电池的可靠性测试有哪些？

对于锂电池测试而言，通常包含三种，分别是电性能、寿命和安全与可靠性测试。其作为现代电子产品、电动汽车等设备的核心部件，其可靠性直接影响到设备的正常运行与用户安全，厂家需要进行一系列可靠性测试，主要涵盖性能测试、安全测试、环境适应性测试等多个方面。

一、什么是锂电池的可靠性？

可靠性是一个综合性概念，其核心含义是指产品、系统、设备或过程等在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。这一定义包含了 “规定条件"“规定时间"“规定功能" 三个关键要素，它们相互关联，共同界定了可靠性的范畴。

"规定条件"指温度、湿度、震动以及认为操作形式等等，“规定时间"一般指锂电池或者整车的质保时间，一把国内企业为8年，“规定功能"指是要达成的预期目标和性能指标，比如不起火不爆炸不漏液，SOH≥80%等等。

“浴盆曲线" 是一种用于描述设备或系统在生命周期内故障率随时间变化的模型，其典型特征是分为三个阶段：早期失效期、偶然失效期和耗损失效期。这种曲线因其形状类似浴盆而得名，广泛应用于可靠性工程领域，用于分析和优化设备的可靠性设计和维护策略。

浴盆曲线通常分为三个阶段：

早期失效期（Infant Mortality Period） ：此阶段故障率较高，主要由于设计缺陷或制造缺陷引起，随着时间推移，故障率逐渐降低并趋于稳定。

偶然失效期（Random Failure Period） ：设备进入正常使用阶段后，故障率保持恒定，主要由随机因素引起，如外部环境变化或偶然事故。

耗损失效期（Wear-out Failure Period） ：设备经过一定时间运行后，由于磨损、老化等原因导致故障率再次上升，最终进入衰退期。

对于锂电池产品而言，其自然使用周期又是特别长，所以常常采用如下的加速应力因子方式缩短时间，通过提高应力水平（如温度、湿度、负载等）来加速产品失效，从而快速评估其寿命和可靠性。

在锂电池的研发和生产过程中，浴盆曲线是评估其可靠性的重要工具。在早期失效期针对性地改进生产工艺、加强质量检测，降低产品的初始故障率；在偶然失效期，通过合理的使用和维护策略，保持锂电池的性能稳定；在耗损失效期来临前，提前制定电池更换计划，避免因电池故障带来安全隐患和经济损失。

二、锂电池的可靠性测试有哪些？

2.1 充放电循环测试

该测试模拟锂电池在实际使用中的充放电过程，评估其循环寿命。将锂电池按照标准充放电制度（如恒流充电、恒压充电、恒流放电等）进行数成百上千次循环，观察电池容量、内阻等性能参数随循环次数的变化情况。一般来说，随着循环次数增加，锂电池容量会逐渐衰减或失效，通过充放电循环测试，可以了解锂电池的耐久性，为产品的使用周期提供数据支持。

常见的失效形式有颗粒破碎、锂枝晶、阻抗过大、发鼓严重等等。

2.2 存储测试

该测试模拟锂电池在不同环温下静置的使用寿命，通常选择高温高SOC以加速电池老化。

高温可能会加速电池内部的化学反应，导致电解液分解、电极材料老化，影响电池的容量和安全性，低温会降低锂电池中电解液的离子传导性，导致电池内阻增大、容量下降，甚至可能出现无法充电的情况。通过高低温测试，可以评估锂电池在寒冷炎热环境下的适用性，确保产品在严酷环境中能够正常工作。

常见的失效形式有SEI增厚和电解液干涸、产气严重等等。

2.3 高温高湿(HTHE）测试

该测试模拟锂电池暴露在高湿度环境中，模拟潮湿的使用环境。高湿度可能会导致电池外壳受潮、电解液吸水，从而影响电池的性能和安全性。测试过程中，监测电池在不同湿度条件下的外观变化、性能参数变化，评估锂电池的防潮能力。此外还包含在HTHE下做充放电测试。

常见的失效形式有壳体腐蚀、密封失效、漏液等等。

2.4 温度循环测试

根据相关标准和实际应用需求，设定温度循环测试的参数。一般来说，温度范围可能从 -40℃到 85℃不等，涵盖了锂电池可能遇到的低温和高温环境。温度变化速率通常设定为每分钟 2℃ - 5℃，以模拟自然环境中温度的缓慢变化过程。循环次数依据测试要求而定，常见的循环次数为 50 次或更多，通过多次循环更全面地评估锂电池的性能变化，此外更严苛的，可在不同温度下做充放电测试。

常见的失效形式有颗粒破碎、锂枝晶、SEI增厚等等。

2.5 振动测试

振动测试模拟锂电池在运输或使用过程中可能受到的振动环境。将电池固定在振动台上，按照规定的频率、振幅和振动时间进行振动试验，然后检查电池的外观是否损坏、内部结构是否松动，测试电池的性能是否发生变化。通过振动测试，可以确保锂电池在振动环境下不会出现内部连接松动、电极脱落等问题，保证电池的可靠性。