Vistas: 10 Autor: Editor del sitio Hora de publicación: 2026-07-28 Origen: Sitio
Una celda de bolsa de gran formato puede verse excelente en una hoja de datos y aun así ser la celda incorrecta para un paquete de baterías de producción.
La capacidad nominal puede ser correcta, pero la caída de voltaje podría ser demasiado alta bajo carga. Unas pocas muestras pueden funcionar bien, mientras que el lote de producción muestra una distribución más amplia en capacidad o resistencia interna. La celda también puede ajustarse al dibujo inicial pero expandirse más allá del espacio disponible del módulo después de ciclos repetidos.
Estos problemas se vuelven más serios a medida que aumentan la capacidad de la celda y el voltaje del paquete. Una celda débil en una cadena en serie de alto voltaje puede limitar la capacidad utilizable, activar una protección BMS temprana o crear un punto caliente inesperado. Los problemas mecánicos, como pestañas dañadas, sellos débiles e hinchazón incontrolada, pueden ser aún más difíciles de corregir una vez que la estructura del módulo ha entrado en producción.
Por esta razón, la adquisición de células en bolsa de gran formato no debe pasar directamente de la revisión de la hoja de datos a una compra al por mayor. Un proceso más confiable incluye tres etapas:
Validación de muestras de ingeniería
Evaluación de consistencia del lote piloto
Seguridad, documentación y aprobación de entrega.
Esta guía explica qué deben comprobar los integradores de baterías, los OEM y los equipos de adquisiciones en cada etapa.
Antes de que comiencen las pruebas, el comprador y el proveedor deben acordar los requisitos operativos reales.
Como mínimo, la hoja de requisitos debe incluir:
Tensión nominal y máxima del paquete
Capacidad requerida y energía utilizable.
Configuración serie-paralelo
Corriente normal de carga y descarga.
Corriente máxima y duración máxima
Temperatura de funcionamiento y almacenamiento
Dimensiones disponibles de celdas y módulos
Límite de peso
Ciclo de vida esperado
Método de enfriamiento
Estructura de compresión
Límites de voltaje y temperatura del BMS
Funciones de comunicación necesarias
Requisitos de certificación y solicitud de destino
Cantidades de muestra y de pedido anual
Sin esta información, un laboratorio puede confirmar que una celda cumple con su hoja de datos y no puede confirmar que sea adecuada para el sistema de batería previsto.
Una prueba de descarga de 1C, por ejemplo, dice poco acerca de un proyecto que opera a 0,3C continuamente pero experimenta picos de energía cortos de 4C. Del mismo modo, un resultado de capacidad a temperatura ambiente no responde si la celda puede soportar un sistema de almacenamiento de energía al aire libre o un vehículo de clima frío.
Esta etapa puede denominarse etapa de muestra A o muestra B en algunos programas de desarrollo, aunque la terminología varía entre empresas.
Su propósito es responder a dos preguntas:
¿La celda ofrece el rendimiento afirmado por el proveedor?
¿Sigue siendo adecuado en las condiciones reales de funcionamiento del cliente?
Comience con la celda física antes de realizar pruebas eléctricas.
Controlar:
Modelo de celda y código de producción.
Química y tensión nominal.
Largo, ancho y espesor inicial
Posición de la pestaña, ancho, grosor y polaridad.
Material de la pestaña
Peso celular
Estado de la superficie de la bolsa
Bordes de sellado y dimensiones de plegado.
Película aislante y protectora.
Fecha de fabricación y número de lote.
Las dimensiones deben medirse utilizando un método acordado. Esto es especialmente importante para el espesor porque la presión de medición puede afectar el resultado.
El cliente también deberá confirmar si las dimensiones mostradas en el plano se refieren a una celda nueva, a una celda en un estado de carga definido o al espesor máximo esperado durante el servicio.
Para proyectos de reemplazo, igualar la capacidad nominal no es suficiente. La posición de la pestaña, el espesor de la celda, el rango de voltaje, la superficie de contacto térmico y los requisitos de compresión también deben ajustarse al módulo existente.
La capacidad debe probarse bajo las condiciones de referencia especificadas por el proveedor antes de pasar a condiciones específicas de la aplicación.
