Τρόπος επικύρωσης δειγμάτων κυττάρων θήκης μεγάλου μεγέθους πριν από μια μαζική παραγγελία

Μια κυψέλη θήκης μεγάλου μεγέθους μπορεί να φαίνεται εξαιρετική σε ένα φύλλο δεδομένων και να εξακολουθεί να είναι η λάθος κυψέλη για μια μπαταρία παραγωγής.

Η ονομαστική χωρητικότητα μπορεί να είναι σωστή, αλλά η πτώση τάσης μπορεί να είναι πολύ υψηλή υπό φορτίο. Μερικά δείγματα μπορεί να έχουν καλή απόδοση, ενώ η παρτίδα παραγωγής παρουσιάζει μεγαλύτερη εξάπλωση σε χωρητικότητα ή εσωτερική αντίσταση. Το κελί μπορεί επίσης να ταιριάζει στο αρχικό σχέδιο, αλλά να επεκταθεί πέρα ​​από τον διαθέσιμο χώρο της μονάδας μετά από επαναλαμβανόμενη ποδηλασία.

Αυτά τα προβλήματα γίνονται πιο σοβαρά καθώς αυξάνεται η χωρητικότητα της κυψέλης και η τάση του πακέτου. Ένα αδύναμο στοιχείο σε μια σειρά σειράς υψηλής τάσης μπορεί να περιορίσει τη χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα, να ενεργοποιήσει πρώιμη προστασία BMS ή να δημιουργήσει ένα απροσδόκητο hot spot. Μηχανικά ζητήματα όπως κατεστραμμένες γλωττίδες, αδύναμες σφραγίσεις και ανεξέλεγκτη διόγκωση μπορεί να είναι ακόμη πιο δύσκολο να διορθωθούν μετά την έναρξη παραγωγής της δομής της μονάδας.

Για αυτόν τον λόγο, η προμήθεια κυψελών θήκης μεγάλου μεγέθους δεν θα πρέπει να μετακινείται απευθείας από την αναθεώρηση του φύλλου δεδομένων σε μια μαζική αγορά. Μια πιο αξιόπιστη διαδικασία περιλαμβάνει τρία στάδια:

1. Επικύρωση δείγματος μηχανικής

2. Αξιολόγηση συνοχής πιλοτικής παρτίδας

3. Ασφάλεια, τεκμηρίωση και έγκριση παράδοσης

Αυτός ο οδηγός εξηγεί τι πρέπει να ελέγχουν οι ενοποιητές μπαταριών, οι OEM και οι ομάδες προμηθειών σε κάθε στάδιο.

---

Ξεκινήστε με την εφαρμογή, όχι με τον εξοπλισμό δοκιμής

Πριν ξεκινήσει η δοκιμή, ο αγοραστής και ο προμηθευτής θα πρέπει να συμφωνήσουν σχετικά με τις πραγματικές απαιτήσεις λειτουργίας.

Το φύλλο απαιτήσεων θα πρέπει τουλάχιστον να περιλαμβάνει:

• Ονομαστική και μέγιστη τάση πακέτου

• Απαιτούμενη χωρητικότητα και χρησιμοποιήσιμη ενέργεια

• Παράλληλη διαμόρφωση σειράς

• Κανονικό ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης

• Ρεύμα αιχμής και διάρκεια αιχμής

• Θερμοκρασία λειτουργίας και αποθήκευσης

• Διαθέσιμες διαστάσεις κελιού και μονάδας

• Όριο βάρους

• Αναμενόμενη διάρκεια ζωής

• Μέθοδος ψύξης

• Δομή συμπίεσης

• Όρια τάσης και θερμοκρασίας BMS

• Απαιτούμενες λειτουργίες επικοινωνίας

• Απαιτήσεις στοχευμένης αίτησης και πιστοποίησης

• Δείγματα και ετήσιες ποσότητες παραγγελίας

Χωρίς αυτές τις πληροφορίες, ένα εργαστήριο μπορεί να επιβεβαιώσει ότι μια κυψέλη πληροί το φύλλο δεδομένων της, ενώ δεν επιβεβαιώνει ότι είναι κατάλληλη για το προβλεπόμενο σύστημα μπαταρίας.

Μια δοκιμή εκφόρτισης 1C, για παράδειγμα, λέει λίγα για ένα έργο που λειτουργεί στους 0,3 C συνεχώς αλλά έχει σύντομες κορυφές ισχύος 4C. Ομοίως, ένα αποτέλεσμα χωρητικότητας σε θερμοκρασία δωματίου δεν απαντά εάν η κυψέλη μπορεί να υποστηρίξει ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικό χώρο ή ένα όχημα ψυχρού κλίματος.

---

Στάδιο Πρώτο: Επικύρωση Μηχανικού Δείγματος

Αυτό το στάδιο μπορεί να ονομαστεί στάδιο Α-δειγματοληψίας ή Β-δείγμα σε ορισμένα προγράμματα ανάπτυξης, αν και η ορολογία ποικίλλει μεταξύ των εταιρειών.

Σκοπός του είναι να απαντήσει σε δύο ερωτήματα:

• Παρέχει η κυψέλη την απόδοση που ισχυρίζεται ο προμηθευτής;

• Παραμένει κατάλληλο υπό τις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας του πελάτη;

1. Επαληθεύστε την ταυτότητα και τις μηχανικές λεπτομέρειες της κυψέλης

Ξεκινήστε με το φυσικό στοιχείο πριν εκτελέσετε ηλεκτρικές δοκιμές.

