Načelo testiranja:Staranje litij-ionske baterije je v bistvu proces poslabšanja zmogljivosti kemičnega sistema v cikličnem polnjenju-praznjenju ali visoko-temperaturnem okolju. To vključuje poškodbe strukture materiala elektrode, razgradnjo elektrolita in odebelitev filma SEI. Testiranje staranja pospeši te reakcije in skrajša cikel ocenjevanja. Na primer, visoko{6}}temperaturna okolja (kot je 55 stopinj -85 stopinj) lahko pospešijo stranske reakcije, zaradi česar je več tednov testiranja enakovrednih večletnim dejanski uporabi.
Po sestavljanju morajo biti litij-ionski akumulatorji pred odpremo podvrženi preskusu staranja v komori za staranje. To je temeljni in osrednji korak pri zagotavljanju varnosti, zanesljivosti in stabilnosti delovanja baterije. S testi, kot so življenjska doba, visoka/nizka temperatura, shranjevanje in simulirana obsežna okolja, se morebitne napake odkrijejo zgodaj, s čimer se odpravijo okvarjeni izdelki in stabilizira splošno delovanje paketa baterij.
ACEY-BA3020-18stroj za staranje baterijeje zasnovan za ocenjevanje značilnosti staranja različnih vrst baterij, vključno s ternarnimi, litij-železovim fosfatom, svinčevo-kislino in nikelj-kovinskim hidridom/nikelj-kadmijem. Preskusni elementi vključujejo zaščitno napetost pred polnjenjem, zaščitno napetost pred praznjenjem in merjenje kapacitete. Sistem podpira štiri vrste preskusnih faz: polnjenje, praznjenje, odlaganje (obdobja počitka) in ciklično.
Litij{0}}ionski akumulator je sestavljen iz več delov, vključno s celicami, BMS/zaščitno ploščo, priključki, ohišjem in pomožnimi materiali. Med izdelavo lahko pride do skritih napak. Te skrite težave je težko odkriti na začetku, vendar lahko hitro povzročijo okvare med uporabo izdelka. Ključ do testiranja staranja je, da se razkrijejo vse napake, preden se paketi baterij pošljejo. Na ravni celice so lahko na primer skrite težave, kot so mikro-kratki stiki, poškodbe separatorja in odvajanje aktivnega materiala, videti normalne pri začetnem testiranju, vendar lahko zlahka povzročijo padce zmogljivosti, nenormalno napetost ali celo puščanje ali izbočenje pod cikličnim polnjenjem-praznjenjem ali visokimi-temperaturnimi pogoji. Na strukturni in povezovalni ravni lahko težave, kot so slabo varjenje, ohlapne povezave ali čezmerna kontaktna odpornost, kopičijo toploto med staranjem, kar lahko povzroči taljenje vmesnika, lokalno pregrevanje paketa baterij in v hudih primerih lokalizirano ablacijo ali toplotno uhajanje. Zaščitna plošča BMS ima lahko tudi odstopanja parametrov, nenormalno izenačevanje ali prekinitve komunikacije, ki jih lahko sprožijo nenormalni cikli polnjenja-praznjenja med staranjem. Z uporabo več{12}}kompozitnih testiranj, vključno z visoko-temperaturo, več-cikličnim polnjenjem-praznjenjem in statično postavitvijo, proces staranja poveča ta zgodnja tveganja odpovedi, kar omogoča natančno pregledovanje okvarjenih izdelkov in preprečuje, da bi podstandardni izdelki vstopili na trg in povzročili varnostne nesreče ali nepravilnosti pri delovanju.
Na začetnih stopnjah litij-ionski akumulatorji pogosto kažejo nestabilno delovanje, zlasti ker SEI film celic morda še ni v celoti oblikovan. Po sestavi paketa so rahle razlike v zmogljivosti med celicami neizogibne, proces staranja pa učinkovitost učinkovito izboljša. Film SEI, ki nastane po prvem ciklu polnjenja in praznjenja celice, je lahko ohlapen in neenakomeren. Cikli staranja z nizkim-tokovnim polnjenjem in praznjenjem lahko stabilizirajo film SEI, kar zmanjša upad zmogljivosti med nadaljnjo uporabo (preprečuje hitro izgubo moči takoj po uporabniški aktivaciji). Tudi po začetnem pregledu ima lahko več celic v paketu še vedno majhne razlike v zmogljivosti in notranji odpornosti. Med staranjem bodo cikli polnjenja in praznjenja povzročili, da bodo šibkejše celice pokazale hitrejše upadanje zmogljivosti, kar bo olajšalo nadaljnjo kalibracijo z uporabo funkcije uravnoteženja BMS. To zmanjša tveganje, da bi ena sama celica povzročila odpoved celotnega paketa baterij med nadaljnjo uporabo.
Litij{0}}ionski akumulatorji morajo vzdržati različna okolja uporabe. Preizkusi staranja simulirajo visoke/nizke temperature, neprekinjeno delovanje in obsežne scenarije uporabe, da preverijo prilagodljivost baterije v različnih pogojih. Na primer, avtomobilske baterije morajo prenesti visoke/nizke temperature. Komore za staranje lahko krožijo pri visokih/nizkih temperaturah, da preizkusijo učinkovitost polnjenja/praznjenja baterijskega paketa, ohranjanje zmogljivosti in prilagodljivost BMS pri ekstremnih temperaturah (npr. ali se zaščita pred nizko-temperaturo napačno sproži). Po drugi strani pa baterije za shranjevanje energije zahtevajo dolgoročno-stabilnost napetosti in-nadzor samopraznjenja pri plavajočem polnjenju, da zagotovijo, da pri dejanski uporabi ne pride do prehitre izgube moči ali prenapolnjenosti.
Mednarodni in domači standardi, kot so IEC 62133, UN38.3 in GB/T 31467.3, jasno določajo, da morajo biti litijevi akumulatorji podvrženi preskusu staranja, preden zapustijo tovarno. To ni le obvezna standardna zahteva, temveč tudi ključni ukrep za podjetja, da prevzamejo odgovornost za kakovost izdelkov in zagotovijo varnost uporabnikov.
Če povzamem, je testiranje v komori za staranje "končni pregled" za pakete litijevih baterij, preden zapustijo tovarno: čeprav ta korak zahteva dodatnih 1-3 dni, lahko prepreči okvare končnega izdelka in varnostna tveganja od vira ter je nepogrešljiv nadzor kakovosti in ključni korak v proizvodnem sistemu industrije litijevih baterij.