Registro:
Corriente de carga
Tensión de corte de carga
Corriente de terminación de voltaje constante
tiempo de descanso
Corriente de descarga
Tensión de corte de descarga
Temperatura de la cámara
Capacidad medida en Ah
Energía entregada en Wh
Coulombiano y eficiencia energética.
Probar sólo la capacidad en amperios-hora puede ser engañoso. Dos celdas pueden ofrecer resultados Ah similares pero energía utilizable diferente porque sus curvas de voltaje son diferentes.
Después de la prueba de referencia, repita la evaluación en los niveles actuales esperados en la aplicación real. Los programas típicos pueden incluir 0,5 C, 1 C y una tasa más alta, pero los puntos de prueba finales deben provenir del perfil de carga del cliente en lugar de una lista de verificación genérica.
La resistencia de CA es útil para el control rápido de la producción, pero no describe completamente la caída de voltaje y la generación de calor bajo una carga real.
Por lo tanto, la resistencia interna de CC, o DCIR, debe medirse utilizando un pulso de corriente definido en condiciones controladas. Los puntos SOC útiles pueden incluir 20%, 50% y 80%.
El informe de prueba debe indicar:
Iniciando SOC
Temperatura celular
Corriente de pulso
Duración del pulso
Puntos de muestreo de tensión
Método de cálculo DCIR
Tiempo de recuperación entre pulsos.
DCIR normalmente cambia con el SOC, la temperatura y el envejecimiento. Comparar valores medidos en diferentes condiciones puede generar una conclusión falsa.
Para aplicaciones de alta potencia, el resultado más importante no es necesariamente el valor de resistencia más bajo. El comprador debe confirmar que la caída de voltaje y el aumento de temperatura siguen siendo aceptables durante el evento de carga máxima real.
Las pruebas de temperatura deben reflejar el entorno operativo previsto y permanecer dentro de los límites declarados por el fabricante de la celda.
Un proyecto puede evaluar el rendimiento de la descarga a temperaturas como -20 °C o 55 °C, pero estas no deben tratarse como puntos de prueba universales para cada celda de bolsa.
Los resultados importantes incluyen:
Capacidad disponible
Retención de energía
Meseta de voltaje
DCIR
Capacidad de potencia máxima
Aumento de temperatura
Aceptación de cargo
Recuperación después de volver a la temperatura ambiente.
La carga a baja temperatura requiere especial cuidado. Es posible que no sea seguro cargar una celda que puede descargarse a baja temperatura a la misma temperatura sin reducción de corriente, precalentamiento u otra estrategia de control.
Se espera algún cambio de espesor durante el ciclo en las células de la bolsa. La cuestión de ingeniería es si sigue siendo compatible con la estructura del módulo.
La prueba debe definir:
SOC inicial y espesor
Fuerza de medición
Método de fijación o compresión.
Precarga o presión aplicada
Condiciones de carga y descarga
Temperatura celular
Número de ciclos
Espesor en puntos SOC seleccionados
Cambio de espesor permanente después del descanso.
En algunos programas de desarrollo se puede utilizar una precarga como 0,05–0,1 MPa, pero no es un valor universal. El nivel de compresión correcto depende de la química de la celda, la construcción, el área de superficie y las recomendaciones del fabricante.
Probar la celda libremente sin un dispositivo puede no representar su comportamiento dentro de un módulo real. Por otro lado, el uso de una compresión excesiva puede ocultar temporalmente la expansión y al mismo tiempo aumentar la tensión mecánica.
Por lo tanto, el dispositivo de validación debe parecerse lo más posible al módulo previsto.
Los sellos superior y lateral protegen los electrodos y el electrolito de la humedad y la contaminación. Un sellado débil puede eventualmente provocar generación de gas, fugas, corrosión o pérdida prematura de capacidad.
Dependiendo del proyecto y la capacidad del proveedor, la evaluación del sello puede incluir:
Inspección visual
Medición del ancho del sello
Prueba de resistencia al pelado
Pruebas de fugas
Prueba de fuga de helio
Almacenamiento a alta temperatura
exposición a la humedad
Inspección de contaminación de electrolitos.
