В ежедневието си често влизаме в контакт с батерии за еднократна употреба и вторични батерии. Батериите за еднократна употреба са известни също като първични батерии, т.е. батерии, които не могат да се презареждат, като литиеви първични батерии, сухи батерии и т.н. Вторичните батерии са акумулаторни батерии, известни като литиево-йонни батерии.
Вторична батерия за акумулаторна батерия, нейната производителност включва главно тези аспекти: напрежение, вътрешно съпротивление, капацитет, вътрешно налягане, скорост на саморазреждане, живот на цикъла, ефективност на запечатване, външен вид и други характеристики като презареждане, свръхразреждане, заваряемост, устойчивост на корозия, и т.н.
В тази статия ще вземем литиева батерия като пример, за да представим накратко част от нейната обща надеждност тестове.
Стандарти за изпитване на батерията
Формулирането или преразглеждането на стандартите за литиево-йонни батерии е много активно, което също е пазарът на изискванията за безопасност на литиево-йонните батерии продължава да подобрява нуждите. От друга страна, това също носи по-сериозни предизвикателства пред производителите на батерии, което изисква производителите на батерии постоянно да подобряват нивото на проектиране, производство и тестване.
Понастоящем общите стандарти за изпитване на литиеви батерии са IEC 61960, IEC 60086-4, IEC 62133, JIS C 8714, UL 1642, UL 2054.
Често срещани тестове за надеждност на литиева батерия
1. Тест за жизнен цикъл
Литиево-йонните батерии са известни със своята висока енергийна плътност и дълъг експлоатационен живот, което ги прави идеален избор за много електронни устройства. Въпреки това, като всички батерии, те в крайна сметка ще загубят способността си да задържат заряд с течение на времето. Това влошаване е известно като жизнения цикъл на батерията и е важен фактор, който трябва да се вземе предвид при проектирането и тестването на батерийни системи.
Тестването на цикъла на живот е процес на подлагане на батерия на многократни цикли на зареждане и разреждане, докато достигне края на живота си. Това изпитване може да се проведе в лабораторни условия или при реални условия на употреба, в зависимост от предвиденото приложение на батерията. Няколко фактора могат да повлияят на жизнения цикъл на литиево-йонните батерии, включително температура, скорост на зареждане и дълбочина на разреждане. За да осигурите точни резултати от теста, е важно да контролирате тези фактори по време на процеса на тестване.
2. Тест при висока температура
Понастоящем стандартите за безопасност на литиево-йонните батерии включват главно международни стандарти (като IEC стандарти), национални или регионални стандарти (като JIS, CB, EN стандарти и др.) и индустриални стандарти (като UL, IEEE, SJ, QB стандарти и др.). В тези съществуващи стандарти предписаните методи за изпитване при висока температура включват основно тест за злоупотреба с топлина, тест за температурен цикъл и тест за поставяне при висока температура.
- Тест за злоупотреба с топлина
Методът за изпитване на злоупотреба с топлина, определен от IEC 62133:2002, е да се постави напълно заредена батерия, стабилизирана при стайна температура, в камера с постоянна температура и влажност с естествена или циркулираща въздушна конвекция. Камерата за изпитване се нагрява до 130 градуса ±2 градуса със скорост 5 градуса/мин ±2 градуса/мин. Поддържайте тази температура, спрете теста след 10 минути, проверете дали батерията гори или експлозира. Тестът за злоупотреба с топлина на IEC 62133 е приет от JIS C8712, YD 1268, UL 1642 и други вътрешни и чуждестранни стандарти. Тестът за злоупотреба с топлина обикновено се използва за оценка на безопасността на батерията, когато е поставена при висока температура. Пробата на батерията е в напълно заредено състояние по време на теста и пробата не е заредена или разредена по време на теста.
- Тест за температурен цикъл
Методът за изпитване на температурен цикъл, определен от IEC 62281:2004, е да поставите клетката на батерията или пакета батерии в среда от 75 градуса за най-малко 6 часа и след това в среда от -40 градуса за най-малко 6 часа. Времето за преобразуване между различните температури е не повече от 30 минути, като се извършват общо 10 температурни цикъла. След теста пробата не трябва да се запалва или експлодира и не трябва да има загуба на качество и загуба на напрежение. Тестът за температурен цикъл на IEC 62281 е цитиран от UN 38.3, а методът за изпитване също е приет от EN 62281, CB 21966 и други вътрешни и чуждестранни стандарти. Тестът за температурен цикъл обикновено се използва за симулиране на безопасността на акумулаторна клетка или батериен пакет при условия на множество редуващи се температурни промени по време на транспортиране. По време на теста пробата на батерията беше в напълно заредено състояние и пробата не беше заредена или разредена по време на теста.
- Тест за облекчаване на напрежението при висока температура
Методът за изпитване за елиминиране на високотемпературно напрежение (способността на формования корпус да издържа на висока температура), посочен в IEC 62133:2002, е поставянето на батерията в среда с температура от 70 градуса ±2 градуса за 7 часа. След теста корпусът на батерията не трябва да претърпява физическа деформация, която би разкрила вътрешния състав. Тестът за облекчаване на напрежението на IEC 62133 е приет от EN 62133, JIS C8712 и други стандарти.
Тестът за облекчаване на напрежението при висока температура обикновено се използва за тестване на способността на корпуса на батерията да поддържа целостта в среда с висока температура. По време на теста пробата от батерия е в състояние на пълно зареждане и не се извършва зареждане или разреждане по време на теста.
Въз основа на тестовете, свързани с висока температура в местните и чуждестранните стандарти за литиево-йонни батерии, тестът за злоупотреба с топлина е насочен към способността на ядрото на батерията да издържа на висока температура, температурният цикъл трябва да симулира промяната на температурата в процеса на транспортиране и тестът за облекчаване на напрежението при висока температура се използва само за оценка на способността на формованата обвивка да издържа на висока температура. Пробите са напълно заредени по време на тези тестове и не се извършва зареждане или разреждане по време на тестовете.
LIBКамера за тестване на стабилности Thermal Shock Chamber могат напълно да поддържат температурните тестове, описани по-горе.
Камера за тестване на стабилност
Термошокова камера
3. Тест за потапяне
Като източник на захранване на електрическо превозно средство, безопасността на литиево-йонната система за захранване на батерията пряко влияе върху безопасността на цялото превозно средство. Системата за захранваща батерия трябва да отговаря на стандарта IP67 или по-високи изисквания за водоустойчивост, когато напусне фабриката, но ефективността на уплътняването на частите е трудно да се гарантира, че такова високо ниво на водоустойчивост се поддържа през целия жизнен цикъл и може да има риск от вода .
Метод за изпитване на наводняване на акумулаторната система:
- Свалете горния капак на батерията, свържете с кабелния сноп на превозното средство в действителното състояние на сглобяване на превозното средство и комуникирайте с горната машина;
- Потопете напълно акумулаторната система в солена вода (масовата концентрация е по-малка от 3,5 процента от концентрацията на морска вода, но може да бъде висока в някои райони) и продължете да наблюдавате характеристиките на повредата на акумулаторната система за около 10 минути (по-дълго, ако е възможно);
- Когато характеристиките на повреда са стабилни, повдигнете батерията от водата, за да наблюдавате дали системата на батерията, напоена със солена вода, се появява в дим, огън и други явления в атмосферата;
- Третирайте акумулаторната система според условията на теста (накисване в саламура) и тестът за накисване приключи.
IPX78
ИПХ78
