国内外锂锰一次电池性能比较

孙云东，何丽华，于 冰，李 永，马洪斌

(1.天津市产品质量监督检测技术研究院，天津300384；2.中国电子科技集团公司第十八研究所，天津300384)

近年来，电子产品的发展极为迅猛，其产品的多样化，应用领域越来越广，便携式且具有一定智能化的用电器具的开发与发展日新月异，这样的用电器具要求具有高的能量密度，能长时期可靠、安全且在较宽的使用条件下正常工作的小型化电源[1-2]。锂锰一次电池在众多电池品种中具备了以上优良的特性，完全能胜任、满足小型高能的多样化需求。

前些年，国内锂锰电池产品主要面向中、低端市场，竞争激烈，在制造水平、品质的一致性、制造规模上都与国外品牌存在一定差距。高端锂锰电池市场70%以上的份额被日本、德国的品牌占据。锂锰电池的主导厂商是日本的三洋、松下、MAXELL、索尼，德国的VARTA，这些公司主要在广泛的综合应用领域竞争。另外，瑞士的RENATA、美国的Ultralife、Gold Peak (GP)和韩国的VITZROCELL在一些专业领域或者局部的领域有较强的竞争力。为了探究目前国内锂锰电池产品与国外品牌具体性能的差别，本文抽取市场占有率高的国外品牌和国内品牌的锂锰电池，设计一系列的试验，对比二者的性能。

1 抽样及试验设计

1.1 抽样

经过调查发现，CR2032是市场中常用的扣式锂锰电池，因此选取了这种型号的电池和生产该型号电池的国内公司和国外公司。选择国内某公司和日本的MAXELL两家公司，各随机抽取53只电池参与比较。

1.2 试验设计

从新电参数，高温储存后的性能，快速放电性能等方面全面进行比较，具体测试方法和内容如表1所示。

2 试验数据比较

2.1 新电基本参数比较

表2和表3为国内外两公司的新电基本参数。表4和图1为两家公司数据的比较，由表4中的数据可知，国内公司生产的锂锰电池在尺寸(直径)、开路电压、15 kΩ负载电压、内阻指标上均优于国外公司的产品。由图1可知，电池开路电压和负载电压与内阻存在关联，拥有较低内阻的电池开路电压和负载电压要高些。

2.2 60℃下储存20天后基本参数比较

表5、表6为国内外两公司的产品在60℃下储存20天后的基本参数。表7和图2为两公司产品数据的比较，由表7的数据可知，国内公司生产的锂锰电池在60℃下储存20天后，在尺寸、开路电压、内阻指标上均优于国外公司的产品。由图2可知，经过60℃储存的电池开路电压与内阻存在负相关的关系，内阻越大，开路电压越小。

表1 试验方法和试验内容

表2 国内某品牌新电基本参数

表3 MAXELL新电基本参数

表4 新电基本参数比较

图1 新电基本参数比较

表5 国内某品牌产品60 ℃储存20天后基本参数

表6 MAXELL 60 ℃储存20天后基本参数

表7 60 ℃储存20天后基本参数比较

2.3 60℃下储存100天后基本参数比较

表8、表9为国内外两公司的产品在60℃下储存100天后的基本参数。表10为两家数据的比较，由表10中的数据可知，国内公司生产的锂锰电池60℃下储存100天后，在开路电压、内阻指标上均优于国外公司的产品，尺寸一致性要比国外产品稍逊。对比图2和图3可知，电池在60℃下存储100天后的开路电压值与内阻的关系与其在60℃下存储20天后的规律一致：拥有较低内阻的电池开路电压较高。

图2 60℃下储存20天后基本参数比较

2.4 产品容量和放电性能比较

表11、表12为国内外两公司的产品容量和放电性能数据。表13为两公司产品数据的比较，由表13中的数据可知，国内公司生产的锂锰电池在新电容量和快速放电容量指标上优于国外公司的产品，大负载放电性能比国外公司产品差些。图4为容量和放电性能比较。

表8 国内某品牌60 ℃储存100天后基本参数

表9 MAXELL 60 ℃储存100天后基本参数

表10 60 ℃储存100天后基本参数比较

图3 60℃下储存100天后基本参数比较

表11 国内某品牌容量和放电性能测试

表12 MAXELL容量和放电性能测试

表13 容量和放电性能比较

图4 容量和放电性能比较

2.5 60℃存储后容量比较

表14、表15为国内外两公司的产品60℃储存20天和100天后容量(15 kΩ电阻连续放电，终止电压2.0 V)数据。表16为两公司产品数据的比较，由表16中的数据可知，国内公司生产的锂锰电池在60℃储存20天和100天后容量要好于国外公司的产品。

表14 国内某品牌60 ℃储存后容量测试

表15 MAXELL 60 ℃储存后容量测试

表16 60 ℃储存后放电时间比较

图5为该次比较试验中国内外两公司优势试验项目图，国内公司生产的锂锰电池在15项试验中有11项测试结果均优于国外产品。这说明国内锂锰电池的制造水平、产品的电性能、一致性和可靠性已经达到或者超越了国外知名公司的产品。

图5 优势项目比较

3 结论

本次国内外锂锰电池比较，共涉及试验15项，从电池的外形尺寸、开路电压、内阻到容量测试、大负载放电性能测试、60℃储存测试等方面进行了全面的比较。从试验数据可知，锂电池的内阻会影响开路电压、容量等参数，内阻越小的电池开路电压和容量越大。国内公司生产的锂锰电池在15项试验中有11项测试结果均优于国外产品，这说明国内锂锰电池的制造水平、产品的电性能、一致性和可靠性已经达到或者超越了国外知名公司的产品。

[1] HAO L S，CAI Z P，LI W S.Research progress of water-based binder for lithium-ion battery[J].Power Sources，2010(3):303-306.

[2] RITCHIE A G.Recent developments and likely advances in lithium rechargeable batteries[J].Power Sources，2004(2):285-289.