無人機鋰電池安全應用測試要求有哪些？

近期，無人機用鋰電池廣東地方標準《無人飛行器用鋰離子電池及電池組技術要求》研討會在廣東省產品質量監(jiān)督檢驗研究院舉行。研討會上，約20家企業(yè)討論了無人機鋰電池的標準問題，包括高倍率放電性能、高溫存儲、循環(huán)壽命以及安全性能等

1. 作為無人機電池行業(yè)領先者之一的企業(yè)格瑞普在參加研討會上，提出了比較嚴格的電池標準。該企業(yè)提出提出高溫存儲項，要求電池組應該在60℃環(huán)境下存儲30天后放電時間不低于1.5h，電池應不鼓包、不泄露、不起火、不爆炸。
2. 無人機電池行業(yè)準入門檻為企業(yè)選擇供應商提供依據(jù)
3. 一方面，對無人機產業(yè)生態(tài)來說，廣東地方此次的做法將有利于無人機電池行業(yè)發(fā)展，助于推動國內無人機電池行業(yè)的發(fā)展，同時在無人機行業(yè)發(fā)展迅速但是無人機產業(yè)國家標準制定者尚未明確提出的前提下提供參考標準，加速無人機產業(yè)的發(fā)展。
4. 另一方面，對無人機產業(yè)企業(yè)來說，選擇高標準和符合標準的無人機電池供應商將有利于無人機性能的提升，助推無人機產業(yè)的行業(yè)應用，增強無人機市場應用的信心和進一步滿足市場的需求;對無人機企業(yè)供應商來說，是一把雙刃劍，可以更加注重高性能的電池技術的研發(fā)和研究投入力度，吸引無人機企業(yè)采購，積極應對市場競爭，優(yōu)勝劣汰，但也迫使一些不達標的供應商無法獲得企業(yè)訂單而在競爭中淘汰。
5. 2015年無人機鋰電池國內市場規(guī)模約60億元，植保無人機、警務無人機發(fā)展起來以后，市場估計還會翻一倍。無人機火熱，相關產業(yè)鏈迎來了爆發(fā)期，但因無人機電池問題墜毀起火的安全事故多發(fā)，也逐漸引起了行業(yè)的高度關注。無人機快速發(fā)展電池瓶頸一旦解決想象無限，2015年無人機鋰電池國內市場規(guī)模約60億元，植保無人機、警務航拍攝影、地質勘測、電網(wǎng)巡線、環(huán)保監(jiān)測等等，無人機發(fā)展起來以后，市場估計還會翻一倍。
6. 據(jù)了解，目前國內具備無人機鋰電池生產能力的企業(yè)約30家，美國和歐洲的無人機市場也在興起。作為無人機性能痛點和缺點之一，電池續(xù)航問題，一旦解決勢必更加進一步促進無人機產業(yè)的發(fā)展和行業(yè)引用，想象無限 鋰離子電池的循環(huán)壽命
7. 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(huán)壽命不斷衰減的體現(xiàn)。
8. 循環(huán)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。
9. 對于理想的鋰離子電池，在其循環(huán)周期內容量平衡不會發(fā)生改變，每次循環(huán)中的初始容量都應該是一定值，然而實際上情況卻復雜得多。任何能夠產生或消耗鋰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(tài)發(fā)生改變，這種改變就是不可逆的，并且可以通過多次循環(huán)進行累積，對電池循環(huán)性能產生嚴重影響。
10. 影響鋰離子電池循環(huán)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鋰離子數(shù)量在不斷減少。需要注意的是，電池當中的鋰元素總量并未減少，而是“活化”的鋰離子少了，它們被禁錮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(huán)充放電的過程。

無人機鋰電池其它知識補充：

一、鋰離子電池的安全性問題

其內在原因是電池內部發(fā)生了熱失控，熱量不斷的累積，造成電池內部溫度持續(xù)上升，其外在的表現(xiàn)是燃燒、爆炸等劇烈的能量釋放現(xiàn)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(fā)生的安全事故，數(shù)不勝數(shù)。

二、鋰離子電池的循環(huán)壽命

國標規(guī)定的鋰電池循環(huán)壽命測試條件及要求:在環(huán)境溫度20℃±5℃的條件下，以1C充電，當電池端電壓達到充電限制電壓4.2V時，改為恒壓充電，直到充電電流小于或等于1/20C，停止充電，擱置0.5h~1h，然后以1C電流放電至終止電壓2.75V，放電結束后，擱置0.5h~1h，再進行下一個充放電循環(huán)，直至連續(xù)兩次放電時間小于36min，則認為壽命終止，循環(huán)次數(shù)必須大于300次。

鋰電池壽命問題：循環(huán)充放電一次就是少一次壽命嗎?回答這個問題前，我們先來說說鋰電池循環(huán)壽命的測試條件。

循環(huán)就是使用，我們是在使用電池，關心的是使用的時間，為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(guī)定了循環(huán)次數(shù)的定義。實際的用戶使用千變萬化，因為條件不同的試驗是沒有可比性的，要有比較就必須規(guī)范循環(huán)壽命的定義。

國標規(guī)定的鋰電池循環(huán)壽命測試條件及要求:在環(huán)境溫度20℃±5℃的條件下，以1C充電，當電池端電壓達到充電限制電壓4.2V時，改為恒壓充電，直到充電電流小于或等于1/20C，停止充電，擱置0.5h~1h，然后以1C電流放電至終止電壓2.75V，放電結束后，擱置0.5h~1h，再進行下一個充放電循環(huán)，直至連續(xù)兩次放電時間小于36min，則認為壽命終止，循環(huán)次數(shù)必須大于300次。

三、國標規(guī)定的解釋:

A.這個定義規(guī)定了循環(huán)壽命的測試是以深充深放方式進行的

B.規(guī)定了鋰電池的循環(huán)壽命按照這個模式，經過≥300次循環(huán)后容量仍然有60%以上

然而，不同的循環(huán)制度得到的循環(huán)次數(shù)是截然不同的，比如以上其它的條件不變,僅僅把4.2V的恒壓電壓改為4.1V的恒壓電壓對同一個型號的電池進行循環(huán)壽命測試，這樣這個電池就已經不是深充方式了，最后測試得到循環(huán)壽命次數(shù)可以提高近60%。那么如果把截止電壓提高到3.9V進行測試，其循環(huán)次數(shù)應該可以增加數(shù)倍。

這個關于循環(huán)充放電一次就少一次壽命的說法，我們要注意的是，鋰電池的充電周期的定義：一個充電周期指的是鋰電池的所有電量由滿用到空，再由空充電到滿的過程。而這并不等同于充電一次。另外大家在談論循環(huán)次數(shù)的時候不能忽視循環(huán)的條件，拋開規(guī)則談論循環(huán)次數(shù)是沒有任何意義的，因為循環(huán)次數(shù)是檢測電池壽命的手段，而不是目的!

▲誤區(qū):許多人喜歡把手機鋰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(huán)壽命的衡量方法，就是時間。有專家提出一般民用的鋰離子電池的壽命是2~3年，結合實際的情況，比如以60%的容量為壽命的終止，加上鋰離子電池的時效作用，用時間來表述循環(huán)壽命我認為更為合理。????