U svakodnevnom životu često dolazimo u kontakt s jednokratnim baterijama i sekundarnim baterijama. Baterije za jednokratnu upotrebu također su poznate kao primarne baterije, odnosno baterije koje se ne mogu ponovno puniti, kao što su litijeve primarne baterije, suhe baterije itd. Sekundarne baterije su punjive baterije, poznate kao litij-ionske baterije.
Sekundarna baterija za punjivu bateriju, njezina izvedba uglavnom uključuje ove aspekte: napon, unutarnji otpor, kapacitet, unutarnji tlak, stopu samopražnjenja, vijek trajanja, performanse brtvljenja, izgled i druge performanse kao što su prekomjerno punjenje, prekomjerno pražnjenje, zavarljivost, otpornost na koroziju, itd.
U ovom članku uzet ćemo litijevu bateriju kao primjer kako bismo ukratko predstavili neke od njezinih uobičajenih pouzdanosti testovi.
Standardi ispitivanja baterija
Formulacija ili revizija standarda za litij-ionsku bateriju vrlo je aktivna, što je također tržište za sigurnosne performanse litij-ionske baterije i dalje povećavaju potrebu. S druge strane, donosi i ozbiljnije izazove proizvođačima baterija, koji od proizvođača baterija zahtijevaju stalno poboljšavanje razine dizajna, proizvodnje i testiranja.
Trenutno su uobičajeni testni standardi za litijeve baterije IEC 61960, IEC 60086-4, IEC 62133, JIS C 8714, UL 1642, UL 2054.
Uobičajene stavke ispitivanja pouzdanosti litijske baterije
1. Test životnog ciklusa
Litij-ionske baterije poznate su po svojoj visokoj gustoći energije i dugom vijeku trajanja, što ih čini idealnim izborom za mnoge elektroničke uređaje. Međutim, kao i sve baterije, s vremenom će izgubiti sposobnost zadržavanja napunjenosti. Ova degradacija poznata je kao životni ciklus baterije i važan je čimbenik koji treba uzeti u obzir pri projektiranju i testiranju baterijskih sustava.
Testiranje životnog ciklusa je proces podvrgavanja baterije ponovljenim ciklusima punjenja i pražnjenja dok ne dosegne kraj životnog vijeka. Ovo testiranje može se provesti u laboratorijskim uvjetima ili u stvarnim uvjetima uporabe, ovisno o namjeravanoj primjeni baterije. Nekoliko čimbenika može utjecati na vijek trajanja litij-ionskih baterija, uključujući temperaturu, brzinu punjenja i dubinu pražnjenja. Kako bi se osigurali točni rezultati testa, važno je kontrolirati ove čimbenike tijekom procesa testiranja.
2. Ispitivanje visokom temperaturom
Trenutno sigurnosni standardi za litij-ionske baterije uglavnom uključuju međunarodne standarde (kao što su IEC standardi), nacionalne ili regionalne standarde (kao što su JIS, CB, EN standardi itd.) i industrijske standarde (kao što su UL, IEEE, SJ, QB standardi itd.). U ovim postojećim standardima, propisane metode ispitivanja na visokoj temperaturi uglavnom uključuju ispitivanje zlouporabe topline, ispitivanje temperaturnog ciklusa i ispitivanje postavljanja pri visokoj temperaturi.
- Test zlouporabe topline
Metoda ispitivanja zlouporabe topline koju propisuje IEC 62133:2002 je stavljanje potpuno napunjene baterije stabilizirane na sobnoj temperaturi u komoru s konstantnom temperaturom i vlagom s prirodnom ili kružećom zračnom konvekcijom. Ispitna komora se zagrijava do 130 stupnjeva ±2 stupnja brzinom od 5 stupnjeva/min ±2 stupnja/min. Održavajte ovu temperaturu, zaustavite test nakon 10 minuta, provjerite da li baterija gori ili eksplodira. Test zlouporabe topline prema IEC 62133 prihvaćen je od strane JIS C8712, YD 1268, UL 1642 i drugih domaćih i stranih standarda. Test zlouporabe topline općenito se koristi za procjenu sigurnosti baterijske ćelije kada se postavi na visoku temperaturu. Uzorak baterije je u potpuno napunjenom stanju tijekom testa, a uzorak se ne puni niti prazni tijekom testa.
