鋰離子電池具備如下幾個特性：高能量密度、高操作電壓、高輸出功率、快速充電及低公害；所以雖然在單位能量價格上比起其他電池仍然偏高，但仍為近年來各種先進電池中最被重視的商品化電池。

所以在此以介紹鋰離子電池為主。

極板性能測試

鋰離子電池一般是由正極含鋰氧化物與負極碳材搭配組成。在組裝一批新電池前，正、負極材料將會被個別的製作Coin Cell半電池，如LiMn₂O₄/Li半電池，藉此來測試單位電容量及充放電特性。

藉由定電位儀所測得的電容量[C]-電壓[V]變化關係，可從C-V曲線的最佳電位區間來決定充電截止電壓與放電截止電壓；再以實際活化物總量換算理論電容量，並估算充放電電流值。

1.定電流定電壓充電

充電開始，以一定電流進行充電，待電池充電電壓達設定值時，再以設定電壓值進行充電之方式。當鋰離子電池於不當的電壓充電時，極易影響到循環壽命，甚至將使電解液分解而產生危險。因此不能使用像鎳鎘、鎳氫電池所通用的定電流充電法，以避免上述的問題。鋰離子電池較宜使用定電壓充電法，但必須有精確充電截止電壓位準控制，否則仍會有充電不足或循環壽命降低的問題，準定電壓式充電就是一例。定電流定電壓充電法[CC-CV]既有[CC]充電的速率(1.0C充電0.5hr即可達充電截止電壓)又有[CV]的精準。

2.C-V曲線

C-V曲線是描充電池在充電、放電過程中，電壓及電容量間的關係。充電曲線能讓工程師了解如何設計電池充電器；而放電曲線能使工程師在設計電路時正確的掌握電池的特性，例如最佳的工作電壓、不同溫度C-rate下的電池電容量。我們也可從電池目前的電壓對照C-V曲線，以斜率大小（負值）概略估算電池的殘存容量(Residual Capacity)。因此C-V曲線是了解電池的重要工具。

分電池(Cell)性能測試

已組裝之分電池（俗稱單位電池，以下簡稱電池），在組裝後靜置8-12小時後（為讓電解液充份浸潤極板），即依下列程序進行測試作業。

1.測量電池內部阻抗

電池上架化成（俗稱活化）之前及下架後皆經測量電池阻抗值。待測試後，此數據合併電池電容量值以為電池組分級選之用。一般狀況下，電池阻抗愈低，電池性能愈好，整體表現也愈佳。

2.電池化成（活化；Formation）

鋰離子電池的化成，除了是使電池作用物質藉第一次充電轉成正常電化學作用外，也是使負極極板生成鈍化膜的重要程序。一般相信，鈍化膜在鋰離子電池的電化學反應中，對於電池的穩定扮演著相當重要的角色。也因此，各電池製造商除將材料及製程列為機密外，化成條件也被列為該公司電池製造的重要機密。

電池化成過程中，會有大量的能量耗損，最可能是用於鈍化膜的形成。

3.電池電容量測試

一般電池電容量測試是選取化成後電池三組（每組3至5顆），再依下列步驟進行充放電。充放電過程以10分鐘為一個取樣單位，記錄每一電池的電池電壓、充放電流，另外對充、放電容量採取積分記錄。

電池化成後，最初的幾次充放電會因為電池的不可逆反應，使得電池的放電電容量在初期會有減少的情形。電池的放電電容量自0.753mA向下減少。待電池電化學狀態穩定後，電池容容量即趨平穩。因此，有些化成程序亦包含了數十次的充放電循環以達到穩定電池的目的。不同C-rate的放電會影響到放電容量。

4.循環壽命測試

選取化成後電池三組（每組3到5顆），依下列步驟充放電。充放電過程以20分鐘為一個取樣單位，記錄每一電池的電池電壓、充放電流，另外對充、放電容量採取積分記錄。

於測試結束後，將各電池之放電電容量除以標稱電容量。由測試結果可得知，不同C-rate放電會影響到電池的循環壽命。

5.自放電率測試

選取化成後電池四組（每組2到3顆），並依下列步驟充電。每隔7日放電一組，如下列步驟放電，記錄平均每一電池的電池壓壓、充放電流，另外下放電容量採取積分記錄。

於第28日完成自放電率測試，由結果可看出鋰離子電池的自放電率每月不超過5%。

6.溫度測試

一般溫度測試是選取化成後電池九組（每組2到3顆），在不同溫度下依序完下列步驟充放電。充放電過程以20分鐘為一個取樣單位，記錄每一電池的電池電壓、充放電電池，另外對充、放電容量採取積分記錄。

電能的儲存與釋放是由電化學的反應而來，溫度高低會直接影響化學反應速率，尤其在低溫及高溫下特別明顯。一般來說，-20° C~0° C較不適合電池反應，在-10° C環境下充放電，使得電池的放電電容量比室溫下減少將近25^。高溫下雖沒有明顯變化，但長期下來將會影響到電池循環壽命。倒是建議可在溫度測試時，一併加入不同溫度下的自放電率，看看會不會有明顯的差異。

7.性能測試之安全注意事項

研發單位或學術研究所使用的專業充放電機具，應該具個電池安全限制的設定功能。例如超過電壓、電流、溫度的安全設定範圍時，充放電機應該停止作業。此目的可有效防止因人為過失、程式設計失當或電池瑕疵所產生的危害。如眾所知，鋰離子電池因不當的過充或過放，皆會造池或是設備的傷害、甚至人員遭受損傷。輕者電池功能喪失，稍重者超出壓力閥限制使敬害氣體及電解液外漏，如為電池瑕疵甚至有可能燃燒起火。又如逆充電（極性接反）將破壞電池化學性能而喪失機能。因此安全限制定要詳查再三，而電池上架也應該謹慎。一般電池測試作業（尤其是電池循環壽命測試）動輒數週或數月。因此應該有定期的檢查作業來稽核（如工業安全衛生自動檢查作業），並能詳載記錄以確保場所安全。

結論