Ελεγχος:

• Μοντέλο κυψέλης και κωδικός παραγωγής

• Χημεία και ονομαστική τάση

• Μήκος, πλάτος και αρχικό πάχος

• Θέση καρτέλας, πλάτος, πάχος και πολικότητα

• Υλικό καρτελών

• Βάρος κυττάρων

• Κατάσταση επιφάνειας θήκης

• Στεγανοποιήστε τις άκρες και τις αναδιπλούμενες διαστάσεις

• Μόνωση και προστατευτική μεμβράνη

• Ημερομηνία κατασκευής και αριθμός παρτίδας

Οι διαστάσεις πρέπει να μετρώνται χρησιμοποιώντας μια συμφωνημένη μέθοδο. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το πάχος γιατί η πίεση μέτρησης μπορεί να επηρεάσει το αποτέλεσμα.

Ο πελάτης θα πρέπει επίσης να επιβεβαιώσει εάν οι διαστάσεις που εμφανίζονται στο σχέδιο αναφέρονται σε ένα νέο στοιχείο, ένα στοιχείο σε μια καθορισμένη κατάσταση φόρτισης ή στο μέγιστο πάχος που αναμένεται κατά τη διάρκεια του σέρβις.

Για έργα αντικατάστασης, η αντιστοίχιση της ονομαστικής χωρητικότητας δεν αρκεί. Η θέση γλωττίδας, το πάχος της κυψέλης, το εύρος τάσης, η επιφάνεια θερμικής επαφής και οι απαιτήσεις συμπίεσης πρέπει επίσης να ταιριάζουν στην υπάρχουσα μονάδα.

2. Επιβεβαιώστε την ικανότητα και την ενέργεια

Η χωρητικότητα θα πρέπει να ελέγχεται σύμφωνα με τις καθορισμένες συνθήκες αναφοράς του προμηθευτή πριν από τη μετάβαση σε ειδικές συνθήκες εφαρμογής.

Ρεκόρ:

• Ρεύμα φόρτισης

• Τάση διακοπής φόρτισης

• Ρεύμα τερματισμού σταθερής τάσης

• Χρόνος ανάπαυσης

• Ρεύμα εκφόρτισης

• Τάση αποκοπής εκφόρτισης

• Θερμοκρασία θαλάμου

• Μετρημένη χωρητικότητα σε Αχ

• Παράδοση ενέργειας σε Wh

• Κουλόμπ και ενεργειακή απόδοση

Ο έλεγχος της χωρητικότητας μόνο amp-h μπορεί να είναι παραπλανητικός. Δύο κυψέλες μπορεί να παρέχουν παρόμοια αποτελέσματα Ah αλλά διαφορετική χρησιμοποιήσιμη ενέργεια επειδή οι καμπύλες τάσης τους είναι διαφορετικές.

Μετά τη δοκιμή αναφοράς, επαναλάβετε την αξιολόγηση στα τρέχοντα επίπεδα που αναμένονται στην πραγματική εφαρμογή. Τα τυπικά προγράμματα μπορεί να περιλαμβάνουν 0,5C, 1C και υψηλότερο ποσοστό, αλλά τα τελικά σημεία δοκιμής θα πρέπει να προέρχονται από το προφίλ φορτίου του πελάτη και όχι από μια γενική λίστα ελέγχου.

3. Μετρήστε την εσωτερική αντίσταση DC σε διαφορετικά επίπεδα SOC

Η αντίσταση εναλλασσόμενου ρεύματος είναι χρήσιμη για τον γρήγορο έλεγχο παραγωγής, αλλά δεν περιγράφει πλήρως την πτώση τάσης και την παραγωγή θερμότητας υπό πραγματικό φορτίο.

Η εσωτερική αντίσταση DC, ή DCIR, θα πρέπει επομένως να μετράται χρησιμοποιώντας έναν καθορισμένο παλμό ρεύματος σε ελεγχόμενες συνθήκες. Τα χρήσιμα σημεία SOC μπορεί να περιλαμβάνουν 20%, 50% και 80%.

Η έκθεση δοκιμής πρέπει να αναφέρει:

• Έναρξη SOC

• Θερμοκρασία κυττάρων

• Ρεύμα παλμού

• Διάρκεια παλμού

• Σημεία δειγματοληψίας τάσης

• Μέθοδος υπολογισμού DCIR

• Χρόνος αποκατάστασης μεταξύ των παλμών

Το DCIR αλλάζει κανονικά με το SOC, τη θερμοκρασία και τη γήρανση. Η σύγκριση τιμών που μετρώνται υπό διαφορετικές συνθήκες μπορεί να δημιουργήσει ένα λανθασμένο συμπέρασμα.

Για εφαρμογές υψηλής ισχύος, το πιο σημαντικό αποτέλεσμα δεν είναι απαραίτητα η χαμηλότερη τιμή αντίστασης. Ο αγοραστής θα πρέπει να επιβεβαιώσει ότι η πτώση τάσης και η αύξηση της θερμοκρασίας παραμένουν αποδεκτά κατά τη διάρκεια του πραγματικού συμβάντος αιχμής.

4. Αξιολογήστε την απόδοση σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες

Οι δοκιμές θερμοκρασίας πρέπει να αντικατοπτρίζουν το επιδιωκόμενο περιβάλλον λειτουργίας και να παραμένουν εντός των δηλωθέντων ορίων του κατασκευαστή της κυψέλης.

Ένα έργο μπορεί να αξιολογήσει την απόδοση εκφόρτισης σε θερμοκρασίες όπως -20°C ή 55°C, αλλά αυτές δεν θα πρέπει να αντιμετωπίζονται ως καθολικά σημεία δοκιμής για κάθε κυψέλη θήκης.

