Principio di prova:L'invecchiamento della batteria agli ioni di litio- è essenzialmente il processo di degrado delle prestazioni di un sistema chimico sottoposto a carica-scarica ciclica o in ambienti ad-temperatura elevata. Ciò include danni alla struttura del materiale degli elettrodi, decomposizione dell'elettrolita e ispessimento della pellicola SEI. I test di invecchiamento accelerano queste reazioni, accorciando il ciclo di valutazione. Ad esempio, gli ambienti ad alta-temperatura (come 55 gradi -85 gradi) possono accelerare i tassi di reazione laterale, rendendo diverse settimane di test equivalenti a diversi anni di utilizzo effettivo.
Dopo l'assemblaggio, i pacchi batteria agli ioni di litio- devono essere sottoposti a test di invecchiamento in una camera di invecchiamento prima della spedizione. Questo è un passaggio fondamentale e fondamentale per garantire la sicurezza, l'affidabilità e la stabilità delle prestazioni del pacco batteria. Attraverso test quali durata del ciclo, temperatura alta/bassa, conservazione e ambienti simulati completi, i potenziali difetti vengono rivelati tempestivamente, eliminando i prodotti difettosi e stabilizzando le prestazioni complessive del pacco batteria.
ACEY-BA3020-18macchina per l'invecchiamento della batteriaè progettato per valutare le caratteristiche di invecchiamento di vari tipi di batterie, tra cui ternarie, litio ferro fosfato, piombo-acido e nichel-idruro metallico/nichel-cadmio. Gli elementi di prova includono tensione di protezione di carica, tensione di protezione di scarica e misurazione della capacità. Il sistema supporta quattro tipi di fasi di test: carica, scarica, accantonamento (periodi di riposo) e ciclismo.
Una batteria agli ioni di litio- è composta da più parti, tra cui celle, BMS/scheda di protezione, connettori, involucro e materiali ausiliari. Durante la produzione possono verificarsi difetti nascosti. Questi problemi nascosti sono difficili da individuare inizialmente ma possono portare rapidamente a malfunzionamenti durante l’applicazione del prodotto. La chiave per i test di invecchiamento è individuare tutti i difetti prima che le batterie vengano spedite. Ad esempio, a livello di cella, problemi nascosti come micro-cortocircuiti, danni al separatore e perdita di materiale attivo possono apparire normali nei test iniziali, ma possono facilmente portare a cali di capacità, tensione anomala o persino perdite o rigonfiamenti in condizioni di carica-scarica ciclica o di-temperature elevate. A livello strutturale e di connessione, problemi quali saldature inadeguate, connessioni allentate o eccessiva resistenza di contatto possono accumulare calore durante l'invecchiamento, causando potenzialmente la fusione dell'interfaccia, il surriscaldamento localizzato del pacco batteria e, nei casi più gravi, l'ablazione localizzata o l'instabilità termica. La scheda di protezione BMS potrebbe inoltre presentare deviazioni dei parametri, equalizzazione anomala o interruzioni della comunicazione, che possono essere innescate da cicli di carica-scarica anomali durante l'invecchiamento. Utilizzando test compositi multi-condizione, tra cui alta-temperatura, multi-ciclo di carica-scarica e posizionamento statico, il processo di invecchiamento amplifica questi rischi di guasto precoce, consentendo uno screening preciso dei prodotti difettosi e impedendo che prodotti inferiori agli standard entrino nel mercato e causino incidenti di sicurezza o anomalie di prestazione.
Nelle fasi iniziali, i pacchi batteria agli ioni di litio- spesso mostrano prestazioni instabili, soprattutto perché la pellicola SEI delle celle potrebbe non essere completamente formata. Dopo l'assemblaggio del pacco, sono inevitabili leggere differenze di prestazioni tra le celle e il processo di invecchiamento migliora effettivamente le prestazioni. La pellicola SEI formata dopo il primo ciclo di carica e scarica di una cella potrebbe essere allentata e irregolare. I cicli di invecchiamento che utilizzano carica e scarica a bassa-corrente possono stabilizzare la pellicola SEI, riducendo il decadimento della capacità durante l'uso successivo (prevenendo una rapida perdita di potenza immediatamente dopo l'attivazione da parte dell'utente). Anche dopo lo screening iniziale, più celle di un pacco potrebbero presentare ancora lievi differenze di capacità e resistenza interna. Durante l'invecchiamento, i cicli di carica e scarica faranno sì che le celle più deboli mostrino un decadimento della capacità più rapido, facilitando un'ulteriore calibrazione utilizzando la funzione di bilanciamento del BMS. Ciò riduce il rischio che una singola cella provochi il guasto dell'intero pacco batteria durante l'uso successivo.
I pacchi batteria agli ioni di litio- devono resistere a diversi ambienti applicativi. I test di invecchiamento simulano temperature alte/basse, funzionamento continuo e scenari di utilizzo completi per verificare l'adattabilità del pacco batteria in diverse condizioni. Ad esempio, le batterie per autoveicoli devono resistere a temperature alte/basse. Le camere di invecchiamento possono funzionare ciclicamente a temperature alte/basse per testare l'efficienza di carica/scarica del pacco batteria, il mantenimento della capacità e l'adattabilità del BMS a temperature estreme (ad esempio, se la protezione per la bassa-temperatura viene erroneamente attivata). Le batterie per l'accumulo di energia, d'altro canto, richiedono stabilità della tensione a lungo-termine e controllo dell'autoscarica-durante la carica di mantenimento per garantire che non subiscano perdite di potenza eccessivamente rapide o sovraccarichi durante l'uso effettivo.
Sia gli standard internazionali che quelli nazionali, come IEC 62133, UN38.3 e GB/T 31467.3, stabiliscono chiaramente che i pacchi batterie al litio devono essere sottoposti a test di invecchiamento prima di lasciare la fabbrica. Questo non è solo un requisito standard obbligatorio, ma anche una misura cruciale affinché le aziende si assumano la responsabilità della qualità del prodotto e garantiscano la sicurezza degli utenti.
In sintesi, il test in camera di invecchiamento è il "controllo finale" per i pacchi batterie al litio prima che lascino la fabbrica: sebbene questo passaggio richieda 1-3 giorni aggiuntivi, può prevenire guasti del prodotto finale e rischi per la sicurezza fin dall'origine ed è un controllo di qualità indispensabile e un passaggio fondamentale nel sistema di produzione del settore delle batterie al litio.
