Принцип тестирования:Старение литий-ионного-аккумулятора — это, по сути, процесс снижения производительности химической системы при циклическом заряде-разряде или в условиях высоких-температур. Сюда входят повреждение структуры материала электродов, разложение электролита и утолщение пленки SEI. Тестирование на старение ускоряет эти реакции, сокращая цикл оценки. Например, высокая-температура окружающей среды (например, 55–85 градусов) может ускорить скорость побочных реакций, в результате чего несколько недель испытаний будут эквивалентны нескольким годам фактического использования.
После сборки литий-ионные-аккумуляторы перед отправкой должны пройти испытания на старение в камере старения. Это фундаментальный и основной шаг в обеспечении безопасности, надежности и стабильности работы аккумуляторной батареи. Благодаря таким испытаниям, как срок службы, высокая/низкая температура, хранение и имитация сложных условий, потенциальные дефекты выявляются на ранней стадии, устраняя дефектные продукты и стабилизируя общую производительность аккумуляторной батареи.
ACEY-BA3020-18машина для старения аккумуляторапредназначен для оценки характеристик старения различных типов аккумуляторов, включая тройные, литий-железо-фосфатные, свинцово--кислотные и никель--металлогидридные-кадмиевые. Тестируемые элементы включают в себя напряжение защиты от заряда, напряжение защиты от разряда и измерение емкости. Система поддерживает четыре типа фаз тестирования: зарядка, разрядка, хранение (периоды отдыха) и езда на велосипеде.
Литий-ионный-аккумулятор состоит из нескольких частей, включая элементы, BMS/плату защиты, разъемы, корпус и вспомогательные материалы. В процессе изготовления могут возникнуть скрытые дефекты. Эти скрытые проблемы трудно обнаружить на начальном этапе, но они могут быстро привести к сбоям во время применения продукта. Ключом к тестированию на старение является выявление всех дефектов до отправки аккумуляторных блоков. Например, на уровне элемента скрытые проблемы, такие как микро-короткие замыкания, повреждение сепаратора и выпадение активного материала, могут показаться нормальными при первоначальном тестировании, но могут легко привести к падению емкости, аномальному напряжению или даже утечке или вздутию при циклическом заряде-разряде или высоких-температурных условиях. На уровне конструкции и соединений такие проблемы, как плохая сварка, слабые соединения или чрезмерное контактное сопротивление, могут накапливать тепло во время старения, что потенциально может привести к плавлению интерфейса, локальному перегреву аккумуляторной батареи, а в тяжелых случаях - к локальной абляции или тепловому выходу из-под контроля. Плата защиты BMS также может иметь отклонения параметров, ненормальное выравнивание или прерывания связи, которые могут быть вызваны ненормальными циклами зарядки-разрядки во время старения. Используя комплексные испытания в нескольких-условиях, включая высокие-температуры, многократные-циклы зарядки-разрядки и статическое размещение, процесс старения усиливает риски ранних отказов, обеспечивая точный отбор дефектных продуктов и предотвращая попадание некачественной продукции на рынок и вызывающее несчастные случаи или отклонения в производительности.
На начальных стадиях литий-ионные аккумуляторы часто демонстрируют нестабильную работу, особенно потому, что пленка SEI в элементах может быть сформирована не полностью. После сборки пакета неизбежны небольшие различия в производительности между элементами, а процесс старения эффективно повышает производительность. Пленка SEI, образующаяся после первого цикла зарядки и разрядки аккумулятора, может быть рыхлой и неровной. Циклы старения с использованием заряда и разряда низким-током могут стабилизировать пленку SEI, уменьшая снижение емкости во время последующего использования (предотвращая быструю потерю мощности сразу после активации пользователем). Даже после первоначальной проверки несколько ячеек в упаковке могут иметь небольшие различия в емкости и внутреннем сопротивлении. Во время старения циклы зарядки и разрядки приводят к более быстрому снижению емкости более слабых элементов, что облегчает дальнейшую калибровку с использованием функции балансировки BMS. Это снижает риск того, что один элемент может привести к выходу из строя всего аккумуляторного блока при последующем использовании.
Литий-ионные-аккумуляторы должны выдерживать различные условия применения. Тесты на старение моделируют высокие/низкие температуры, непрерывную работу и комплексные сценарии использования для проверки адаптируемости аккумуляторной батареи в различных условиях. Например, автомобильные аккумуляторы должны выдерживать высокие/низкие температуры. Камеры старения могут циклически работать при высоких/низких температурах для проверки эффективности заряда/разряда аккумуляторной батареи, сохранения емкости и адаптивности BMS при экстремальных температурах (например, проверяется, срабатывает ли защита от низкой-температуры ложно). С другой стороны, аккумуляторные батареи требуют долгосрочной-стабильности напряжения и контроля саморазряда-при плавающей зарядке, чтобы гарантировать, что они не испытывают чрезмерно быстрой потери мощности или перезарядки при фактическом использовании.
Как международные, так и национальные стандарты, такие как IEC 62133, UN38.3 и GB/T 31467.3, четко предусматривают, что литиевые аккумуляторные батареи должны проходить испытания на старение перед отправкой с завода. Это не только обязательное стандартное требование, но и важная мера, позволяющая компаниям взять на себя ответственность за качество продукции и обеспечить безопасность пользователей.
В итоге, тестирование в камере старения — это «окончательная проверка» литиевых батарей перед тем, как они покинут завод: хотя этот этап требует дополнительных 1-3 дней, он может предотвратить сбои конечного продукта и риски безопасности от источника и является незаменимым контролем качества и основным этапом в производственной системе отрасли литиевых батарей.
