Wat is het testen van lithiumbatterijen?
Lithiumbatterijen zijn een type batterij dat lithiummetaal of een lithiumlegering gebruikt als positief/negatief elektrodemateriaal en een niet-waterige elektrolytoplossing. Vanwege de zeer reactieve aard van lithiummetaal gelden voor de verwerking, opslag en gebruik van lithiummetaal zeer strenge milieueisen. Testtechnologie voor lithiumbatterijen speelt een cruciale rol in de ontwikkeling van moderne technologie. Het is een sleuteltechnologie die wordt gebruikt om de staat en prestaties van lithiumbatterijen te beoordelen, waardoor hun veiligheid, betrouwbaarheid en levensduur effectief worden verbeterd.
Waarom testen van lithium-ionbatterijen uitvoeren？
Lithium-ionbatterijen, die krachtige, milieuvriendelijke en lichtgewicht energiebronnen zijn, worden op verschillende gebieden op grote schaal gebruikt. Vanwege de unieke kenmerken van lithium-ionbatterijen, zoals capaciteitsvermindering, verhoogde interne weerstand en problemen als oververhitting, kunnen er tijdens het gebruik ervan echter aanzienlijke veiligheidsrisico’s ontstaan. Daarom wordt de testtechnologie voor lithium-ionbatterijen een cruciaal element bij het garanderen van de gebruikersveiligheid en het verbeteren van de batterijprestaties. Regelmatig testen van lithium-ionbatterijen in elektronische apparaten maakt de tijdige identificatie en eliminatie van veiligheidsrisico’s mogelijk, waardoor consumenten op de markt betere batterijonderhouds- en testdiensten krijgen.”
Wat is het testen van lithiumbatterijen?
Lithiumbatterijen zijn een type batterij dat lithiummetaal of een lithiumlegering gebruikt als positief/negatief elektrodemateriaal en een niet-waterige elektrolytoplossing. Vanwege de zeer reactieve aard van lithiummetaal gelden voor de verwerking, opslag en gebruik van lithiummetaal zeer strenge milieueisen. Testtechnologie voor lithiumbatterijen speelt een cruciale rol in de ontwikkeling van moderne technologie. Het is een sleuteltechnologie die wordt gebruikt om de staat en prestaties van lithiumbatterijen te beoordelen, waardoor hun veiligheid, betrouwbaarheid en levensduur effectief worden verbeterd.
Testen van lithium-ionbatterijen: wat kan worden getest?
(1) Levensduur: het aantal cycli dat een lithium-ionbatterij kan ondergaan, geeft aan hoe vaak deze herhaaldelijk kan worden opgeladen en ontladen. Afhankelijk van de verschillende gebruiksomgevingen kunnen lithium-ionbatterijen worden getest op levensduur bij lage, omgevings- en hoge temperaturen.
(2) C-Rate (Rate Capability): Momenteel worden lithium-ionbatterijen niet alleen gebruikt in 3C-toepassingen (computer-, communicatie- en consumentenelektronica), maar ook in stroombatterijen. Elektrische voertuigen hebben bijvoorbeeld verschillende stromen nodig onder verschillende omstandigheden. Naarmate het levenstempo toeneemt en de vraag naar sneller opladen van lithium-ionbatterijen toeneemt, wordt het noodzakelijk om de snelheidsprestaties van lithium-ionbatterijen te testen.
(3) Veiligheidstests: veiligheidsproblemen zijn van het grootste belang voor batterijgebruikers, of het nu gaat om de explosie van smartphonebatterijen of branden in elektrische voertuigen. De veiligheid van lithium-ionbatterijen is een cruciaal aspect dat grondig moet worden onderzocht. Veiligheidstests omvatten overladen, overmatig ontladen, kortsluiting, vallen, verwarming, trillingen, compressie, lekrijden en meer.
(4) Ontlading bij lage en hoge temperaturen: de invloed van de temperatuur op de ontladingsprestaties van batterijen heeft rechtstreeks invloed op de ontladingscapaciteit en de spanning. Naarmate de temperatuur daalt, neemt de interne weerstand van de batterij toe, neemt de elektrochemische reactiesnelheid af en neemt de polarisatieweerstand snel toe. Dit resulteert in een afname van de ontladingscapaciteit en het ontladingsplatform van de batterij, waardoor het vermogen en de energieopbrengst van de batterij worden beïnvloed.”
Testproces voor lithium-ionbatterijen
(1) Open circuit spanning (OCV) testen: In de productielijn van lithium-ion batterijcellen is het meten van de open circuit spanning een cruciale inspectie om defecte producten op te sporen. De spanning van de batterij wanneer deze niet op een belasting is aangesloten, staat bekend als de nullastspanning. Vanwege de zelfontladingskarakteristiek van batterijen neemt de OCV in de loop van de tijd geleidelijk af. Als er een intern defect in de batterij zit, kan dit leiden tot een verhoogde zelfontlading. Op de productielijn worden batterijen met een OCV lager dan de opgegeven waarde gedetecteerd en verwijderd als defecte producten.
(2) Overstroombeveiliging en hersteltesten: ontladingstests met hoge stroomsterkte worden uitgevoerd op smartphonebatterijen met behulp van een elektronische belasting om de interne stroomafsluitfunctie van het beveiligingscircuit te testen. Nadat het ontladingscircuit is uitgeschakeld, wordt de batterij getest om te zien of deze weer normaal kan werken.
(3) Testen van de bedrijfstemperatuur: Wanneer de batterij hoge laad- en ontlaadstromen ervaart, stijgt de interne temperatuur snel, met een verschil van ongeveer 10°C tussen de oppervlakte- en de interne temperatuur. De laadtemperatuur varieert van 0°C tot 40°C, en de ontladingstemperatuur varieert van -10°C tot 55°C. Dit impliceert de noodzaak van nauwkeurig thermisch beheer om de veilige werking van de batterij te garanderen. Hoge temperaturen kunnen leiden tot thermische overstroming en gasontluchting, terwijl lage temperaturen kortsluiting kunnen veroorzaken.
(4) Testen van overladen en overontladen: Bij het testen van overladen wordt de batterij voorzien van een lading die de nominale spanning of stroom overschrijdt, om omstandigheden van overladen te simuleren. Bij het testen van overmatige ontlading wordt de capaciteit van de batterij buiten het nominale bereik uitgeput om omstandigheden van overmatige ontlading te simuleren.
(5) Testen van interne AC-weerstand: Interne weerstand is een cruciale indicator voor het evalueren van de prestaties van lithium-ionbatterijen. Het speelt een belangrijke rol bij het beoordelen van de batterijkwaliteit bij batterijontwerp, productieprocessen, verzendingscontrole, batterijgebruik en overwegingen bij het einde van de levensduur. Hoewel idealiter de interne weerstand van een batterij nul zou moeten zijn, zijn er in werkelijkheid verschillende redenen voor het bestaan ervan. Naarmate de batterij verslechtert, neemt de interne weerstand toe. Op de celproductielijn worden defecte producten gedetecteerd door de interne weerstand van gekwalificeerde producten te vergelijken met de te testen producten. Er zijn twee methoden om de interne weerstand te meten: de wisselstroommethode (AC-IR) en de gelijkstroommethode (DC-IR).
Het testen van batterijen speelt een cruciale rol bij het waarborgen van de kwaliteit en veiligheid van lithium-ionbatterijen, het verlengen van hun levensduur en het bevorderen van de ontwikkeling van toepassingen met lithium-ionbatterijen.
