Testprinsipp:Aldring av litium-ionbatterier er i hovedsak ytelsesdegraderingsprosessen til et kjemisk system under syklisk ladning-utladning eller høye-temperaturer. Dette inkluderer skade på elektrodematerialets struktur, elektrolyttnedbrytning og SEI-filmtykkelse. Aldringstesting akselererer disse reaksjonene, og forkorter evalueringssyklusen. For eksempel kan miljøer med høye-temperaturer (som 55 grader -85 grader ) akselerere sidereaksjonshastigheter, noe som gjør flere uker med testing tilsvarende flere års faktisk bruk.
Etter montering må litium-ionbatteripakker gjennomgå aldringstesting i et aldringskammer før forsendelse. Dette er et grunnleggende og kjernetrinn for å sikre sikkerheten, påliteligheten og ytelsesstabiliteten til batteripakken. Gjennom tester som sykluslevetid, høy/lav temperatur, lagring og simulerte omfattende miljøer, avsløres potensielle defekter tidlig, noe som eliminerer defekte produkter og stabiliserer den generelle ytelsen til batteripakken.
ACEY-BA3020-18batterialdringsmaskiner utviklet for å evaluere aldringsegenskapene til ulike batterityper, inkludert ternær, litiumjernfosfat, bly-syre og nikkel-metallhydrid/nikkel-kadmium. Testelementer inkluderer ladebeskyttelsesspenning, utladningsbeskyttelsesspenning og kapasitetsmåling. Systemet støtter fire typer testfaser: lading, utlading, hyller (hvileperioder) og sykling.
En litium-ionbatteripakke består av flere deler, inkludert celler, BMS/beskyttelseskort, kontakter, kabinett og hjelpematerialer. Skjulte feil kan oppstå under produksjon. Disse skjulte problemene er vanskelige å oppdage i utgangspunktet, men kan raskt føre til funksjonsfeil under påføring av produktet. Nøkkelen til aldringstesting er å avsløre alle defekter før batteripakker sendes. For eksempel, på cellenivå, kan skjulte problemer som mikro-kortslutninger, separatorskader og aktiv materialavgivelse virke normale i innledende testing, men kan lett føre til kapasitetsfall, unormal spenning, eller til og med lekkasje eller utbuling under syklisk ladning-utladning eller høye-temperaturforhold. På struktur- og tilkoblingsnivå kan problemer som dårlig sveising, løse koblinger eller overdreven kontaktmotstand akkumulere varme under aldring, noe som potensielt kan forårsake grensesnittsmelting, lokal overoppheting av batteripakken, og i alvorlige tilfeller lokalisert ablasjon eller termisk løping. BMS-beskyttelseskortet kan også ha parameteravvik, unormal utjevning eller kommunikasjonsavbrudd, som kan utløses av unormale lade{10}utladingssykluser under aldring. Ved å bruke sammensatt testing av flere-tilstander, inkludert høy-temperatur, multi-lading- og statisk plassering, forsterker aldringsprosessen disse tidlige feilrisikoene, muliggjør presis screening av defekte produkter og forhindrer substandard produkter fra å komme inn på markedet og forårsake unormale sikkerhetsulykker eller ytelse.
I de innledende stadiene viser litium-ionbatteripakker ofte ustabil ytelse, spesielt siden SEI-filmen til cellene kanskje ikke er fullstendig dannet. Etter pakkemontering er små ytelsesforskjeller mellom cellene uunngåelige, og aldringsprosessen forbedrer effektivt ytelsen. SEI-filmen som dannes etter den første lade- og utladingssyklusen til en celle kan være løs og ujevn. Aldringssykluser som bruker lav-strømladning og -utladning kan stabilisere SEI-filmen, og redusere kapasitetsreduksjon under påfølgende bruk (forhindrer raskt strømtap umiddelbart etter brukeraktivering). Selv etter innledende screening kan flere celler i en pakke fortsatt ha små forskjeller i kapasitet og indre motstand. Under aldring vil lade- og utladingssykluser føre til at svakere celler viser raskere kapasitetsreduksjon, noe som letter ytterligere kalibrering ved å bruke BMS sin balanseringsfunksjon. Dette reduserer risikoen for at en enkelt celle får hele batteripakken til å svikte under påfølgende bruk.
Litium-ion-batteripakker må tåle ulike applikasjonsmiljøer. Aldringstester simulerer høye/lave temperaturer, kontinuerlig drift og omfattende bruksscenarier for å verifisere batteripakkens tilpasningsevne under forskjellige forhold. For eksempel må bilbatterier tåle høye/lave temperaturer. Aldringskamre kan sykle ved høye/lave temperaturer for å teste batteripakkens lade-/utladningseffektivitet, kapasitetsbevaring og BMS-tilpasningsevne under ekstreme temperaturer (f.eks. om lav-temperaturbeskyttelse er feilaktig utløst). Energilagringsbatterier, derimot, krever langsiktig-spenningsstabilitet og selv-utladingskontroll under flytelading for å sikre at de ikke opplever for raskt strømtap eller overlading under faktisk bruk.
Både internasjonale og nasjonale standarder, som IEC 62133, UN38.3 og GB/T 31467.3, fastsetter klart at litiumbatteripakker må gjennomgå aldringstester før de forlater fabrikken. Dette er ikke bare et obligatorisk standardkrav, men også et avgjørende tiltak for at bedrifter skal ta produktkvalitetsansvar og sikre brukersikkerhet.
Oppsummert, er testing av aldringskammer den "ultimate kontrollen" for litiumbatteripakker før de forlater fabrikken: selv om dette trinnet krever ytterligere 1-3 dager, kan det forhindre sluttproduktfeil og sikkerhetsrisiko fra kilden, og er en uunnværlig kvalitetskontroll og kjernetrinn i litiumbatteriindustriens produksjonssystem.
