Принцип на тестване:Стареенето на литиево-йонната батерия е по същество процес на влошаване на производителността на химическа система при циклично зареждане-разреждане или среда с висока-температура. Това включва увреждане на структурата на електродния материал, разлагане на електролита и удебеляване на SEI филма. Тестването за стареене ускорява тези реакции, съкращавайки цикъла на оценка. Например среда с висока -температура (като 55 градуса -85 градуса) може да ускори скоростта на страничните реакции, което прави няколко седмици тестване еквивалентни на няколко години действителна употреба.
След сглобяването литиево-йонните батерии трябва да бъдат подложени на тест за стареене в камера за стареене преди изпращане. Това е фундаментална и основна стъпка в осигуряването на безопасност, надеждност и стабилност на работата на батерията. Чрез тестове като цикъл на живот, висока/ниска температура, съхранение и симулирани всеобхватни среди, потенциалните дефекти се разкриват рано, елиминирайки дефектните продукти и стабилизирайки цялостната производителност на батерията.
ACEY-BA3020-18машина за стареене на батериятае предназначен за оценка на характеристиките на стареене на различни типове батерии, включително трикомпонентни, литиево-железни фосфатни, оловно-киселинни и никел-метален хидрид/никел-кадмий. Елементите за тестване включват напрежение за защита от зареждане, напрежение за защита от разряд и измерване на капацитета. Системата поддържа четири типа тестови фази: зареждане, разреждане, отлагане (периоди на почивка) и цикъл.
Пакетът литиево-йонни батерии се състои от множество части, включително клетки, BMS/защитна платка, конектори, корпус и спомагателни материали. По време на производството могат да се появят скрити дефекти. Тези скрити проблеми са трудни за откриване първоначално, но могат бързо да доведат до неизправности по време на прилагането на продукта. Ключът към тестването за стареене е да се разкрият всички дефекти, преди батерийните пакети да бъдат изпратени. Например, на ниво клетка, скрити проблеми като микро-късо съединение, повреда на сепаратора и отделяне на активен материал може да изглеждат нормални при първоначалното тестване, но могат лесно да доведат до падане на капацитета, необичайно напрежение или дори изтичане или издуване при условия на циклично зареждане-разреждане или висока-температура. На структурно и свързващо ниво проблеми като лошо заваряване, разхлабени връзки или прекомерно контактно съпротивление могат да натрупат топлина по време на стареене, потенциално причинявайки разтопяване на интерфейса, локално прегряване на батерията и в тежки случаи локализирана аблация или термично бягане. Платката за защита на BMS също може да има отклонения в параметрите, ненормално изравняване или прекъсвания на комуникацията, които могат да бъдат предизвикани от необичайни цикли на зареждане-разреждане по време на стареене. Чрез използване на комбинирано тестване при много-условия, включително висока-температура, много-зареждане-разреждане и статично поставяне, процесът на стареене засилва тези ранни рискове от повреда, позволявайки прецизно отсяване на дефектни продукти и предотвратявайки навлизането на нестандартни продукти на пазара и причиняването на злополуки или аномалии в работата.
В началните етапи литиево-йонните батерии често показват нестабилна работа, особено след като SEI филмът на клетките може да не е напълно оформен. След сглобяването на пакета леките разлики в производителността между клетките са неизбежни и процесът на стареене ефективно подобрява производителността. SEI филмът, образуван след първия цикъл на зареждане и разреждане на клетката, може да е хлабав и неравномерен. Циклите на стареене, използващи нисък-ток на зареждане и разреждане, могат да стабилизират SEI филма, намалявайки намаляването на капацитета по време на последваща употреба (предотвратявайки бърза загуба на мощност веднага след активиране от потребителя). Дори след първоначалния скрининг, няколко клетки в пакет все още могат да имат леки разлики в капацитета и вътрешното съпротивление. По време на стареене циклите на зареждане и разреждане ще накарат по-слабите клетки да покажат по-бързо намаляване на капацитета, което улеснява по-нататъшното калибриране с помощта на функцията за балансиране на BMS. Това намалява риска една клетка да доведе до повреда на целия комплект батерии по време на последваща употреба.
Пакетите литиево-йонни батерии трябва да издържат на различни среди на приложение. Тестовете за стареене симулират високи/ниски температури, непрекъсната работа и изчерпателни сценарии за използване, за да се провери адаптивността на батерията при различни условия. Например, автомобилните батерии трябва да издържат на високи/ниски температури. Камерите за стареене могат да работят при високи/ниски температури, за да тестват ефективността на зареждане/разреждане на батерията, запазването на капацитета и адаптивността на BMS при екстремни температури (напр. дали защитата при ниска-температура се задейства погрешно). Батериите за съхранение на енергия, от друга страна, изискват дългосрочна-стабилност на напрежението и-контрол на саморазреждането при плаващо зареждане, за да се гарантира, че няма да претърпят прекалено бърза загуба на мощност или презареждане при действителна употреба.
Както международните, така и националните стандарти, като IEC 62133, UN38.3 и GB/T 31467.3, ясно постановяват, че литиевите батерии трябва да преминат тестове за стареене, преди да напуснат фабриката. Това е не само задължително стандартно изискване, но и решаваща мярка за компаниите да поемат отговорност за качеството на продуктите и да гарантират безопасността на потребителите.
В обобщение, изпитването в камера за стареене е „крайната проверка“ за пакетите литиеви батерии, преди да напуснат фабриката: въпреки че тази стъпка изисква допълнителни 1-3 дни, тя може да предотврати повреди на крайния продукт и рискове за безопасността от източника и е незаменим контрол на качеството и основна стъпка в производствената система на индустрията за литиеви батерии.
