Principe de test :Le vieillissement des batteries au lithium-ion est essentiellement le processus de dégradation des performances d'un système chimique soumis à une charge-décharge cyclique ou à des environnements-à température élevée. Cela inclut les dommages à la structure du matériau de l’électrode, la décomposition de l’électrolyte et l’épaississement du film SEI. Les tests de vieillissement accélèrent ces réactions, raccourcissant ainsi le cycle d'évaluation. Par exemple, les environnements à haute température (tels que 55 à 85 degrés) peuvent accélérer les taux de réaction secondaire, ce qui rend plusieurs semaines de tests équivalentes à plusieurs années d'utilisation réelle.
Après l'assemblage, les packs de batteries au lithium-ion doivent subir des tests de vieillissement dans une chambre de vieillissement avant expédition. Il s’agit d’une étape fondamentale et essentielle pour garantir la sécurité, la fiabilité et la stabilité des performances de la batterie. Grâce à des tests tels que la durée de vie, les températures élevées/basses, le stockage et des environnements complets simulés, les défauts potentiels sont révélés rapidement, éliminant les produits défectueux et stabilisant les performances globales de la batterie.
ACEY-BA3020-18machine vieillissante de batterieest conçu pour évaluer les caractéristiques de vieillissement de divers types de batteries, notamment les batteries ternaires, au lithium fer phosphate, au plomb-acide et au nickel-hydrure métallique/nickel-cadmium. Les éléments de test incluent la tension de protection de charge, la tension de protection contre les décharges et la mesure de la capacité. Le système prend en charge quatre types de phases de test : charge, décharge, mise en attente (périodes de repos) et cyclage.
Une batterie au lithium-ion se compose de plusieurs parties, notamment des cellules, un BMS/une carte de protection, des connecteurs, un boîtier et des matériaux auxiliaires. Des défauts cachés peuvent survenir lors de la fabrication. Ces problèmes cachés sont difficiles à détecter au départ mais peuvent rapidement entraîner des dysfonctionnements lors de l’application du produit. La clé des tests de vieillissement est d’exposer tous les défauts avant l’expédition des batteries. Par exemple, au niveau de la cellule, des problèmes cachés tels que des micro-courts-circuits, des dommages au séparateur et une perte de matière active peuvent sembler normaux lors des tests initiaux, mais peuvent facilement entraîner des chutes de capacité, une tension anormale, voire une fuite ou un gonflement dans des conditions de charge cyclique-décharge ou de température- élevée. Au niveau de la structure et des connexions, des problèmes tels qu'une mauvaise soudure, des connexions desserrées ou une résistance de contact excessive peuvent accumuler de la chaleur pendant le vieillissement, provoquant potentiellement une fusion de l'interface, une surchauffe localisée de la batterie et, dans les cas graves, une ablation localisée ou un emballement thermique. La carte de protection BMS peut également présenter des écarts de paramètres, une égalisation anormale ou des interruptions de communication, qui peuvent être déclenchées par des cycles de charge -décharge anormaux pendant le vieillissement. En utilisant des tests composites multi-conditions, y compris des-températures élevées, des-cycles de charge-décharge et un placement statique, le processus de vieillissement amplifie ces risques de défaillance précoces, permettant un dépistage précis des produits défectueux et empêchant les produits de qualité inférieure d'entrer sur le marché et de provoquer des accidents de sécurité ou des anomalies de performances.
Au début, les batteries au lithium-ion présentent souvent des performances instables, en particulier parce que le film SEI des cellules peut ne pas être complètement formé. Après l'assemblage du pack, de légères différences de performances entre les cellules sont inévitables et le processus de vieillissement améliore efficacement les performances. Le film SEI formé après le premier cycle de charge et de décharge d'une cellule peut être lâche et irrégulier. Les cycles de vieillissement utilisant une charge et une décharge à faible courant- peuvent stabiliser le film SEI, réduisant ainsi la dégradation de la capacité lors d'une utilisation ultérieure (empêchant une perte de puissance rapide immédiatement après l'activation par l'utilisateur). Même après un examen initial, plusieurs cellules d'un pack peuvent encore présenter de légères différences en termes de capacité et de résistance interne. Pendant le vieillissement, les cycles de charge et de décharge entraîneront une dégradation plus rapide de la capacité des cellules les plus faibles, facilitant ainsi un étalonnage ultérieur à l'aide de la fonction d'équilibrage du BMS. Cela réduit le risque qu'une seule cellule provoque la défaillance de l'ensemble de la batterie lors d'une utilisation ultérieure.
Les packs de batteries au lithium-ion doivent résister à divers environnements d'application. Les tests de vieillissement simulent des températures élevées/basses, un fonctionnement continu et des scénarios d'utilisation complets pour vérifier l'adaptabilité de la batterie dans différentes conditions. Par exemple, les batteries automobiles doivent résister à des températures élevées/basses. Les chambres de vieillissement peuvent fonctionner à des températures élevées/basses pour tester l'efficacité de charge/décharge de la batterie, la rétention de capacité et l'adaptabilité du BMS à des températures extrêmes (par exemple, si la protection contre les basses températures-est déclenchée par erreur). Les batteries de stockage d'énergie, quant à elles, nécessitent une stabilité de tension à long-terme et un contrôle de l'autodécharge-en charge flottante pour garantir qu'elles ne subissent pas de perte de puissance trop rapide ou de surcharge lors de leur utilisation réelle.
Les normes internationales et nationales, telles que CEI 62133, UN38.3 et GB/T 31467.3, stipulent clairement que les batteries au lithium doivent subir des tests de vieillissement avant de quitter l'usine. Il ne s’agit pas seulement d’une exigence standard obligatoire, mais également d’une mesure cruciale permettant aux entreprises d’assumer la responsabilité de la qualité des produits et de garantir la sécurité des utilisateurs.
En résumé, les tests de vieillissement en chambre constituent le « contrôle ultime » des packs de batteries au lithium avant qu'ils ne quittent l'usine : bien que cette étape nécessite 1-3 jours supplémentaires, elle peut éviter les pannes du produit final et les risques de sécurité à la source et constitue un contrôle de qualité indispensable et une étape essentielle du système de fabrication de l'industrie des batteries au lithium.