Στα σημαντικά αποτελέσματα περιλαμβάνονται:

• Διαθέσιμη χωρητικότητα

• Κατακράτηση ενέργειας

• Οροπέδιο τάσης

• DCIR

• Δυνατότητα μέγιστης ισχύος

• Άνοδος θερμοκρασίας

• Αποδοχή χρέωσης

• Ανάκτηση μετά την επιστροφή σε θερμοκρασία δωματίου

Η φόρτιση σε χαμηλή θερμοκρασία απαιτεί ιδιαίτερη προσοχή. Ένα στοιχείο που μπορεί να εκφορτιστεί σε χαμηλή θερμοκρασία μπορεί να μην είναι ασφαλές για φόρτιση στην ίδια θερμοκρασία χωρίς μείωση ρεύματος, προθέρμανση ή άλλη στρατηγική ελέγχου.

5. Δοκιμή πάχους ανάπτυξης και διόγκωσης

Αναμένεται κάποια αλλαγή πάχους κατά τη διάρκεια της ποδηλασίας στα κελιά θήκης. Το ερώτημα της μηχανικής είναι εάν παραμένει συμβατό με τη δομή της μονάδας.

Η δοκιμή πρέπει να ορίζει:

• Αρχικό SOC και πάχος

• Δύναμη μέτρησης

• Μέθοδος στερέωσης ή συμπίεσης

• Εφαρμοσμένη προφόρτιση ή πίεση

• Συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης

• Θερμοκρασία κυττάρων

• Αριθμός κύκλων

• Πάχος σε επιλεγμένα σημεία SOC

• Μόνιμη αλλαγή πάχους μετά την ανάπαυση

Μια προφόρτιση όπως 0,05–0,1 MPa μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ορισμένα προγράμματα ανάπτυξης, αλλά δεν είναι καθολική τιμή. Το σωστό επίπεδο συμπίεσης εξαρτάται από τη χημεία των κυττάρων, την κατασκευή, την επιφάνεια και τις συστάσεις του κατασκευαστή.

Η δοκιμή του κυττάρου ελεύθερα χωρίς εξάρτημα μπορεί να μην αντιπροσωπεύει τη συμπεριφορά του μέσα σε μια πραγματική μονάδα. Από την άλλη πλευρά, η χρήση υπερβολικής συμπίεσης μπορεί να κρύψει τη διαστολή προσωρινά ενώ αυξάνει τη μηχανική καταπόνηση.

Το εξάρτημα επικύρωσης θα πρέπει επομένως να μοιάζει με το προβλεπόμενο δομοστοιχείο όσο το δυνατόν περισσότερο.

6. Επιθεωρήστε την ακεραιότητα σφραγίδας

Οι επάνω και οι πλαϊνές στεγανοποιήσεις προστατεύουν τα ηλεκτρόδια και τον ηλεκτρολύτη από την υγρασία και τη μόλυνση. Η αδύναμη στεγανοποίηση μπορεί τελικά να οδηγήσει σε παραγωγή αερίου, διαρροή, διάβρωση ή πρόωρη απώλεια χωρητικότητας.

Ανάλογα με το έργο και την ικανότητα του προμηθευτή, η αξιολόγηση σφραγίδων μπορεί να περιλαμβάνει:

• Οπτική επιθεώρηση

• Μέτρηση πλάτους σφραγίδας

• Δοκιμή αντοχής φλοιού

• Δοκιμή διαρροής

• Δοκιμή διαρροής ηλίου

• Αποθήκευση σε υψηλή θερμοκρασία

• Έκθεση υγρασίας

• Έλεγχος μόλυνσης ηλεκτρολυτών

Ο προμηθευτής θα πρέπει να παρέχει την ισχύουσα μέθοδο δοκιμής και τα κριτήρια αποδοχής. Οι αγοραστές θα πρέπει να αποφεύγουν τη σύγκριση αριθμών αντοχής σφραγίδας από διαφορετικούς προμηθευτές, εκτός εάν η προετοιμασία του δείγματος και η μέθοδος δοκιμής είναι ισοδύναμες.

7. Ελέγξτε τη θερμοκρασία της καρτέλας και την ποιότητα σύνδεσης

Οι κυψέλες μεγάλης χωρητικότητας μπορούν να μεταφέρουν σημαντικό ρεύμα μέσω σχετικά μικρών περιοχών σύνδεσης. Η κακή συγκόλληση, η υπερβολική αντίσταση επαφής ή ο εσφαλμένος σχεδιασμός της ράβδου μπορούν να δημιουργήσουν ένα τοπικό hot spot ακόμα και όταν το σώμα της κυψέλης παραμένει εντός ενός κανονικού εύρους θερμοκρασίας.

Κατά τη διάρκεια της δοκιμής φορτίου, μετρήστε τη θερμοκρασία σε:

• Θετική καρτέλα

• Αρνητική καρτέλα

• Συγκολλημένη σύνδεση

• Διεπαφή μπάρας

• Κέντρο κυττάρων

• Άκρη κυψέλης

• Αναμενόμενο hot spot ενότητας

Το εξάρτημα δοκιμής θα πρέπει να χρησιμοποιεί μια μέθοδο σύνδεσης αντιπροσωπευτική του τελικού πακέτου. Οι προσωρινοί σφιγκτήρες ή τα καλώδια μικρού μεγέθους μπορεί να προσθέσουν αντίσταση και να παραμορφώσουν το αποτέλεσμα.

Μετά τη δοκιμή, επιθεωρήστε τις γλωττίδες για αποχρωματισμό, ρωγμές, παραμόρφωση, κατεστραμμένες περιοχές σφράγισης και εξασθενημένες συγκολλήσεις.

8. Έναρξη δοκιμών κύκλου ζωής νωρίς

Η επικύρωση πλήρους κύκλου ζωής μπορεί να διαρκέσει μήνες, επομένως θα πρέπει να ξεκινήσει όσο το δυνατόν νωρίτερα.