El proveedor debe proporcionar el método de prueba aplicable y los criterios de aceptación. Los compradores deben evitar comparar números de resistencia del sello de diferentes proveedores a menos que la preparación de la muestra y el método de prueba sean equivalentes.
Las celdas de gran capacidad pueden transportar una corriente sustancial a través de áreas de conexión relativamente pequeñas. Una soldadura deficiente, una resistencia de contacto excesiva o un diseño incorrecto de la barra colectora pueden crear un punto caliente local incluso cuando el cuerpo de la celda permanece dentro de un rango de temperatura normal.
Durante la prueba de carga, mida la temperatura en:
Pestaña positiva
Pestaña negativa
Conexión soldada
Interfaz de barra colectora
centro celular
Borde de la celda
Punto activo esperado del módulo
El dispositivo de prueba debe utilizar un método de conexión representativo del paquete final. Las abrazaderas temporales o los cables de tamaño insuficiente pueden agregar resistencia y distorsionar el resultado.
Después de la prueba, inspeccione las pestañas para detectar decoloración, grietas, deformaciones, áreas de sello dañadas y soldaduras debilitadas.
La validación del ciclo de vida completo puede llevar meses, por lo que debe comenzar lo antes posible.
La prueba debe definir:
ventana SOC
Profundidad de descarga
Corriente de carga y descarga
Temperatura
Método de compresión
Periodos de descanso
Capacidad al final de su vida útil
Límite de crecimiento de resistencia
Límite de crecimiento de espesor
Los resultados del ciclo temprano pueden ayudar a identificar calor anormal, crecimiento rápido de resistencia o hinchazón excesiva. Sin embargo, una prueba breve no puede demostrar un ciclo de vida prolongado. El ciclo a largo plazo debería continuar mientras avanzan las etapas posteriores del proyecto.
Las buenas muestras de ingeniería no garantizan un lote de producción consistente.
Para una batería, la distribución del rendimiento suele ser más importante que el mejor resultado individual. Una cadena de células bien emparejadas suele funcionar mejor que una cadena que contiene una mezcla de células inusualmente fuertes y débiles.
Probar de 30 a 50 células del mismo lote piloto puede proporcionar una visión temprana útil de la distribución de parámetros. Sin embargo, el tamaño de muestra correcto depende de:
Tamaño del lote
Riesgo de aplicación
Historia del proveedor
Costo de la prueba
Si la prueba es destructiva
AQL acordado
Requisitos regulatorios y del cliente
Para la aceptación formal del lote, el comprador debe utilizar un plan de muestreo estadístico acordado en lugar de tratar 30 o 50 celdas como regla universal.
Las muestras deben seleccionarse de todo el lote, no de una sola caja o de una parte del ciclo de producción.
Para cada parámetro, registre:
Significar
Mínimo y máximo
Rango
Desviación estándar
Valores atípicos
Posición dentro de la especificación acordada
Cp y Cpk pueden ser útiles para evaluar la capacidad del proceso, pero sólo cuando el proceso es razonablemente estable y los límites de especificación están claramente definidos. Un valor de Cpk calculado a partir de un grupo pequeño y no representativo puede generar una confianza falsa.
El objetivo es entender si el proveedor tiene un proceso controlado, no simplemente producir una hoja de cálculo atractiva.
La resistencia OCV y AC son prácticas para una rápida inspección entrante y agrupación de células. DCIR proporciona más información sobre el comportamiento bajo carga.
Todas las medidas deben utilizar lo mismo:
SOC
tiempo de descanso
Temperatura celular
Instrumento
Frecuencia, para resistencia CA
Método de contacto
Pulso de corriente, para DCIR
Grandes diferencias pueden causar caídas de voltaje desiguales, generación de calor y capacidad utilizable durante el funcionamiento del paquete.
La distribución aceptable debe definirse según el modelo de celda, la configuración del paquete y la aplicación. Un paquete en serie de alto voltaje puede requerir una combinación más estrecha que una aplicación de celda única de menor riesgo.
La coincidencia de capacidad es importante porque la celda de menor capacidad puede limitar la energía utilizable de una cadena en serie.
