温度因素对笔记本电脑工厂电池存贮、测试流程的影响
温度因素对笔记本电脑工厂电池存贮、测试流程的影响
  摘要:随着移动应用的逐步普及,笔记本电脑取代桌上电脑成为人们日常工作,生活的主流终端,作为搭配笔记本电脑使用,决定其续航时间的锂离子电池的性能也逐渐被大家所关注和熟悉。
        本文通过研究不同温度下锂离子电池在测试流程中的表现,了解温度是如何影响笔记本电池性能的,及温度因素对笔记本工厂电池存贮,测试流程的影响。
        关键词:笔记本电脑、锂离子电池,温度对存贮、测试流程的影响
完美女人的标准        1.锂离子电池的存贮和使用温度:
        锂离子电池具有体积小、重量轻、容量大、记忆效应低、充电时间短等优点,在移动互联时代颇受用户喜爱,成为多种终端争夺的配置选择。大家都知道锂离子电池在非正常温度下会有安全隐患,在政府规程,航空、运输中受到多种管制,那么到底温度对锂离子电池有怎样的影响呢?
        从供应商的spec来看锂离子电池的存贮温度为-20℃~60℃:温度较低时电池内物质的活性变低,电解液内阻和粘度增高,离子扩散困难,电池充放电不易进行。当环境温度低于最低温度时(例如-25℃),电池电极反应率非常低,电解液几乎凝固,电池性能只有正常状
况的10%,严重影响电池使用寿命;高温环境同样会影响电池的充放电效率,对电池的损害更加严重:当充电温度超过最高限制温度时,会破坏电池内的化学平衡,导致电池材料性能退化,如果工作温度超过了最高界限,电池供电能力下降、使用寿命减退,情况严重时还会出现爆炸、燃烧等事故,通常情况下0℃~40℃是合理的工作环境。
        2.笔记本工厂测试工艺中对电池FCC值的测试及受温度的影响:
        2.1.笔记本工厂测试工艺中对电池FCC值的测试
        根据笔记本工厂的工艺流程,部件组装之后进入功能测试,老化测试阶段,随后产品灌软、包装、出货,对电池FCC值的测试一般安排在功能测试进行。FCC 值指完全充电水平下的容量除以电池设计容量所得到的充电容量的百分比,通常根据设计和研发单位所提供的测试工具量测取得,要求公差在+/-10%范围内。工厂对FCC值的检测是对锂离子电池标签标称容量的检测,避免电池供应商容量虚标现象。山东作文
        2.2.Battery FCC值的有效温度:
        根据电池spec,要得到真实的FCC值需要回归电池电芯的测试条件,即容量须在25 +/-2摄氏度,0.2C 放电率下进行测试。
        2.3.笔记本工厂FCC测试值受温度影响
        笔记本工厂的生产温度要求在25+/-2摄氏度范围,但冬季时常会发生电池FCC值低,测试结果不达标,但反复测试之后又达标的状况。为此我们将3片报错电池进入shipping mode分别在10/15/20/25/30摄氏度放置一个小时后唤醒测量FCC值,得到如下一组数据:
试验数据说明低温状态下(10/15摄氏度)FCC值降低,达不到电池的最小容量要求(3130mAh),然而在25摄氏度时3片电池都达到规格要求。
造化钟神秀阴阳割昏晓将3片电池退供应商检测,发现电池功能正常,充放电正常,电池通信,电芯电压、温度正常,保护模式未被启动,未见异常闪存数据,拆解后未见任何电芯,PCBA损坏现象。
为此我们检查了当地的气温记录和电池的贮存条件,发现电池生产前在常温仓库保存,上线后半个小时内进入测试,而当地冬季的最低温度记录达到8-12摄氏度,FCC低的原因初步判定是由于电池测试前预热时间较短造成的。
        2.4.笔记本工厂电池测试要排除温度干扰
        为了验证预热时间对电池测试值的贡献,我们取两种型号的电池分别8片,从-5/0/5/15摄氏度的密闭空间拿到25摄氏度的房间0分钟/30分钟/2小时/5小时后测量其电池容量求平均值,结果得到如下一组数据:
芝麻开门下一句由此我们认为FCC值除了受温度影响,还和电池本身的活性有关,和搭配的笔记本电脑特
性有关,一般情况下两个小时的预热时间可以排除温度对测量值的影响。
考虑到笔记本电脑生产厂家生产订单的动态变化及批量,快速生产的实际状况,很多时候没有时间、空间对温度敏感型电子元件进行充足的预热,这种情况下就要根据风险评估对测试工艺进行调整,比如将FCC检测从功能测试转移到老化测试,当然这个过程中要充分考虑电池缺点率对工厂生产产能的影响。
        3.笔记本工厂电池贮存和age管理对电池表现及其寿命的影响
        3.1.笔记本工厂电池贮存和age管理现状
        锂离子电池属于购买&出售部件(buy & sell parts),一般在笔记本工厂遵从全球集中采购策略,供应链管理中诸多环节有可能产生电池老化。以下是电池的生产,物流状况及物料的采购交货周期。
        从上面流程可以看到,电池从生产、出货,到笔记本工厂采购、组装、出货,再到客户端购买、使用是一个非常长的周期,其中电池生产日期后放置时间周期,存贮温度,存贮时间在不同情况下对电池电量及电池寿命都产生非常大的变异影响。以下图表显示笔记本出货节点电池的Age状况,从中可以看出目前的供应链管理现状下有一小部分锂电池在笔记本电脑出货时已经生产了较长时间(1-9个月)。
        3.2.笔记本电池寿命和在市场端的表现
        以下图表可以看出在市场端随着笔记本电池充电次数的增加FCC的变化:
        平均FCC值达到94%
      >/< 95% FCC值的平均FCC为47%/53%
        2.9%的出货out spec(FCC在65%以下)
        5%的出货有虚标嫌疑(充电很少次数后FCC值掉到65%以下)
        3.3.笔记本行业针对延长电池寿命的课题研究
        综上所述,在目前笔记本工厂出货管控最小电池容量90%的情况下,客户端的电池容量会更低;如何优化电池spec,管控不同充电次数下FCC值;如何规范运输、存贮和温度管控Spec,优化管控流程;如何定义产品level的电池管控spec以提升笔记本电池寿命、提升客户感受是笔记本行业目前面临的研究课题。
描写雪参考文献
[1] 佚名,温度对笔记本电脑电池有何影响?  游戏/数码 > 电脑 > 笔记本电脑> www.elecfans,2011-11-21
[2] 肖霹,信息产业部通讯计量中心,解析美国EMC标准——FCC PART 15,2010第八期出版
初一期中试卷
 

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