能力验证在锂离子电池行业的应用

王珊珊，陈宇军，张思瑶，母志鹏

（威凯检测技术有限公司，广州 510663）

引言

锂离子电池凭借优异的高能量密度和长寿命等优点，广泛的应用于电子产品、新能源汽车和储能行业，其安全性能一直是行业的关注焦点。根据工信部公布的数据，2022 年全国锂离子电池产量达750GWh，同比增长超过130%，行业总产值突破1.2 万亿元，锂离子电池毫无疑问已是我国最具热门的产业之一。能力验证是利用实验室间比对，按照预先制定的准则评价参加者的能力。CNAS-RL02：2023《能力验证规则》附录B 规定，锂离子电池行业安全性能等试验能力验证项目所在子领域的最低参加频次要求是1 次/2 年。本文围绕能力验证在锂离子电池行业的应用，就相关技术问题进行探讨，为检测实验室的可持续发展赋能，促进该行业检测技术和质量控制水平的提高。

1 锂离子电池行业能力验证现状

1.1 锂离子电池行业能力验证开发方向

目前业内主要围绕锂离子电池产品应用领域开发能力验证，并侧重于安全和性能两方面。其中消费电子产品包括手机、笔记本电脑等电子数码产品以及动力领域包括新能源汽车、电动自行车等均围绕能量密度安全性及电性能方面开发；储能领域主要围绕储存和稳定性及电性能方面开发，如图1 所示。

图1 锂离子电池行业能力验证开发方向

1.2 业内已实施过锂离子电池行业能力验证计划介绍

目前业内已实施过锂离子电池行业能力验证计划介绍，如表1 所示。

表1 业内已实施过锂离子电池行业能力验证计划

1.3 锂离子电池行业典型能力验证计划项目介绍

由表1 易知，锂离子电池放电性能试验能力验证计划项目开展年限较长，同时该项目也是行业热点，适用的实验室领域较为广泛，故本文选取该项目作为行业典型能力验证计划项目进行介绍。

1.3.1 锂离子电池放电性能试验能力验证计划参加实验室地域分布

本文整理了某能力验证提供者组织的近5 次锂离子电池放电性能试验能力验证计划参加实验室地域分布情况，如图2 所示，参加实验室主要分布于广东、福建、北京、江苏、上海等锂离子电池产业聚集地，覆盖我国锂离子电池产业的主要集中区域。

图2 参加实验室地图分布图

1.3.2 锂离子电池放电性能试验能力验证计划历年不满意率

根据某能力验证提供者组织的近5 次锂离子电池放电性能试验能力验证计划结果统计显示，不满意率情况如图3 所示。

图3 近五次锂离子电池放电性能试验能力验证不满意率

1.3.3 锂离子电池放电性能试验能力验证计划主要不满意原因

1.3.3.1 实验室未按要求控制试验环境

能力验证计划指导书及标准均对试验环境进行了要求，在调查表中也针对试验前后的环境温度进行了询问，但是仍有个别实验室在试验时偏离指导书要求，其测试结果为不满意，说明在本次试验中环境温度的偏离可能会对测试结果造成影响。

1.3.3.2 实验室未选择合适的设备

测试标准对试验设备有严格要求，包括电压和电流准确度不低于±0.5 %，恒流或恒压模式下电流和电压的变化应在±1 %范围内，时间准确度不低于±0.1 %，温度准确度不低于±0.5 ℃。个别实验室未选择合适的设备，从而造成的测试结果不满意。

1.3.3.3 实验室未将电池与充放电设备正确连接

电池与充放电设备连接方式是影响测试结果的重要因素。电池充放电所用到的各类夹具的配备也是试验结果满意的关键。根据实验室返回的调查表结果显示，某结果不满意实验室将电池与充放电设备连接时，额外接入线和万能夹，这样会引入过多的电阻，很可能是其不满意的原因。