Η δοκιμή πρέπει να ορίζει:

• Παράθυρο SOC

• Βάθος εκκένωσης

• Ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης

• Θερμοκρασία

• Μέθοδος συμπίεσης

• Περίοδοι ανάπαυσης

• Χωρητικότητα στο τέλος του κύκλου ζωής

• Όριο αντοχής-ανάπτυξης

• Όριο πάχους-ανάπτυξης

Τα αποτελέσματα του πρώιμου κύκλου μπορούν να βοηθήσουν στον εντοπισμό της μη φυσιολογικής θερμότητας, της ταχείας ανάπτυξης αντίστασης ή της υπερβολικής διόγκωσης. Ωστόσο, μια σύντομη δοκιμή δεν μπορεί να αποδείξει ισχυρισμό μεγάλης διάρκειας κύκλου. Η μακροπρόθεσμη ποδηλασία θα πρέπει να συνεχιστεί ενώ τα επόμενα στάδια του έργου θα προχωρήσουν.

---

Στάδιο δεύτερο: Πιλοτική παρτίδα και αξιολόγηση συνέπειας παρτίδας

Τα καλά δείγματα μηχανικής δεν εγγυώνται μια σταθερή παρτίδα παραγωγής.

Για ένα πακέτο μπαταριών, η κατανομή της απόδοσης είναι συχνά πιο σημαντική από το καλύτερο ατομικό αποτέλεσμα. Μια σειρά από καλά ταιριασμένα κύτταρα συνήθως αποδίδει καλύτερα από μια συμβολοσειρά που περιέχει ένα μείγμα ασυνήθιστα ισχυρών και αδύναμων κυττάρων.

1. Χρησιμοποιήστε ένα αντιπροσωπευτικό σχέδιο δειγματοληψίας

Η δοκιμή 30–50 κυψελών από την ίδια πιλοτική παρτίδα μπορεί να προσφέρει μια χρήσιμη πρώιμη προβολή της κατανομής των παραμέτρων. Ωστόσο, το σωστό μέγεθος δείγματος εξαρτάται από:

• Μέγεθος παρτίδας

• Κίνδυνος εφαρμογής

• Ιστορικό προμηθευτή

• Κόστος δοκιμής

• Το αν η δοκιμή είναι καταστροφική

• Συμφωνημένο AQL

• Απαιτήσεις πελατών και κανονιστικών ρυθμίσεων

Για την επίσημη αποδοχή της παρτίδας, ο αγοραστής θα πρέπει να χρησιμοποιήσει ένα συμφωνημένο σχέδιο στατιστικής δειγματοληψίας αντί να αντιμετωπίζει 30 ή 50 κύτταρα ως γενικό κανόνα.

Τα δείγματα πρέπει να επιλέγονται σε όλη την παρτίδα, όχι να λαμβάνονται από ένα χαρτοκιβώτιο ή ένα μέρος της παραγωγής.

2. Ελέγξτε τη διανομή, όχι μόνο τον μέσο όρο

Για κάθε παράμετρο, καταγράψτε:

• Μέσο

• Ελάχιστο και μέγιστο

• Σειρά

• Τυπική απόκλιση

• Ακριβείς τιμές

• Θέση εντός των συμφωνημένων προδιαγραφών

Τα Cp και Cpk μπορούν να είναι χρήσιμα για την αξιολόγηση της ικανότητας της διαδικασίας, αλλά μόνο όταν η διαδικασία είναι εύλογα σταθερή και τα όρια προδιαγραφών είναι σαφώς καθορισμένα. Μια τιμή Cpk που υπολογίζεται από μια μικρή, μη αντιπροσωπευτική ομάδα μπορεί να δημιουργήσει ψευδή εμπιστοσύνη.

Ο στόχος είναι να κατανοήσουμε εάν ο προμηθευτής έχει μια ελεγχόμενη διαδικασία, όχι απλώς να παράγει ένα ελκυστικό υπολογιστικό φύλλο.

3. Συγκρίνετε OCV, AC Resistance και DCIR

Η αντίσταση OCV και AC είναι πρακτικά για γρήγορη εισερχόμενη επιθεώρηση και ομαδοποίηση κυττάρων. Το DCIR παρέχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά υπό φορτίο.

Όλες οι μετρήσεις πρέπει να χρησιμοποιούν το ίδιο:

• SOC

• Χρόνος ανάπαυσης

• Θερμοκρασία κυττάρων

• Οργανο

• Συχνότητα, για αντίσταση AC

• Μέθοδος επικοινωνίας

• Παλμός ρεύματος, για DCIR

Οι μεγάλες διαφορές μπορεί να προκαλέσουν ανομοιόμορφη πτώση τάσης, παραγωγή θερμότητας και χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα κατά τη λειτουργία του πακέτου.

Η αποδεκτή εξάπλωση θα πρέπει να ορίζεται σύμφωνα με το μοντέλο κυψέλης, τη διαμόρφωση του πακέτου και την εφαρμογή. Ένα πακέτο σειράς υψηλής τάσης μπορεί να απαιτεί πιο αυστηρή αντιστοίχιση από μια εφαρμογή ενός κυττάρου χαμηλότερου κινδύνου.

4. Ελέγξτε τη διασπορά χωρητικότητας

Η αντιστοίχιση χωρητικότητας είναι σημαντική επειδή το κελί χαμηλότερης χωρητικότητας μπορεί να περιορίσει τη χρησιμοποιήσιμη ενέργεια μιας σειράς.

