Princip testování:Stárnutí lithiové-iontové baterie je v podstatě proces snižování výkonu chemického systému v prostředí s cyklickým nabíjením-vybíjením nebo vysokou{2}}teplotou. To zahrnuje poškození struktury materiálu elektrody, rozklad elektrolytu a ztluštění filmu SEI. Testování stárnutím tyto reakce urychluje a zkracuje cyklus hodnocení. Například prostředí s vysokou-teplotou (jako je 55 stupňů -85 stupňů) může urychlit rychlost vedlejších reakcí, takže několik týdnů testování odpovídá několika letům skutečného používání.
Po sestavení musí lithium{0}}iontové baterie před odesláním projít zkouškou stárnutí v komoře pro stárnutí. Toto je základní a klíčový krok k zajištění bezpečnosti, spolehlivosti a stability výkonu baterie. Prostřednictvím testů, jako je životnost cyklu, vysoká/nízká teplota, skladování a simulovaná komplexní prostředí, jsou potenciální závady odhaleny včas, eliminují se vadné produkty a stabilizuje se celkový výkon baterie.
ACEY-BA3020-18stroj na stárnutí bateriíje navržen pro vyhodnocení charakteristik stárnutí různých typů baterií, včetně ternárních, lithium-železofosfátových, olovnatých-kyselin a nikl{1}}metalhydridových/nikl-kadmiových. Testované položky zahrnují ochranné napětí nabíjení, ochranné napětí vybíjení a měření kapacity. Systém podporuje čtyři typy testovacích fází: nabíjení, vybíjení, skladování (doby odpočinku) a cyklování.
Lithium{0}}iontová baterie se skládá z několika částí, včetně článků, BMS/ochranné desky, konektorů, krytu a pomocných materiálů. Při výrobě se mohou objevit skryté vady. Tyto skryté problémy se zpočátku obtížně odhalují, ale mohou rychle vést k poruchám během aplikace produktu. Klíčem k testování stárnutí je odhalení všech vad před odesláním bateriových sad. Například na úrovni článku se skryté problémy, jako jsou mikro-zkraty, poškození separátoru a vylučování aktivního materiálu, mohou při počátečním testování jevit jako normální, ale mohou snadno vést k poklesu kapacity, abnormálnímu napětí nebo dokonce k úniku nebo vyboulení při cyklickém nabíjení, vybíjení nebo vysoké teplotě. Na konstrukční a spojovací úrovni mohou problémy, jako je špatné svařování, uvolněné spoje nebo nadměrný odpor kontaktů, akumulovat teplo během stárnutí, což může způsobit roztavení rozhraní, lokalizované přehřátí baterie a ve vážných případech lokalizovanou ablaci nebo tepelný únik. Ochranná deska BMS může mít také odchylky parametrů, abnormální vyrovnání nebo přerušení komunikace, která mohou být způsobena abnormálními cykly nabíjení{10}}vybíjení během stárnutí. Použitím více{12}}složeného testování, včetně vysoké-teploty, více{14}}cyklů nabíjení-a statického umístění, proces stárnutí zesiluje tato rizika předčasného selhání, umožňuje přesné prověřování vadných produktů a zabraňuje tomu, aby se nekvalitní produkty dostaly na trh a způsobily bezpečnostní nehody nebo abnormální výkon.
V počátečních fázích lithium{0}}iontové baterie často vykazují nestabilní výkon, zejména proto, že SEI film článků nemusí být zcela vytvořen. Po sestavení balení jsou nepatrné rozdíly ve výkonu mezi články nevyhnutelné a proces stárnutí účinně zlepšuje výkon. Film SEI vytvořený po prvním cyklu nabíjení a vybíjení článku může být volný a nerovnoměrný. Cykly stárnutí využívající nízko{4}}proudové nabíjení a vybíjení mohou stabilizovat film SEI a snížit úbytek kapacity během následného použití (zabránění rychlé ztrátě energie ihned po aktivaci uživatelem). I po počátečním screeningu může mít více článků v balení stále malé rozdíly v kapacitě a vnitřním odporu. Během stárnutí cykly nabíjení a vybíjení způsobí, že slabší články budou vykazovat rychlejší úbytek kapacity, což usnadní další kalibraci pomocí vyrovnávací funkce BMS. Tím se snižuje riziko, že jediný článek způsobí selhání celého akumulátoru při následném použití.
Lithium{0}}iontové baterie musí odolat různým aplikačním prostředím. Testy stárnutí simulují vysoké/nízké teploty, nepřetržitý provoz a komplexní scénáře použití, aby se ověřila adaptabilita baterie za různých podmínek. Například automobilové baterie musí odolávat vysokým/nízkým teplotám. Stárnoucí komory se mohou cyklicky při vysokých/nízkých teplotách testovat účinnost nabíjení/vybíjení baterie, zachování kapacity a přizpůsobivost BMS při extrémních teplotách (např. zda není falešně spuštěna ochrana proti nízké teplotě). Akumulátory energie na druhou stranu vyžadují dlouhodobou-stabilitu napětí a samočinné{9}}kontrolu vybíjení při udržovacím nabíjení, aby bylo zajištěno, že při skutečném používání nedojde k příliš rychlé ztrátě energie nebo přebití.
Mezinárodní i domácí normy, jako jsou IEC 62133, UN38.3 a GB/T 31467.3, jasně stanoví, že lithiové baterie musí před opuštěním továrny projít testy stárnutí. Není to jen povinný standardní požadavek, ale také zásadní opatření pro společnosti, aby převzaly odpovědnost za kvalitu výrobků a zajistily bezpečnost uživatelů.
V souhrnu, testování ve stárnoucí komoře je „poslední kontrolou“ lithiových baterií před tím, než opustí továrnu: ačkoli tento krok vyžaduje další 1-3 dny, může zabránit selhání koncového produktu a bezpečnostním rizikům ze zdroje a je nepostradatelnou kontrolou kvality a základním krokem ve výrobním systému průmyslu lithiových baterií.
