اصل تست:پیری باتری لیتیوم{0} یون اساساً فرآیند تخریب عملکرد یک سیستم شیمیایی در محیطهای شارژ چرخهای-تخلیه یا دمای بالا-است. این شامل آسیب ساختار مواد الکترود، تجزیه الکترولیت، و ضخیم شدن فیلم SEI است. تست پیری این واکنش ها را تسریع می کند و چرخه ارزیابی را کوتاه می کند. برای مثال، محیطهای با دمای{6} بالا (مانند 55-85 درجه) میتوانند سرعت واکنش جانبی را تسریع کنند و چندین هفته آزمایش را معادل چندین سال استفاده واقعی کنند.
پس از مونتاژ، بستههای باتری لیتیوم{0} یونی باید قبل از حمل و نقل در محفظه پیری آزمایش پیری شوند. این یک گام اساسی و اصلی در تضمین ایمنی، قابلیت اطمینان و پایداری عملکرد بسته باتری است. از طریق آزمایشهایی مانند عمر چرخه، دمای بالا/پایین، ذخیرهسازی و محیطهای جامع شبیهسازیشده، نقصهای احتمالی زودهنگام آشکار میشوند، محصولات معیوب حذف میشوند و عملکرد کلی بسته باتری تثبیت میشود.
ACEY{0}}BA3020-18دستگاه پیری باتریبرای ارزیابی ویژگیهای پیری انواع مختلف باتری، از جمله سهگانه، فسفات آهن لیتیوم، سرب-اسید و نیکل-هیدرید فلز/نیکل-کادمیم طراحی شده است. موارد آزمایشی شامل ولتاژ حفاظت از شارژ، ولتاژ حفاظت تخلیه، و اندازهگیری ظرفیت است. این سیستم از چهار نوع مرحله آزمایشی پشتیبانی می کند: شارژ، تخلیه، قفسه بندی (دوره های استراحت) و دوچرخه سواری.
یک بسته باتری لیتیوم{0} یونی از چندین بخش از جمله سلولها، BMS/برد محافظ، کانکتورها، پوشش و مواد کمکی تشکیل شده است. عیوب پنهان ممکن است در طول ساخت رخ دهد. شناسایی این مشکلات پنهان در ابتدا دشوار است، اما می تواند به سرعت منجر به نقص در هنگام استفاده از محصول شود. کلید تست پیری این است که قبل از ارسال بسته های باتری، همه عیوب را آشکار کنید. به عنوان مثال، در سطح سلول، مشکلات پنهان مانند اتصال کوتاه میکرو، آسیب جداکننده، و ریزش مواد فعال ممکن است در آزمایش اولیه طبیعی به نظر برسند، اما میتوانند به راحتی منجر به افت ظرفیت، ولتاژ غیرعادی، یا حتی نشتی یا برآمدگی در شرایط شارژ چرخهای-تخلیه یا دمای بالا شوند. در سطح ساختاری و اتصال، مسائلی مانند جوشکاری ضعیف، اتصالات شل یا مقاومت بیش از حد در تماس میتواند باعث تجمع گرما در طول پیری شود، که به طور بالقوه باعث ذوب رابط، گرمای بیش از حد موضعی بسته باتری و در موارد شدید، فرسایش موضعی یا فرار حرارتی میشود. برد حفاظتی BMS همچنین ممکن است دارای انحرافات پارامتر، یکسان سازی غیرعادی، یا وقفه های ارتباطی باشد که می تواند توسط چرخه های تخلیه غیرعادی{10}}در طول پیری ایجاد شود. با استفاده از آزمایش ترکیبی چند حالته، از جمله-درجه حرارت بالا، شارژ چند چرخه{15}}و قرارگیری استاتیک، فرآیند پیری این خطرات خرابی زودهنگام را تشدید میکند و امکان غربالگری دقیق محصولات معیوب را فراهم میکند و از ورود محصولات نامرغوب به بازار و ایجاد تصادفات ایمنی غیرعادی جلوگیری میکند.
در مراحل اولیه، بستههای باتری لیتیوم{0} یون اغلب عملکرد ناپایداری از خود نشان میدهند، بهویژه از آنجایی که ممکن است لایه SEI سلولها به طور کامل تشکیل نشده باشد. پس از مونتاژ بسته، تفاوت عملکرد جزئی بین سلول ها اجتناب ناپذیر است و فرآیند پیری به طور موثر عملکرد را بهبود می بخشد. فیلم SEI تشکیل شده پس از اولین چرخه شارژ و تخلیه سلول ممکن است شل و ناهموار باشد. چرخههای پیری با استفاده از شارژ و دشارژ کم-جریان میتواند فیلم SEI را تثبیت کند و کاهش ظرفیت در طول استفاده بعدی را کاهش دهد (جلوگیری از اتلاف سریع برق بلافاصله پس از فعالسازی کاربر). حتی پس از غربالگری اولیه، سلول های متعدد در یک بسته ممکن است هنوز تفاوت های جزئی در ظرفیت و مقاومت داخلی داشته باشند. در طول پیری، چرخههای شارژ و دشارژ باعث میشود سلولهای ضعیفتر پوسیدگی ظرفیت سریعتری را نشان دهند و کالیبراسیون بیشتر با استفاده از عملکرد متعادل کننده BMS را تسهیل میکند. این باعث کاهش خطر یک سلول منفرد می شود که باعث از کار افتادن کل بسته باتری در طول استفاده بعدی شود.
بستههای باتری لیتیوم{0} یون باید در محیطهای کاربردی مختلف مقاومت کنند. تستهای پیری دماهای بالا/پایین، عملکرد مداوم و سناریوهای استفاده جامع را شبیهسازی میکنند تا سازگاری بسته باتری را در شرایط مختلف تأیید کنند. به عنوان مثال، باتری های خودرو باید در برابر دماهای بالا/پایین مقاومت کنند. محفظه های پیر می توانند در دماهای بالا/پایین چرخش کنند تا راندمان شارژ/دشارژ بسته باتری، حفظ ظرفیت و سازگاری BMS را در دماهای شدید آزمایش کنند (به عنوان مثال، اینکه آیا حفاظت در دمای پایین به اشتباه فعال می شود یا خیر). از سوی دیگر، باتریهای ذخیرهسازی انرژی به پایداری طولانیمدت ولتاژ و کنترل خودکار تخلیه- تحت شارژ شناور نیاز دارند تا اطمینان حاصل شود که در استفاده واقعی دچار افت بیش از حد سریع برق یا شارژ بیش از حد نمیشوند.
هر دو استاندارد بین المللی و داخلی، مانند IEC 62133، UN38.3، و GB/T 31467.3، به وضوح تصریح می کنند که بسته های باتری لیتیومی باید قبل از خروج از کارخانه تحت آزمایش های قدیمی قرار گیرند. این نه تنها یک الزام استاندارد اجباری است، بلکه یک اقدام حیاتی برای شرکتها برای به عهده گرفتن مسئولیت کیفیت محصول و تضمین ایمنی کاربر است.
به طور خلاصه، آزمایش محفظه پیری «بررسی نهایی» بستههای باتری لیتیومی قبل از خروج از کارخانه است: اگرچه این مرحله به 1{1}}3 روز اضافی نیاز دارد، اما میتواند از خرابی محصول نهایی و خطرات ایمنی ناشی از منبع جلوگیری کند و یک کنترل کیفیت ضروری و مرحله اصلی در سیستم تولید صنعت باتریهای لیتیومی است.