Μια ανοχή εντός ±1% μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως στόχος για στενά ταιριαστά κελιά σε ορισμένα απαιτητικά έργα, αλλά δεν θα πρέπει να παρουσιάζεται ως καθολικό όριο αποδοχής. Ο αγοραστής και ο προμηθευτής θα πρέπει να συμφωνήσουν:

• Συνθήκες δοκιμής

• Ονομαστική χωρητικότητα

• Ελάχιστη αποδεκτή χωρητικότητα

• Παράθυρο ομαδοποίησης

• Θεραπεία κυττάρων υπερ-χωρητικότητας

• Επαναληπτική διαδικασία

• Απώτεροι κανόνες απόρριψης

Τα κελιά θα πρέπει να βαθμολογούνται χρησιμοποιώντας συγκρίσιμα δεδομένα δοκιμών και όχι ένα μείγμα αρχείων προμηθευτών και αποτελεσμάτων πελατών που λαμβάνονται υπό διαφορετικές συνθήκες.

5. Ελέγξτε τη συνέπεια βάρους και πάχους

Το βάρος και το πάχος είναι χρήσιμοι υποστηρικτικοί δείκτες της σταθερότητας της διαδικασίας.

Τα μη φυσιολογικά αποτελέσματα μπορεί να υποδηλώνουν διακύμανση σε:

• Γέμισμα ηλεκτρολυτών

• Φόρτωση ηλεκτροδίων

• Λεπτό έλασμα

• Παραγωγή αερίου

• Δομή σφραγίδας

• Σχηματισμός θήκης

• Έλεγχος διαστάσεων

Αυτοί οι δείκτες δεν μπορούν να διαγνώσουν ένα ελάττωμα από μόνοι τους, αλλά οι ανεξήγητες ακραίες τιμές δεν πρέπει να αγνοούνται.

6. Παρακολουθήστε την αυτοεκφόρτιση και την τιμή K

Η δοκιμή αυτοεκφόρτισης βοηθά στον εντοπισμό κυττάρων με μικρο-σορτς, μόλυνση, βλάβη του διαχωριστή ή άλλα λανθάνοντα ελαττώματα.

Μια τυπική διαδικασία περιλαμβάνει:

1. Φορτίστε ή αποφορτίστε τα κύτταρα σε ένα καθορισμένο SOC.

2. Αφήστε αρκετό χρόνο για χαλάρωση τάσης.

3. Μετρήστε και καταγράψτε το αρχικό OCV.

4. Αποθηκεύστε τα κύτταρα σε ελεγχόμενη θερμοκρασία.

5. Μετρήστε ξανά το OCV μετά από ένα συμφωνημένο διάστημα.

6. Υπολογίστε τον ρυθμό αποσύνθεσης τάσης, που συχνά εκφράζεται σε mV/ημέρα.

Μια περίοδος παρατήρησης 14–28 ημερών μπορεί να είναι κατάλληλη για ορισμένα έργα. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί επιταχυνόμενος έλεγχος σε υψηλή θερμοκρασία, αλλά τα αποτελέσματα δεν πρέπει να συγκρίνονται απευθείας με δεδομένα θερμοκρασίας δωματίου.

Η τιμή K είναι ευαίσθητη στη θερμοκρασία, το SOC, το χρόνο χαλάρωσης και την ακρίβεια μέτρησης. Όλα τα κύτταρα πρέπει να ελέγχονται υπό τις ίδιες συνθήκες.

Τα ύποπτα ακραία σημεία θα πρέπει να επανεξεταστούν πριν από την τελική απόφαση. Μια μεμονωμένη ασυνήθιστη ένδειξη τάσης μπορεί να προέρχεται από διακύμανση θερμοκρασίας, ελλιπή χαλάρωση ή επαφή μέτρησης και όχι από πραγματικό εσωτερικό ελάττωμα.

7. Επιβεβαιώστε την ιχνηλασιμότητα παρτίδας

Κάθε κύτταρο θα πρέπει να είναι ανιχνεύσιμο σε σχετικές πληροφορίες παραγωγής και επιθεώρησης.

Ανάλογα με το σύστημα του προμηθευτή, αυτό μπορεί να περιλαμβάνει:

• Μοντέλο κυττάρων

• Ημερομηνία παραγωγής

• Αριθμός παρτίδας ή παρτίδας

• Κωδικός QR ή σειριακός αριθμός

• Αποτέλεσμα χωρητικότητας

• OCV

• Αντίσταση AC

• Βαθμός

• Ημερομηνία επιθεώρησης

Η ιχνηλασιμότητα είναι ιδιαίτερα σημαντική όταν ένας πελάτης εγκρίνει μια πιλοτική παρτίδα και αργότερα λαμβάνει μια παραγγελία όγκου. Η σύμβαση θα πρέπει να ορίζει εάν οι κυψέλες χύδην πρέπει να προέρχονται από την ίδια παρτίδα παραγωγής, από ισοδύναμη ειδική παρτίδα ή από ελεγχόμενη διαδικασία παραγωγής που χρησιμοποιεί τα ίδια υλικά και προδιαγραφές.

---

Τρίτο Στάδιο: Πιστοποίηση ασφάλειας και αξιοπιστίας

Η δοκιμή απόδοσης και η πιστοποίηση ασφάλειας εξυπηρετούν διαφορετικούς σκοπούς.

Η τακτική εισερχόμενη επιθεώρηση δεν μπορεί να αντικαταστήσει τις επίσημες δοκιμές ασφάλειας. Ομοίως, μια αναφορά δοκιμής μεταφοράς δεν αποδεικνύει ότι μια κυψέλη είναι κατάλληλη για κάθε εφαρμογή τελικής χρήσης.