Se puede utilizar una tolerancia dentro de ±1% como objetivo para celdas estrechamente coincidentes en algunos proyectos exigentes, pero no debe presentarse como un límite de aceptación universal. El comprador y el proveedor deben acordar:
Condiciones de prueba
Capacidad nominal
Capacidad mínima aceptable
Ventana de agrupación
Tratamiento de celdas con exceso de capacidad.
Procedimiento de repetición de prueba
Reglas de rechazo de valores atípicos
Las celdas deben calificarse utilizando datos de prueba comparables, no una combinación de registros de proveedores y resultados de clientes obtenidos en diferentes condiciones.
El peso y el espesor son indicadores útiles de apoyo a la estabilidad del proceso.
Los resultados anormales pueden indicar una variación en:
Llenado de electrolitos
Carga de electrodos
Laminación
Generación de gas
Estructura del sello
Formación de bolsas
control dimensional
Estos indicadores no pueden diagnosticar un defecto por sí solos, pero no se deben ignorar los valores atípicos inexplicables.
Las pruebas de autodescarga ayudan a identificar células con microcortos, contaminación, daños en el separador u otros defectos latentes.
Un proceso típico incluye:
Cargue o descargue las celdas a un SOC definido.
Deje suficiente tiempo para que se relaje el voltaje.
Mida y registre el OCV inicial.
Almacene las células a una temperatura controlada.
Mida el OCV nuevamente después de un intervalo acordado.
Calcule la tasa de caída de voltaje, a menudo expresada en mV/día.
Para algunos proyectos puede ser apropiado un período de observación de 14 a 28 días. También se puede utilizar la detección acelerada a temperatura elevada, pero los resultados no deben compararse directamente con los datos de temperatura ambiente.
El valor K es sensible a la temperatura, SOC, tiempo de relajación y precisión de la medición. Todas las células deben probarse en las mismas condiciones.
Los valores atípicos sospechosos deben volver a analizarse antes de tomar una decisión final. Una única lectura de voltaje inusual puede deberse a una variación de temperatura, una relajación incompleta o un contacto de medición en lugar de un verdadero defecto interno.
Cada celda debe ser rastreable hasta información relevante de producción e inspección.
Dependiendo del sistema del proveedor, esto puede incluir:
modelo celular
fecha de producción
Número de lote o lote
Código QR o número de serie
Resultado de capacidad
OCV
resistencia CA
Calificación
Fecha de inspección
La trazabilidad es particularmente importante cuando un cliente aprueba un lote piloto y luego recibe un pedido por volumen. El contrato debe definir si las celdas a granel deben provenir del mismo lote de producción, de un lote calificado equivalente o de un proceso de producción controlado que utilice los mismos materiales y especificaciones.
Las pruebas de rendimiento y la calificación de seguridad tienen diferentes propósitos.
La inspección entrante de rutina no puede reemplazar las pruebas de seguridad formales. Del mismo modo, un informe de prueba de transporte no demuestra que una celda sea adecuada para cada aplicación de uso final.
Dependiendo de la norma y el producto aplicables, las pruebas pueden incluir:
Vibración
Choque mecánico
Aplastar
Impacto
Gota
Penetración controlada u otra simulación interna corta
La penetración de agujas no es un requisito universal para todas las celdas de iones de litio ni para todos los mercados. Sólo debe incluirse cuando así lo requiera la norma aplicable, la especificación del cliente o la evaluación de riesgos.
Las posibles evaluaciones incluyen:
Ciclismo térmico
Exposición a altas temperaturas
Simulación de baja presión
exposición a la humedad
Almacenamiento a largo plazo
Evaluación de la propagación térmica a nivel de módulo o paquete.
Las celdas de bolsa normalmente no dependen de un respiradero de seguridad cilíndrico convencional. Por lo tanto, la prueba debe observar la hinchazón de la bolsa, la ruptura del sello, las fugas, el comportamiento de ventilación, el fuego, la explosión y la respuesta de la temperatura de acuerdo con el método de prueba aplicable.
Estos pueden incluir:
Cortocircuito externo
Sobrecargar
alta forzada
Sobredescarga
corriente anormal
Simulación de falla del sistema de protección
Las pruebas destructivas y de abuso deben ser realizadas por personal calificado en un laboratorio debidamente equipado. El procedimiento exacto y los criterios de aceptación deben provenir de la norma aplicable, no de una prueba de fábrica improvisada.