1.3.3.4 实验室充放电程序设置有误，严重偏离指导书要求

个别实验室在进行锂离子电池放电性能试验时，没有按照指导书要求进行充放电程序设置，造成测试结果不满意。

2 如何利用能力验证提升锂离子电池检测能力

2.1 锂离子电池放电性能试验能力验证计划技术建议

2.1.1 严格控制试验环境

实验室应具备标准中要求的设施和环境条件并采取有效的控制措施：

1）需要控制和记录可能影响检测结果的试验环境条件，如温度和相对湿度。

2）电池测试对于环境较为敏感，应该选择恒温房或者温箱，以便消除环境条件的对电池测试结果的影响。

2.1.2 选择合适的测试设备

建议实验室根据标准要求及样品参数选择精度和量程适宜的测试设备进行试验，消除设备对电池测试结果的影响。

定期通过外校的方式对测量设备进行计量校准，并对每次计量校准报告的结果进行确认，确保设备的准确度满足实际使用及标准要求。

2.1.3 选择正确的连接方式

确保电池与设备接触良好，建议尽量以挤压方式接触电池的正负两极，并且要保证接触面无锈蚀、紧密结合无松动;当使用焊接时，设备接触端口尽量靠近电池正负极;需要外接导线进行电池测试时，应评估接线操作引入的阻抗对测试结果的影响。

2.1.4 测试步骤需严格按照指导书要求进行

实验室测试步骤需严格按照指导书要求进行，同时需制定正确的设备操作规程，确保测试人员的操作规范性。

2.2 组织锂离子电池行业能力验证的意义

2.2.1 识别锂离子电池实验室在同行中水平

在锂离子电池试验操作流程规范的情况下，Z 比分数在一定程度上能体现实验室在该轮能力验证计划中的检测水平，锂电池企业可依据此识别自身在同行中的水平。

2.2.2 提升锂离子电池从业人员能力

为锂离子电池试验操作人员提供实践机会，加深其对标准的理解，具有综合性的培训功能：

1）对于锂离子电池实验室新的或者不经常开展的测试方法，参加能力验证计划可帮助实验室评估该测试方法的可行性。

2）为锂离子电池实验室在应用新的测量方法前提供数据参考。

3）能力验证计划基于其总体结果一般会给出关于测试方法、数据解释、不确定度评估等方面的信息。

2.2.3 改进锂离子电池实验室风险管理水平

在能力验证中，如果实验室的结果与指定值存在明显的差异，实验室应该立即调查潜在误差或者不满意结果的来源尽快识别存在的问题并启动纠正与预防措施。相反，如果没有参加能力验证，实验室就可能发现不了这些误差来源，无法采取相应的纠正措施，因此，实验室把参加能力验证作为一种风险管理和质量改进的工具，是至关重要的。

3 能力验证在锂离子电池行业中的应用愿景

3.1 能力验证具备很大的发展潜力

随着电动汽车、可穿戴设备和移动设备等的普及，锂离子电池行业正处于快速发展阶段。而能力验证作为一种质量控制和技术进步的手段，也逐渐在该行业中得到应用并具有很大的发展潜力。

3.2 能力验证能够增加锂离子电池行业的竞争力

能力验证能够增加锂离子电池行业的竞争力。随着锂离子电池市场的竞争越来越激烈，各制造商都在追求产品的差异化和卓越性能。通过参与能力验证，制造商可以获得自己产品的准确评估和验证结果，进而宣传和推广产品的独特卖点，提升产品的竞争力和市场地位。

3.3 能力验证在锂离子电池行业中具有广阔的应用愿景

通过能力验证，可以提高锂离子电池的生产质量、推动技术的进步、增加行业竞争力、建立信任和合作关系等，为行业的发展和创新注入新的活力。随着技术的不断进步和市场的不断需求，相信能力验证将在锂离子电池行业中发挥更加重要的作用。

4 结论

本文结合组织实施的锂离子电池放电性能试验能力验证计划常见不满意原因进行分析，并针对性地给出了技术建议。就锂离子电池行业能力验证现状及参加能力验证的作用和能力验证在锂离子电池行业中的应用愿景展开探讨，旨在为检测实验室的可持续发展赋能，促进该行业检测技术和质量控制水平的提高。