Μηχανικές Δοκιμές

Ανάλογα με το ισχύον πρότυπο και το προϊόν, η δοκιμή μπορεί να περιλαμβάνει:

• Δόνηση

• Μηχανικό σοκ

• Συντριβή

• Σύγκρουση

• Πτώση

• Ελεγχόμενη διείσδυση ή άλλη εσωτερική-σύντομη προσομοίωση

Η διείσδυση της βελόνας δεν είναι καθολική απαίτηση για κάθε στοιχείο ιόντων λιθίου ή για κάθε αγορά. Θα πρέπει να περιλαμβάνεται μόνο όταν απαιτείται από το ισχύον πρότυπο, τις προδιαγραφές πελάτη ή την αξιολόγηση κινδύνου.

Περιβαλλοντικές Δοκιμές

Οι πιθανές αξιολογήσεις περιλαμβάνουν:

• Θερμική ανακύκλωση

• Έκθεση σε υψηλή θερμοκρασία

• Προσομοίωση χαμηλής πίεσης

• Έκθεση υγρασίας

• Μακροχρόνια αποθήκευση

• Αξιολόγηση θερμικής διάδοσης σε επίπεδο μονάδας ή πακέτου

Οι κυψέλες θήκης δεν βασίζονται συνήθως σε μια συμβατική κυλινδρική οπή εξαερισμού. Κατά συνέπεια, η δοκιμή πρέπει να παρατηρεί τη διόγκωση του σάκου, τη ρήξη της τσιμούχας, τη διαρροή, τη συμπεριφορά αερισμού, τη φωτιά, την έκρηξη και την απόκριση θερμοκρασίας σύμφωνα με την ισχύουσα μέθοδο δοκιμής.

Δοκιμές κατάχρησης ηλεκτρισμού

Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Εξωτερικό βραχυκύκλωμα

• Υπερφόρτιση

• Αναγκαστική εκκένωση

• Υπερεκφόρτιση

• Μη φυσιολογικό ρεύμα

• Προσομοίωση αστοχίας συστήματος προστασίας

Οι καταστροφικές δοκιμές και οι δοκιμές κατάχρησης θα πρέπει να εκτελούνται από εξειδικευμένο προσωπικό σε κατάλληλα εξοπλισμένο εργαστήριο. Η ακριβής διαδικασία και τα κριτήρια αποδοχής πρέπει να προέρχονται από το ισχύον πρότυπο και όχι από μια αυτοσχέδια εργοστασιακή δοκιμή.

Για τη μεταφορά, τα στοιχεία λιθίου και οι μπαταρίες αξιολογούνται σύμφωνα με το UN 38.3. Οι βιομηχανικές και σταθερές εφαρμογές ενδέχεται να εμπίπτουν σε πρότυπα όπως το IEC 62619, ενώ οι κυψέλες οδικών οχημάτων ενδέχεται να απαιτούν αξιολόγηση σύμφωνα με τη σειρά IEC 62660. Μπορεί επίσης να ισχύουν πρόσθετες εθνικές απαιτήσεις, απαιτήσεις πελατών ή τελικού προϊόντος.

---

Έγγραφα προς επιβεβαίωση πριν από την υπογραφή της μαζικής παραγγελίας

Η δοκιμή της κυψέλης είναι μόνο μέρος της πιστοποίησης του προμηθευτή. Η εμπορική συμφωνία θα πρέπει επίσης να ορίζει ποια έγγραφα θα συνοδεύουν την παραγγελία.

Συνιστώμενη τεκμηρίωση

• Εγκεκριμένο φύλλο δεδομένων

• Ελεγχόμενο μηχανικό σχέδιο

• Αναθεώρηση προδιαγραφών κυψέλης

• Πιστοποιητικό ανάλυσης ή έκθεση επιθεώρησης παρτίδας

• Καταγραφές χωρητικότητας, OCV και αντίστασης

• Πληροφορίες ιχνηλασιμότητας παρτίδων και κωδικών QR

• Δελτίο δεδομένων ασφαλείας

• Περίληψη δοκιμής UN 38.3

• Ισχύουσες εκθέσεις πιστοποίησης

• Προδιαγραφές συσκευασίας

• Οδηγίες αποθήκευσης και μεταφοράς

• Διάρκεια ζωής και συνιστώμενη αποθήκευση SOC

• Όροι εγγύησης

Πληροφορίες υλικού και διαδικασίας

Κατά περίπτωση, ο αγοραστής μπορεί επίσης να ζητήσει:

• Προδιαγραφές laminate θήκης

• Δήλωση υλικού καρτέλας

• Πληροφορίες κατασκευής σφραγίδων

• Δηλώσεις συμμόρφωσης υλικού

• Αρχεία επιθεώρησης ακτίνων Χ ή αξονικής τομογραφίας

• Αρχεία επιθεώρησης συγκόλλησης

• Διαδικασία αλλαγής προμηθευτή-ελέγχου

Ορισμένες λεπτομερείς πληροφορίες υλικού και διαδικασίας ενδέχεται να είναι αποκλειστικές. Στην περίπτωση αυτή, η σύμβαση θα πρέπει τουλάχιστον να απαιτεί από τον προμηθευτή να ειδοποιεί τον πελάτη πριν αλλάξει κρίσιμα υλικά, διαστάσεις, διαδικασίες παραγωγής ή υποπρομηθευτές.

Ακτινογραφία και αξονική τομογραφία

Η ακτινογραφία ή η αξονική τομογραφία μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό εσωτερικών ανωμαλιών όπως:

• Μη ευθυγραμμισμένες στοίβες ηλεκτροδίων

• Διπλωμένα ή κατεστραμμένα στρώματα

• Ελαττώματα συγκόλλησης γλωττίδων

• Μεταλλικά σωματίδια ή γρέζια

• Ακανόνιστη εσωτερική απόσταση

• Δομική παραμόρφωση

Αυτές οι επιθεωρήσεις πραγματοποιούνται συνήθως σε δειγματοληπτική βάση λόγω κόστους και χρόνου δοκιμής. Η συχνότητα δειγματοληψίας πρέπει να αντικατοπτρίζει τον κίνδυνο του έργου και το ιστορικό απόδοσης του προμηθευτή.