Para el transporte, las pilas y baterías de litio se evalúan según ONU 38.3. Las aplicaciones industriales y estacionarias pueden estar dentro de estándares como IEC 62619, mientras que las celdas de vehículos de carretera pueden requerir evaluación según la serie IEC 62660. También pueden aplicarse requisitos adicionales nacionales, del cliente o del producto final.
Probar la celda es sólo una parte de la calificación del proveedor. El acuerdo comercial también debe definir qué documentación acompañará al pedido.
Hoja de datos aprobada
Dibujo mecánico controlado
Revisión de la especificación de la celda.
Certificado de Análisis o informe de inspección de lote
Registros de capacidad, OCV y resistencia.
Información de trazabilidad de lotes y códigos QR
Ficha de datos de seguridad
Resumen de la prueba ONU 38.3
Informes de certificación aplicables
Especificación de embalaje
Instrucciones de almacenamiento y transporte.
Vida útil y almacenamiento recomendado SOC
Términos de garantía
En su caso, el comprador también podrá solicitar:
Especificación de laminado de bolsa
Declaración de material de pestaña
Información sobre la construcción del sello
Declaraciones de cumplimiento de materiales
Registros de inspección por rayos X o tomografía computarizada
Registros de inspección de soldadura
Procedimiento de control de cambios de proveedores
Parte de la información detallada sobre materiales y procesos puede ser de propiedad exclusiva. En ese caso, el contrato debería al menos exigir que el proveedor notifique al cliente antes de cambiar materiales, dimensiones, procesos de producción o subproveedores críticos.
La inspección por rayos X o tomografía computarizada puede ayudar a identificar anomalías internas como:
Pilas de electrodos desalineadas
Capas dobladas o dañadas
Defectos de soldadura de pestañas
Partículas metálicas o rebabas.
Espaciado interno irregular
Deformación estructural
Estas inspecciones generalmente se realizan por muestreo debido al costo y al tiempo de prueba. La frecuencia de muestreo debe reflejar el riesgo del proyecto y el historial de desempeño del proveedor.
Una declaración como 'Celdas de grado A' no es suficiente para un acuerdo de compra técnica.
El contrato o acuerdo de calidad debe definir:
Modelo de celda aprobado y revisión de dibujo.
Límites de capacidad y ventana de agrupación
OCV y límites de resistencia interna
Tolerancias de espesor y peso.
Criterios de apariencia
Límites de autodescarga o valor K
Método de muestreo
Reglas de repetición
Condiciones de rechazo
Manejo de células defectuosas.
Responsabilidad de reemplazo
Requisitos de trazabilidad
Requisitos de notificación de cambios
Informes y certificados requeridos.
También es útil conservar muestras doradas aprobadas de la etapa piloto o de ingeniería. Estos proporcionan una referencia física si posteriormente hay un desacuerdo sobre dimensiones, pestañas, sellos, apariencia o embalaje.
Incluso después de que un proveedor haya pasado la calificación, cada entrega debe recibir una inspección de entrada.
Un proceso entrante práctico puede incluir:
Verificación de embalaje y etiquetas.
Verificación de cantidades y lotes
Inspección visual
Controles dimensionales aleatorios
cribado de OCV
cribado de resistencia CA
controles de peso
Pruebas de capacidad en celdas seleccionadas
Revisión de datos de CoA y trazabilidad
Los niveles de inspección se pueden ajustar según el desempeño del proveedor. Un nuevo proveedor o un lote con anomalías previas pueden requerir una inspección más estricta, mientras que un proveedor estable con una sólida trayectoria puede justificar un plan reducido.
Sin embargo, las características críticas no deberían desaparecer del control entrante simplemente porque las muestras anteriores obtuvieron buenos resultados.
Antes de aprobar la producción en volumen, confirme que:
La celda se ajusta al diseño eléctrico y mecánico.
La capacidad y la energía se han verificado en condiciones definidas.
El rendimiento continuo y de corriente máxima se adapta a la aplicación.
