Testprincip:Ældning af lithium-ionbatterier er i bund og grund ydelsesforringelsen af et kemisk system under cyklisk ladning-afladning eller høje-temperaturer. Dette omfatter beskadigelse af elektrodematerialestruktur, elektrolytnedbrydning og SEI-filmfortykkelse. Aldringstest fremskynder disse reaktioner, hvilket forkorter evalueringscyklussen. For eksempel kan miljøer med høje-temperaturer (såsom 55 grader -85 grader) accelerere sidereaktionshastigheder, hvilket gør adskillige ugers test svarende til flere års faktisk brug.
Efter samling skal lithium-ion-batteripakker gennemgå ældningstest i et ældningskammer før forsendelse. Dette er et grundlæggende og kernetrin i at sikre batteripakkens sikkerhed, pålidelighed og ydeevne. Gennem test som cykluslevetid, høj/lav temperatur, opbevaring og simulerede omfattende miljøer afsløres potentielle defekter tidligt, hvilket eliminerer defekte produkter og stabiliserer batteripakkens overordnede ydeevne.
ACEY-BA3020-18batteri aldrende maskineer designet til at evaluere ældningsegenskaberne for forskellige batterityper, herunder ternær, lithiumjernphosphat, bly-syre og nikkel-metalhydrid/nikkel-cadmium. Testelementer omfatter ladebeskyttelsesspænding, afladningsbeskyttelsesspænding og kapacitetsmåling. Systemet understøtter fire typer testfaser: opladning, afladning, reoler (hvileperioder) og cykling.
En lithium-ion-batteripakke består af flere dele, herunder celler, BMS/beskyttelseskort, stik, kabinet og hjælpematerialer. Skjulte fejl kan forekomme under fremstillingen. Disse skjulte problemer er vanskelige at opdage i starten, men kan hurtigt føre til funktionsfejl under påføring af produktet. Nøglen til ældningstest er at afsløre alle defekter, før batteripakker afsendes. For eksempel på celleniveau kan skjulte problemer såsom mikro-kortslutninger, separatorbeskadigelse og aktiv materialeafgivelse virke normale i den indledende test, men kan nemt føre til kapacitetsfald, unormal spænding eller endda lækage eller udbuling under cyklisk ladning-afladning eller høje-temperaturforhold. På struktur- og forbindelsesniveau kan problemer som dårlig svejsning, løse forbindelser eller overdreven kontaktmodstand akkumulere varme under ældning, hvilket potentielt kan forårsage smeltning af grænsefladen, lokal overophedning af batteripakken og i alvorlige tilfælde lokaliseret ablation eller termisk løb. BMS-beskyttelseskortet kan også have parameterafvigelser, unormal udligning eller kommunikationsafbrydelser, som kan udløses af unormale opladnings{10}}afladningscyklusser under ældning. Ved at bruge multi-komposittest, herunder høj-temperatur, multi-opladning- og statisk placering, forstærker ældningsprocessen disse tidlige fejlrisici, hvilket muliggør præcis screening af defekte produkter og forhindrer substandardprodukter i at komme ind på markedet og forårsage unormale sikkerhedsuheld eller ydeevne.
I de indledende faser udviser lithium-ion-batteripakker ofte ustabil ydeevne, især da SEI-filmen af cellerne muligvis ikke er fuldt dannet. Efter pakkesamling er små ydelsesforskelle mellem celler uundgåelige, og ældningsprocessen forbedrer effektivt ydeevnen. SEI-filmen dannet efter den første opladning og afladningscyklus af en celle kan være løs og ujævn. Ældningscyklusser, der bruger lav-strøm opladning og afladning, kan stabilisere SEI-filmen, hvilket reducerer kapacitetsforfald under efterfølgende brug (forhindrer hurtigt strømtab umiddelbart efter brugeraktivering). Selv efter indledende screening kan flere celler i en pakke stadig have små forskelle i kapacitet og intern modstand. Under ældning vil opladnings- og afladningscyklusser få svagere celler til at vise hurtigere kapacitetsforfald, hvilket letter yderligere kalibrering ved hjælp af BMS'ens balanceringsfunktion. Dette reducerer risikoen for, at en enkelt celle får hele batteripakken til at svigte under efterfølgende brug.
Lithium-ion-batteripakker skal modstå forskellige applikationsmiljøer. Ældningstests simulerer høje/lave temperaturer, kontinuerlig drift og omfattende brugsscenarier for at verificere batteripakkens tilpasningsevne under forskellige forhold. For eksempel skal bilbatterier modstå høje/lave temperaturer. Ældningskamre kan cykle ved høje/lave temperaturer for at teste batteripakkens opladnings-/afladningseffektivitet, kapacitetsbevarelse og BMS-tilpasningsevne under ekstreme temperaturer (f.eks. om lav-temperaturbeskyttelse er fejlagtigt udløst). Energilagringsbatterier kræver på den anden side langtids-spændingsstabilitet og selv-afladningskontrol under float-opladning for at sikre, at de ikke oplever for hurtigt strømtab eller overopladning under faktisk brug.
Både internationale og nationale standarder, såsom IEC 62133, UN38.3 og GB/T 31467.3, foreskriver klart, at lithiumbatteripakker skal gennemgå ældningstest, før de forlader fabrikken. Dette er ikke kun et obligatorisk standardkrav, men også en afgørende foranstaltning for virksomheder til at påtage sig produktkvalitetsansvar og sikre brugersikkerhed.
Sammenfattende, afprøvning af ældningskammeret er det "ultimate tjek" for lithiumbatteripakker, før de forlader fabrikken: Selvom dette trin kræver yderligere 1-3 dage, kan det forhindre slutproduktfejl og sikkerhedsrisici fra kilden og er et uundværligt kvalitetskontrol- og kernetrin i lithiumbatteriindustriens fremstillingssystem.