---

Βάλτε τα Κριτήρια Αποδοχής στη Σύμβαση

Μια δήλωση όπως 'Κελιά βαθμού Α' δεν αρκεί για μια τεχνική συμφωνία αγοράς.

Η σύμβαση ή η συμφωνία ποιότητας πρέπει να ορίζει:

• Εγκεκριμένο μοντέλο κελιού και αναθεώρηση σχεδίου

• Όρια χωρητικότητας και παράθυρο ομαδοποίησης

• OCV και όρια εσωτερικής αντίστασης

• Ανοχές πάχους και βάρους

• Κριτήρια εμφάνισης

• Όρια αυτοεκφόρτισης ή τιμής Κ

• Μέθοδος δειγματοληψίας

• Κανόνες επανεξέτασης

• Συνθήκες απόρριψης

• Χειρισμός ελαττωματικών κυττάρων

• Ευθύνη αντικατάστασης

• Απαιτήσεις ιχνηλασιμότητας

• Απαιτήσεις ειδοποίησης αλλαγής

• Απαιτούμενες αναφορές και πιστοποιητικά

Είναι επίσης χρήσιμο να διατηρείτε εγκεκριμένα χρυσά δείγματα από το στάδιο της μηχανικής ή πιλοτικής φάσης. Αυτά παρέχουν μια φυσική αναφορά εάν υπάρξει μεταγενέστερη διαφωνία σχετικά με τις διαστάσεις, τις γλωττίδες, τις σφραγίδες, την εμφάνιση ή τη συσκευασία.

---

Μην παραλείπετε την εισερχόμενη επιθεώρηση

Ακόμη και αφού ένας προμηθευτής έχει περάσει την πιστοποίηση, κάθε παράδοση θα πρέπει να λαμβάνει εισερχόμενη επιθεώρηση.

Μια πρακτική εισερχόμενη διαδικασία μπορεί να περιλαμβάνει:

• Επαλήθευση συσκευασίας και ετικέτας

• Επαλήθευση ποσότητας και παρτίδας

• Οπτική επιθεώρηση

• Τυχαίοι έλεγχοι διαστάσεων

• Έλεγχος OCV

• Έλεγχος αντίστασης AC

• Έλεγχοι βάρους

• Δοκιμή χωρητικότητας σε επιλεγμένα κύτταρα

• Ανασκόπηση των δεδομένων CoA και ιχνηλασιμότητας

Τα επίπεδα επιθεώρησης μπορούν να προσαρμοστούν ανάλογα με την απόδοση του προμηθευτή. Ένας νέος προμηθευτής ή μια παρτίδα με προηγούμενες ανωμαλίες μπορεί να απαιτήσει αυστηρή επιθεώρηση, ενώ ένας σταθερός προμηθευτής με ισχυρό ιστορικό μπορεί να δικαιολογήσει ένα μειωμένο σχέδιο.

Ωστόσο, τα κρίσιμα χαρακτηριστικά δεν θα πρέπει να εξαφανιστούν από τον εισερχόμενο έλεγχο απλώς και μόνο επειδή τα προηγούμενα δείγματα είχαν καλή απόδοση.

---

Τελική λίστα ελέγχου πριν από την κυκλοφορία μιας μαζικής παραγγελίας

Πριν εγκρίνετε την παραγωγή όγκου, επιβεβαιώστε ότι:

• Η κυψέλη ταιριάζει στον ηλεκτρικό και μηχανικό σχεδιασμό.

• Η χωρητικότητα και η ενέργεια έχουν επαληθευτεί υπό καθορισμένες συνθήκες.

• Η συνεχής απόδοση και η απόδοση αιχμής ταιριάζουν με την εφαρμογή.

• Το DCIR και η αύξηση της θερμοκρασίας είναι αποδεκτά.

• Η συμπεριφορά σε χαμηλή και υψηλή θερμοκρασία έχει αξιολογηθεί όπου απαιτείται.

• Η αύξηση του πάχους έχει δοκιμαστεί σε ένα αντιπροσωπευτικό εξάρτημα.

• Η ποιότητα της σφραγίδας και της γλωττίδας έχει ελεγχθεί.

• Η συνοχή πιλοτικής παρτίδας είναι αποδεκτή.

• Οι ακραίες τιμές αυτοεκφόρτισης έχουν ελεγχθεί.

• Οι ρυθμίσεις BMS έχουν επικυρωθεί.

• Διατίθενται τα απαραίτητα έγγραφα ασφάλειας και μεταφοράς.

• Η ιχνηλασιμότητα παρτίδας έχει επιβεβαιωθεί.

• Τα κριτήρια αποδοχής αναγράφονται στη σύμβαση αγοράς.

• Η έγκριση δείγματος δεν επιτρέπει ανεξέλεγκτες αλλαγές υλικού ή διαδικασίας.

---

Σύναψη

Κατά την προμήθεια κυψελών θήκης μεγάλου μεγέθους, τα φύλλα δεδομένων είναι το σημείο εκκίνησης και όχι η τελική έγκριση.

Τα δείγματα μηχανικής δείχνουν εάν μια κυψέλη μπορεί να ανταποκριθεί στις βασικές απαιτήσεις απόδοσης και ολοκλήρωσης του έργου. Μια πιλοτική παρτίδα αποκαλύπτει εάν ο προμηθευτής μπορεί να αναπαράγει αυτή την απόδοση με συνέπεια. Οι δοκιμές ασφαλείας, η ιχνηλασιμότητα και μια σαφής συμφωνία ποιότητας καθορίζουν εάν το προϊόν είναι έτοιμο για μακροχρόνια εμπορική χρήση.