DCIR y aumento de temperatura son aceptables.
Cuando fue necesario, se evaluó el comportamiento a bajas y altas temperaturas.
El crecimiento del espesor se ha probado en un dispositivo representativo.
Se ha revisado la calidad del sello y la pestaña.
La consistencia del lote piloto es aceptable.
Se han examinado los valores atípicos de autodescarga.
La configuración de BMS ha sido validada.
Los documentos de seguridad y transporte necesarios están disponibles.
Se ha confirmado la trazabilidad del lote.
Los criterios de aceptación están escritos en el acuerdo de compra.
La aprobación de muestras no permite cambios incontrolados de materiales o procesos.
Cuando se obtienen celdas tipo bolsa de gran formato, las hojas de datos son el punto de partida, no la aprobación final.
Las muestras de ingeniería muestran si una celda puede cumplir con los requisitos básicos de integración y rendimiento del proyecto. Un lote piloto revela si el proveedor puede reproducir ese desempeño de manera consistente. Las pruebas de seguridad, la trazabilidad y un acuerdo de calidad claro determinan si el producto está listo para su uso comercial a largo plazo.
La regla más práctica es simple:
No evalúes sólo la mejor muestra. Evalúe el proceso que producirá cada celda del pedido.
Una validación cuidadosa agrega tiempo y costo al comienzo de un proyecto de batería, pero es mucho menos costosa que rediseñar un módulo, clasificar miles de celdas o gestionar una falla en el campo después de la entrega.
En Misen Power, apoyamos proyectos de baterías comerciales e industriales con opciones de celdas tipo bolsa NMC, LiFePO4, LTO, semisólidas y otras de gran formato. Según el voltaje, la capacidad, la corriente, las dimensiones, el rango de temperatura y la aplicación del cliente, podemos ayudar con la selección de celdas, evaluación de muestras, clasificación y coincidencia de celdas, coordinación de BMS e integración de paquetes de baterías.
Si está evaluando celdas de bolsa para un nuevo proyecto o reemplazando un modelo de celda descontinuado, envíenos los requisitos de su aplicación, perfil de carga, dimensiones disponibles y cantidad estimada. Nuestro equipo puede ayudarlo a revisar las opciones de celdas adecuadas antes de realizar un pedido al por mayor.
No existe una cantidad de muestra universal. Probar entre 30 y 50 celdas de lotes piloto puede proporcionar una visión inicial de la distribución de parámetros, pero el plan de muestreo final debe considerar el tamaño del lote, el riesgo de la aplicación, el costo de la prueba, el historial del proveedor y el AQL acordado.
La resistencia de CA es útil para una detección rápida, pero DCIR proporciona más información sobre la caída de voltaje y la generación de calor bajo carga. Los paquetes de baterías exigentes deben evaluar la capacidad, OCV, resistencia de CA, DCIR y autodescarga en conjunto.
El rango correcto depende de la aplicación y del diseño del paquete. Un paquete de alto voltaje estrechamente emparejado puede utilizar una ventana de agrupación estrecha, a veces alrededor de ±1%, pero esto debe acordarse según el modelo de celda y las condiciones de prueba en lugar de tratarse como una regla universal.
Se puede utilizar un período de 14 a 28 días para realizar una detección detallada, aunque la duración correcta depende de la química celular, el COS, la temperatura y el método aprobado por el proveedor. Se pueden utilizar pruebas más cortas para la selección de producción si se han correlacionado con resultados a más largo plazo.
No. ONU 38.3 está asociado principalmente con las pruebas de transporte. Los requisitos de seguridad para el uso final dependen de la aplicación, el mercado y los estándares aplicables de celdas, baterías o equipos.
Si el módulo final utiliza compresión, se recomienda encarecidamente realizar pruebas en un dispositivo representativo. La presión debe basarse en las instrucciones del fabricante de la celda y en el diseño del módulo, en lugar de en un valor universal.
Proporcione la aplicación, el voltaje del sistema, la capacidad requerida, la corriente continua y máxima, la temperatura de funcionamiento, los límites de tamaño y peso, el ciclo de vida esperado, los requisitos de BMS, la cantidad de muestra y la demanda de volumen estimada.
