能源检测

循环寿命是锂离子电池核心性能指标之一，直接反映电池在充放电循环中的容量保持能力与寿命衰减规律，是电动汽车、储能系统等应用场景中可靠性评估的关键依据。建立统一、规范的循环寿命测试标准方法，能有效规避测试条件差异导致的结果偏差，为电池研发、生产与应用提供可对比的性能数据支撑。

测试前的样品准备

循环寿命测试的样品需从批量生产的锂离子电池中随机抽取，样本数量应满足统计显著性要求（通常不少于3只），避免个体差异影响结果代表性。样品需经过预处理：首先在25℃±2℃环境下进行首次充放电激活，充电采用恒流恒压模式（电流为0.5C，截止电压为电池标称上限电压，恒压至电流≤0.05C），放电采用恒流模式（0.5C至标称下限电压），重复2-3次至容量变化率≤2%，确保电池进入稳定工作状态。

预处理后需检测样品的初始性能，包括初始容量（按上述充放电制度测得的放电容量）、初始直流内阻（采用交流阻抗法或直流放电法，测试频率通常为1kHz，电流为0.1C），以及外观完整性（无鼓包、漏液、划痕等缺陷）。初始性能数据将作为后续容量衰减对比的基线，若初始容量偏差超过标称容量的5%，需重新选取样品。

测试环境条件的标准化

环境条件是影响循环寿命测试结果的重要变量，标准方法中需严格控制温度、湿度与气压。温度方面，基础循环寿命测试通常采用25℃±2℃的标准环境（对应IEC 62660-2、GB/T 31484等标准），若需模拟实际应用场景（如电动汽车高温工况），可选择45℃±2℃或其他特定温度，但需在报告中明确说明。温度波动需控制在±1℃内，避免温度骤变导致电池内部副反应加剧。

相对湿度需保持在45%-75%之间，过高湿度可能导致电池外壳密封失效或内部电极受潮，过低湿度则易产生静电干扰测试设备。气压需维持在常压（86kPa-106kPa），低气压环境可能影响电池内部气体扩散，增加安全风险。测试过程中需实时监测环境参数，若超出范围需暂停测试，待恢复后重新开始。

充放电制度的确定

充放电制度是循环寿命测试的核心参数，需与电池的实际应用场景匹配。标准方法中，充电过程通常采用恒流恒压（CC-CV）模式：先以恒定电流（如0.5C，具体值需符合电池规格书）充电至电池标称上限电压（如三元锂电池为4.2V，磷酸铁锂电池为3.65V），随后保持电压不变，转为恒压充电，直至充电电流降至截止电流（通常为0.05C或0.02C）。

放电过程通常采用恒流（CC）模式，放电电流与充电电流一致（如0.5C），直至电池电压降至标称下限电压（如三元锂电池为2.75V，磷酸铁锂电池为2.0V）。若需模拟快充场景，可提高充电电流（如1C或2C），但需在测试方案中明确。充放电之间需设置间歇时间（通常为10分钟±5分钟），让电池温度恢复至环境温度，避免累积热量加速容量衰减。

部分标准（如UL 1642）针对特定应用场景（如便携式电子设备）允许采用变电流充放电，但需确保电流变化的规则性与可重复性，避免随机电流导致结果不可比。

容量衰减的判定标准

循环寿命的终止条件是判断电池寿命终结的关键依据，标准方法中最常用的是容量衰减阈值：当电池循环后的放电容量降至初始容量的80%时，停止测试，此时的循环次数即为该电池的循环寿命（对应IEC 62660-1、GB/T 31485等标准）。部分储能电池标准（如GB/T 36276）允许将终止阈值放宽至初始容量的70%，以匹配储能系统对寿命的更长要求。

除容量衰减外，部分标准还规定了辅助终止条件：当电池直流内阻增加至初始内阻的2倍及以上时，即使容量未达到80%，也需终止测试，因为内阻过大将导致电池功率性能急剧下降，无法满足应用要求；若测试过程中出现电池鼓包、漏液、冒烟等异常情况，需立即停止测试，并记录为“提前失效”。

需注意的是，容量测试需在标准环境（25℃±2℃）下进行，避免环境温度对容量测试结果的影响。每次循环后的容量检测需采用与初始容量测试一致的充放电制度，确保数据的可比性。

中间性能检测要求

循环寿命测试并非仅关注最终的循环次数，中间性能检测能帮助分析容量衰减的规律与机制。标准方法中通常要求每循环50-200次（如每100次）进行一次中间性能检测，检测项目包括放电容量、直流内阻、开路电压（OCV）等。

中间容量检测需采用与初始容量测试一致的环境条件与充放电制度，检测前需让电池在环境中静置至少2小时，确保温度均匀。内阻检测需采用交流阻抗法（频率1kHz）或直流放电法（如1C放电10秒，计算电压降），避免大电流放电对电池造成额外损伤。开路电压检测需在电池静置30分钟后进行，反映电池内部的电化学平衡状态。

中间性能数据需绘制成曲线（如容量-循环次数曲线、内阻-循环次数曲线），若发现容量衰减速率突然加快（如单次循环衰减超过2%）或内阻急剧增加，需增加检测频率，分析是否由电池内部故障（如SEI膜破裂、正极材料溶解）导致。

异常情况的处理规则

测试过程中可能出现多种异常情况，标准方法需明确处理规则以保证结果的有效性。若电池在充放电过程中电压超过标称上限电压的5%（如三元锂电池超过4.41V）或低于标称下限电压的5%（如三元锂电池低于2.61V），需立即停止该次充放电，记录异常电压值，并对电池进行外观检查，若无明显损坏，可恢复测试但需增加后续检测频率。

若电池温度超过环境温度20℃以上（如环境25℃时电池温度超过45℃），需暂停测试，让电池自然冷却至环境温度，检查散热系统是否正常（如测试柜的通风是否良好），调整后重新开始该次循环。若设备故障（如充放电柜断电、数据采集系统异常）导致某一循环的数据丢失，需重新执行该循环，确保循环次数的连续性。

若电池出现鼓包、漏液、冒烟等安全异常，需立即终止该样品的测试，记录异常现象与循环次数，其他样品继续测试，但需分析异常原因（如电池设计缺陷、制造工艺问题），若为共性问题需暂停所有测试并排查。

数据记录与计算方法

数据记录的完整性与准确性直接影响测试结果的可靠性，标准方法要求记录的内容包括：样品信息（型号、批次、生产日期）、环境参数（温度、湿度、气压）、充放电制度（电流、电压范围、间歇时间）、每循环的充放电容量、充电时间、放电时间、中间性能检测数据（容量、内阻、OCV）、异常情况（时间、现象、处理方式）。

循环寿命的计算需以达到终止条件时的循环次数为准：若样品在N次循环后容量降至初始容量的80%，则循环寿命为N次；若因安全异常提前终止，循环寿命为异常时的循环次数。容量保持率的计算公式为：容量保持率（%）=（第n次循环后的放电容量/初始放电容量）×100%。内阻增长率的计算公式为：内阻增长率（%）=（第n次循环后的内阻-初始内阻）/初始内阻×100%。

数据需采用电子表格或专业软件存储，确保可追溯性。测试报告需包含所有原始数据、计算过程、异常情况说明，以及样品的最终状态（如是否完好、是否出现异常），便于后续分析与验证。