Ο πιο πρακτικός κανόνας είναι απλός:

Μην αξιολογείτε μόνο το καλύτερο δείγμα. Αξιολογήστε τη διαδικασία που θα παράγει κάθε κύτταρο στη σειρά.

Η προσεκτική επικύρωση προσθέτει χρόνο και κόστος στην αρχή ενός έργου μπαταρίας, αλλά είναι πολύ λιγότερο δαπανηρή από τον επανασχεδιασμό μιας μονάδας, την ταξινόμηση χιλιάδων κελιών ή τη διαχείριση μιας αστοχίας πεδίου μετά την παράδοση.

Στη Misen Power, υποστηρίζουμε εμπορικά και βιομηχανικά έργα μπαταριών με μεγάλου μεγέθους NMC, LiFePO4, LTO, ημι-στερεά και άλλες επιλογές κυψελών θήκης. Με βάση την τάση, τη χωρητικότητα, το ρεύμα, τις διαστάσεις, το εύρος θερμοκρασίας και την εφαρμογή του πελάτη, μπορούμε να βοηθήσουμε με την επιλογή κυψελών, την αξιολόγηση δειγμάτων, την ταξινόμηση και αντιστοίχιση κυψελών, το συντονισμό BMS και την ενσωμάτωση της μπαταρίας.

Εάν αξιολογείτε κελιά θήκης για ένα νέο έργο ή αντικαθιστάτε ένα μοντέλο κυψέλης που έχει διακοπεί, στείλτε μας τις απαιτήσεις της εφαρμογής σας, το προφίλ φόρτωσης, τις διαθέσιμες διαστάσεις και την εκτιμώμενη ποσότητα. Η ομάδα μας μπορεί να σας βοηθήσει να ελέγξετε τις κατάλληλες επιλογές κυψελών προτού προχωρήσετε σε μαζική παραγγελία.

Συχνές Ερωτήσεις

Πόσα κελιά θήκης πρέπει να ελέγχονται πριν από μια μαζική παραγγελία;

Δεν υπάρχει καθολική ποσότητα δείγματος. Η δοκιμή κυψελών πιλοτικής παρτίδας 30–50 μπορεί να παρέχει μια αρχική άποψη της κατανομής των παραμέτρων, αλλά το τελικό σχέδιο δειγματοληψίας θα πρέπει να λάβει υπόψη το μέγεθος της παρτίδας, τον κίνδυνο εφαρμογής, το κόστος δοκιμής, το ιστορικό προμηθευτή και το συμφωνημένο AQL.

Είναι αρκετή η εσωτερική αντίσταση AC για την αντιστοίχιση κυψελών θήκης;

Η αντίσταση AC είναι χρήσιμη για ταχεία διαλογή, αλλά το DCIR παρέχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την πτώση τάσης και την παραγωγή θερμότητας υπό φορτίο. Τα απαιτητικά πακέτα μπαταριών θα πρέπει να αξιολογούν τη χωρητικότητα, το OCV, την αντίσταση AC, το DCIR και την αυτοεκφόρτιση μαζί.

Ποια είναι η αποδεκτή διαφορά χωρητικότητας μεταξύ των κυψελών θήκης;

Το σωστό εύρος εξαρτάται από την εφαρμογή και τον σχεδιασμό της συσκευασίας. Ένα καλά προσαρμοσμένο πακέτο υψηλής τάσης μπορεί να χρησιμοποιεί ένα στενό παράθυρο ομαδοποίησης, μερικές φορές περίπου ±1%, αλλά αυτό θα πρέπει να συμφωνηθεί σύμφωνα με το μοντέλο κυψέλης και τις συνθήκες δοκιμής αντί να αντιμετωπίζεται ως γενικός κανόνας.

Πόσο καιρό πρέπει να διαρκέσει ένα τεστ αυτοαποφόρτισης;

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί περίοδος 14–28 ημερών για λεπτομερή έλεγχο, αν και η σωστή διάρκεια εξαρτάται από τη χημεία των κυττάρων, το SOC, τη θερμοκρασία και την εγκεκριμένη μέθοδο του προμηθευτή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν βραχύτερες δοκιμές για τον έλεγχο παραγωγής, εάν έχουν συσχετιστεί με μακροπρόθεσμα αποτελέσματα.

Το UN 38.3 αποδεικνύει ότι μια κυψέλη θήκης είναι ασφαλής για χρήση;

Το UN 38.3 σχετίζεται κυρίως με τις δοκιμές μεταφοράς. Οι απαιτήσεις ασφάλειας τελικής χρήσης εξαρτώνται από την εφαρμογή, την αγορά και τα ισχύοντα πρότυπα κυψελών, μπαταρίας ή εξοπλισμού.

Πρέπει να ελέγχονται τα κύτταρα του ασκού με συμπίεση;

Εάν η τελική μονάδα χρησιμοποιεί συμπίεση, συνιστάται η δοκιμή σε αντιπροσωπευτικό εξάρτημα. Η πίεση θα πρέπει να βασίζεται στην καθοδήγηση του κατασκευαστή της κυψέλης και στη σχεδίαση της μονάδας και όχι σε μια καθολική τιμή.

Ποιες πληροφορίες πρέπει να αποστέλλονται σε έναν προμηθευτή κυψελών θήκης;

Παρέχετε την εφαρμογή, την τάση συστήματος, την απαιτούμενη χωρητικότητα, το συνεχές ρεύμα και το ρεύμα αιχμής, τη θερμοκρασία λειτουργίας, τα όρια μεγέθους και βάρους, την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του κύκλου, τις απαιτήσεις BMS, την ποσότητα δείγματος και την εκτιμώμενη ζήτηση όγκου.