- Ispitivanje temperaturnog ciklusa
Metoda ispitivanja ciklusa temperature koju propisuje IEC 62281:2004 je da se baterijska ćelija ili paket baterija stavi u okolinu od 75 stupnjeva najmanje 6 sati, a zatim u okolinu od -40 stupnjeva najmanje 6 sati. Vrijeme pretvorbe između različitih temperatura nije dulje od 30 min, a provodi se ukupno 10 temperaturnih ciklusa. Nakon ispitivanja, uzorak se ne smije zapaliti ili eksplodirati i ne smije imati gubitak kvalitete i napona. Ispitivanje temperaturnog ciklusa IEC 62281 citirano je iz UN 38.3, a ispitna metoda također je usvojena prema EN 62281, CB 21966 i drugim domaćim i stranim standardima. Test temperaturnog ciklusa općenito se koristi za simulaciju sigurnosti baterijske ćelije ili paketa baterija u uvjetima višestrukih izmjeničnih promjena temperature tijekom transporta. Tijekom testa, uzorak baterije bio je u potpuno napunjenom stanju, a uzorak nije bio napunjen niti ispražnjen tijekom testa.
- Test otklanjanja stresa pri visokoj temperaturi
Metoda ispitivanja za uklanjanje visokotemperaturnog stresa (sposobnost oblikovanog kućišta da izdrži visoku temperaturu) propisana u IEC 62133:2002 je stavljanje baterije u okolinu s temperaturom od 70 stupnjeva ±2 stupnja na 7 sati. Nakon testa, kućište baterije ne bi trebalo biti podvrgnuto fizičkim deformacijama koje bi izložile unutarnji sastav. Test otpuštanja naprezanja IEC 62133 prihvaćen je od strane EN 62133, JIS C8712 i drugih standarda.
Test rasterećenja pri visokoj temperaturi općenito se koristi za testiranje sposobnosti kućišta baterije da održi cjelovitost u okruženju visoke temperature. Tijekom testa, uzorak paketa baterija je u potpuno napunjenom stanju i nema punjenja ili pražnjenja tijekom testa.
Na temelju ispitivanja povezanih s visokom temperaturom u domaćim i stranim standardima za litij-ionske baterije, ispitivanje zlouporabe topline usmjereno je na sposobnost jezgre baterije da izdrži visoku temperaturu, temperaturni ciklus treba simulirati promjenu temperature u procesu transporta, a Visokotemperaturni test rasterećenja koristi se samo za procjenu sposobnosti oblikovane ljuske da izdrži visoke temperature. Uzorci su potpuno napunjeni u vrijeme ovih ispitivanja, a tijekom ispitivanja se ne vrši nikakvo punjenje ili pražnjenje.
LIBKomora za ispitivanje stabilnostii Thermal Shock Chamber mogu u potpunosti podržati gore opisana temperaturna ispitivanja.
Komora za ispitivanje stabilnosti
Komora toplinskog šoka
3. Ispitivanje uranjanjem
Kao izvor energije električnog vozila, sigurnost sustava litij-ionske baterije izravno utječe na sigurnost cijelog vozila. Sustav energetskih baterija trebao bi zadovoljiti standard IP67 ili više zahtjeve za vodootpornost kada napušta tvornicu, ali je teško osigurati da se tako visoka razina vodootpornosti zadrži tijekom cijelog životnog ciklusa, a može postojati rizik od vode .
Metoda ispitivanja preplavljenosti sustava baterija:
- Uklonite gornji poklopac baterije, povežite se s kabelskim snopom vozila u stvarnom stanju sklopa vozila i komunicirajte s gornjim strojem;
- Potpuno potopite baterijski sustav u slanu vodu (masena koncentracija je manja od 3,5 posto koncentracije morske vode, ali može biti visoka u nekim područjima) i nastavite promatrati karakteristike kvara baterijskog sustava oko 10 minuta (dulje ako je moguće);
- Kada su karakteristike kvara stabilne, podignite bateriju iz vode kako biste promatrali pojavljuje li se baterijski sustav natopljen slanom vodom u dimu, vatri i drugim pojavama u atmosferi;
- Tretirajte baterijski sustav u skladu s uvjetima ispitivanja (natapanje slanom vodom) i ispitivanje natapanja je gotovo.
IPX78
IPX78
