離子少了,它們被禁锢在了其他地方或活動的通道被堵塞了,不能自由的參與循環充放電的過程。
无人机锂電池其它知识补充:
一、锂離子電池的安全性問題
其內在原因是電池內部發生了熱失控,熱量不斷的累積,造成電池內部溫度持續上升,其外在的表現是燃燒、爆炸等劇烈的能量釋放現象。
電池是能量的高密度載體,本質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,每年發生的安全事故,數不勝數。
二、锂離子電池的循環壽命
国标规定的锂電池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下,以1C充电,当电池端电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于1/20C,停止充电,搁置0.5h~1h,然后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电循环,直至连续两次放电时间小于36min,则认为寿命终止,循环次数必须大于300次。
锂電池寿命问题:循环充放电一次就是少一次寿命吗?回答这个问题前,我们先来说说锂電池循环寿命的测试条件。
循環就是使用,我們是在使用電池,關心的是使用的時間,爲了衡量充電電池到底可以使用多長時間這樣一個性能,就規定了循環次數的定義。實際的用戶使用千變萬化,因爲條件不同的試驗是沒有可比性的,要有比較就必須規範循環壽命的定義。
国标规定的锂電池循环寿命测试条件及要求:在环境温度20℃±5℃的条件下,以1C充电,当电池端电压达到充电限制电压4.2V时,改为恒压充电,直到充电电流小于或等于1/20C,停止充电,搁置0.5h~1h,然后以1C电流放电至终止电压2.75V,放电结束后,搁置0.5h~1h,再进行下一个充放电循环,直至连续两次放电时间小于36min,则认为寿命终止,循环次数必须大于300次。
三、國標規定的解釋:
A.這個定義規定了循環壽命的測試是以深充深放方式進行的
B.规定了锂電池的循环寿命按照这个模式,经过≥300次循环后容量仍然有60%以上
然而,不同的循環制度得到的循環次數是截然不同的,比如以上其它的條件不變,僅僅把4.2V的恒壓電壓改爲4.1V的恒壓電壓對同一個型號的電池進行循環壽命測試,這樣這個電池就已經不是深充方式了,最後測試得到循環壽命次數可以提高近60%。那麽如果把截止電壓提高到3.9V進行測試,其循環次數應該可以增加數倍。
这个关于循环充放电一次就少一次寿命的说法,我们要注意的是,锂電池的充电周期的定义:一个充电周期指的是锂電池的所有电量由满用到空,再由空充电到满的过程。而这并不等同于充电一次。另外大家在谈论循环次数的时候不能忽视循环的条件,抛开规则谈论循环次数是没有任何意义的,因为循环次数是检测电池寿命的手段,而不是目的!
▲誤區:許多人喜歡把手機锂離子電池用到自動關機再充電,這個完全沒有必要。
實際上,用戶不可能按照國標測試模式對電池進行使用,沒有一個手機會在2.75V才關機,而其放電模式也不是大電流恒流放電,而是GSM的脈沖放電和平時的小電流放電混合的方式。
有另外一種關于循環壽命的衡量方法,就是時間。有專家提出一般民用的锂離子電池的壽命是2~3年,結合實際的情況,比如以60%的容量爲壽命的終止,加上锂離子電池的時效作用,用時間來表述循環壽命我認爲更爲合理。????
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