Nguyên tắc kiểm tra:Sự lão hóa của pin lithium{0}}ion về cơ bản là quá trình suy giảm hiệu suất của hệ thống hóa học trong môi trường-xả sạc theo chu kỳ hoặc môi trường nhiệt độ-cao. Điều này bao gồm hư hỏng cấu trúc vật liệu điện cực, phân hủy chất điện phân và làm dày màng SEI. Thử nghiệm lão hóa làm tăng tốc các phản ứng này, rút ngắn chu trình đánh giá. Ví dụ: môi trường có nhiệt độ-cao (chẳng hạn như 55 độ -85 độ ) có thể đẩy nhanh tốc độ phản ứng phụ, khiến vài tuần thử nghiệm tương đương với vài năm sử dụng thực tế.
Sau khi lắp ráp, bộ pin lithium{0}}ion phải trải qua quá trình kiểm tra lão hóa trong buồng lão hóa trước khi xuất xưởng. Đây là bước cơ bản và cốt lõi nhằm đảm bảo độ an toàn, độ tin cậy và tính ổn định về hiệu suất của bộ pin. Thông qua các thử nghiệm như vòng đời, nhiệt độ cao/thấp, bảo quản và môi trường mô phỏng toàn diện, các khiếm khuyết tiềm ẩn sẽ sớm được phát hiện, loại bỏ các sản phẩm bị lỗi và ổn định hiệu suất tổng thể của bộ pin.
ACEY-BA3020-18máy lão hóa pinđược thiết kế để đánh giá các đặc tính lão hóa của nhiều loại pin khác nhau, bao gồm cả ba loại pin, lithium sắt photphat, axit chì-và niken-hydrua/niken kim loại-cadmium. Các hạng mục kiểm tra bao gồm điện áp bảo vệ sạc, điện áp bảo vệ phóng điện và đo công suất. Hệ thống hỗ trợ bốn loại giai đoạn thử nghiệm: sạc, xả, xếp giá (thời gian nghỉ) và đạp xe.
Bộ pin lithium{0}}ion bao gồm nhiều bộ phận, bao gồm pin, BMS/bảng bảo vệ, đầu nối, vỏ và vật liệu phụ trợ. Những khiếm khuyết tiềm ẩn có thể xảy ra trong quá trình sản xuất. Những vấn đề tiềm ẩn này ban đầu khó phát hiện nhưng có thể nhanh chóng dẫn đến trục trặc trong quá trình ứng dụng sản phẩm. Chìa khóa của việc kiểm tra lão hóa là phát hiện ra tất cả các khuyết tật trước khi gói pin được vận chuyển. Ví dụ: ở cấp độ tế bào, các sự cố tiềm ẩn như đoản mạch vi-, hư hỏng dải phân cách và sự bong ra vật liệu hoạt động có thể xuất hiện bình thường trong thử nghiệm ban đầu nhưng có thể dễ dàng dẫn đến giảm công suất, điện áp bất thường hoặc thậm chí rò rỉ hoặc phồng lên trong điều kiện-phóng điện theo chu kỳ hoặc{7}}nhiệt độ cao. Ở cấp độ cấu trúc và kết nối, các vấn đề như hàn kém, kết nối lỏng lẻo hoặc điện trở tiếp xúc quá mức có thể tích tụ nhiệt trong quá trình lão hóa, có khả năng gây nóng chảy giao diện, quá nhiệt cục bộ của bộ pin và trong trường hợp nghiêm trọng là hiện tượng hao mòn cục bộ hoặc thoát nhiệt. Bảng bảo vệ BMS cũng có thể có sai lệch thông số, cân bằng bất thường hoặc gián đoạn giao tiếp, có thể do chu kỳ phóng điện bất thường trong quá trình lão hóa. Bằng cách sử dụng thử nghiệm tổng hợp nhiều{12}}điều kiện, bao gồm nhiệt độ cao, phóng điện nhiều{14}}chu kỳ và vị trí tĩnh, quy trình lão hóa sẽ khuếch đại những rủi ro hỏng hóc sớm này, cho phép sàng lọc chính xác các sản phẩm bị lỗi và ngăn chặn các sản phẩm kém chất lượng xâm nhập thị trường và gây ra tai nạn về an toàn hoặc hoạt động bất thường.
Trong giai đoạn đầu, bộ pin lithium{0}}ion thường có hiệu suất không ổn định, đặc biệt do màng SEI của pin có thể chưa được hình thành đầy đủ. Sau khi lắp ráp gói, sự khác biệt nhỏ về hiệu suất giữa các tế bào là không thể tránh khỏi và quá trình lão hóa sẽ cải thiện hiệu suất một cách hiệu quả. Màng SEI được hình thành sau chu kỳ sạc và xả đầu tiên của pin có thể bị lỏng và không đồng đều. Chu kỳ lão hóa sử dụng dòng điện-thấp có thể ổn định màng SEI, giảm sự suy giảm công suất trong quá trình sử dụng tiếp theo (ngăn chặn tình trạng mất điện nhanh chóng ngay khi người dùng kích hoạt). Ngay cả sau khi sàng lọc ban đầu, nhiều tế bào trong một gói vẫn có thể có những khác biệt nhỏ về công suất và điện trở trong. Trong quá trình lão hóa, chu kỳ sạc và xả sẽ khiến các tế bào yếu hơn có biểu hiện suy giảm công suất nhanh hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc hiệu chỉnh thêm bằng chức năng cân bằng của BMS. Điều này giúp giảm nguy cơ một tế bào duy nhất khiến toàn bộ bộ pin bị hỏng trong quá trình sử dụng tiếp theo.
Bộ pin lithium{0}}ion cần có khả năng chịu được các môi trường ứng dụng đa dạng. Các thử nghiệm lão hóa mô phỏng nhiệt độ cao/thấp, hoạt động liên tục và các tình huống sử dụng toàn diện để xác minh khả năng thích ứng của bộ pin trong các điều kiện khác nhau. Ví dụ, ắc quy ô tô cần chịu được nhiệt độ cao/thấp. Buồng lão hóa có thể quay vòng ở nhiệt độ cao/thấp để kiểm tra hiệu suất sạc/xả của bộ pin, khả năng duy trì công suất và khả năng thích ứng của BMS trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt (ví dụ: liệu tính năng bảo vệ-ở nhiệt độ thấp có được kích hoạt sai hay không). Mặt khác, pin lưu trữ năng lượng yêu cầu độ ổn định điện áp-dài hạn và khả năng tự xả-khi sạc bằng phao để đảm bảo rằng chúng không bị mất điện quá nhanh hoặc sạc quá mức trong sử dụng thực tế.
Cả các tiêu chuẩn quốc tế và trong nước như IEC 62133, UN38.3 và GB/T 31467.3 đều quy định rõ ràng rằng các bộ pin lithium phải trải qua quá trình kiểm tra lão hóa trước khi rời khỏi nhà máy. Đây không chỉ là yêu cầu tiêu chuẩn bắt buộc mà còn là biện pháp quan trọng để các công ty chịu trách nhiệm về chất lượng sản phẩm và đảm bảo an toàn cho người dùng.
Tóm lại, thử nghiệm trong buồng lão hóa là bước "kiểm tra cuối cùng" đối với các bộ pin lithium trước khi chúng rời khỏi nhà máy: mặc dù bước này cần thêm 1-3 ngày nhưng nó có thể ngăn ngừa lỗi sản phẩm cuối cùng và rủi ro an toàn từ nguồn và là bước cốt lõi và kiểm soát chất lượng không thể thiếu trong hệ thống sản xuất của ngành công nghiệp pin lithium.
