A classificação e agrupamento de baterias de lítio é uma etapa fundamental para garantir um desempenho estável e prolongar a vida útil das baterias. De acordo com os dados, os métodos de classificação comumente usados incluem principalmente o método de fator único, o método multifatorial e o método de classificação dinâmica.
Método de fator único
O método de fator único refere-se à seleção de um determinado parâmetro da bateria como variável de classificação única, como resistência ôhmica, resistência de polarização, tensão de circuito aberto (OCV), capacidade, etc. características da bateria sob condições específicas e tem certas limitações.
Por exemplo, em alguns casos, a tensão de circuito aberto pode ser escolhida como critério de classificação. Para células cilíndricas, a diferença de tensão definida na máquina de classificação automática é de 5mV. Se os requisitos de consistência forem maiores, 3mV será selecionado como primeiro nível.
Abordagem multifatorial
Para avaliar de forma abrangente a consistência das baterias, o método multifatorial é amplamente adotado. Ele não considera apenas um único parâmetro, mas também considera de forma abrangente vários parâmetros representativos, como medir simultaneamente várias condições externas, como capacidade da bateria, resistência interna e taxa de autodescarga, para obter uma classificação mais precisa.
Embora este método seja demorado, ele pode efetivamente melhorar a consistência interna das características da bateria após o agrupamento, aumentando assim a eficiência do uso do módulo e prolongando sua vida útil. Por exemplo, no processo PACK, as células da bateria são agrupadas e enviadas com base na tensão, capacidade e resistência interna antes de saírem da fábrica. Após a chegada das células da bateria, o departamento de IQC do PACK precisa realizar verificações pontuais nesses parâmetros para garantir que a diferença de capacidade seja controlada dentro de 1%.
Método de classificação dinâmica
A regra de classificação dinâmica consiste em monitorar determinados valores da bateria durante o processo de carga e descarga e classificá-los de acordo. Este tipo de método pode capturar melhor a tendência de mudança do status de funcionamento da bateria e, portanto, é considerado um complemento eficaz à classificação estática.
Especificamente, a análise de agrupamento é realizada analisando a distância euclidiana entre os pontos de amostragem e o ponto médio na curva de carga de corrente constante e tensão constante; Ou preste atenção às características da curva de tempo de tensão sob condições de carga e descarga de corrente constante;
Mesmo considerando a situação de corrente de pulso que os veículos elétricos podem encontrar durante a operação real, refinando ainda mais os critérios de agrupamento. Além disso, alguns estudos apontam que à medida que a taxa de descarga aumenta, a inconsistência entre as baterias será amplificada, o que é muito útil para identificar baterias defeituosas.
Exemplo
Bateria de fosfato de ferro-lítio:
Em relação ao problema de classificação no processo de utilização hierárquica de baterias de fosfato de ferro-lítio aposentadas, a pesquisa mostrou que o algoritmo de agrupamento K-means pode ser usado para lidar com o impacto de fatores como capacidade, energia e resistência interna no processo de carregamento da bateria, e usá-los como fatores de influência em algoritmos relacionados. Finalmente, um processo de triagem razoável foi determinado ajustando dados de diferentes lotes de baterias.
Bateria do sistema de três elementos:
Para baterias de íons de lítio com sistemas de materiais ternários, geralmente são definidas faixas de parâmetros estritas na máquina de classificação automática, como uma diferença de tensão de 3mV e uma diferença de resistência interna de 1-2m Ω. Esta configuração ajuda a garantir que as baterias selecionadas tenham maior consistência inicial, proporcionando uma boa base para a montagem subsequente.
Variáveis de classificação comuns:
1. Tensão de circuito aberto (OCV)
A tensão de circuito aberto é um parâmetro chave para medir o estado de carga (SOC) de uma bateria, que reflete o nível de tensão terminal da bateria em condições sem carga. Devido às diferenças nas taxas de autodescarga entre diferentes baterias, mesmo baterias produzidas no mesmo lote podem apresentar diferentes valores de tensão de circuito aberto. Portanto, um pequeno limite de diferença de tensão é geralmente definido durante a classificação, como 3mV ou 5mV, para garantir que as baterias selecionadas no mesmo grupo tenham estados iniciais de carga semelhantes.
2. Resistência interna
A resistência interna inclui duas partes: resistência ôhmica e resistência de polarização, que afetam diretamente a eficiência de trabalho e a capacidade de saída de energia da bateria. A alta resistência interna pode levar ao aumento do aquecimento da bateria, ao aumento da perda de energia e à diminuição da eficiência de carga e descarga. Para garantir a uniformidade da temperatura e o desempenho geral da bateria, é necessário controlar rigorosamente as diferenças de resistência interna entre as células individuais. Para determinados tipos de baterias, como aquelas com capacidade de 1000mAh, sua resistência interna não deve ultrapassar 20m Ω; À medida que a capacidade aumenta, a resistência interna máxima permitida também será ajustada proporcionalmente.
3. Capacidade
Capacidade refere-se à quantidade total de eletricidade que uma bateria pode armazenar e liberar, e é um dos fatores importantes que determinam a vida útil da bateria e o ciclo de uso. Devido a diferenças sutis nos processos de fabricação, mesmo produtos do mesmo lote são difíceis de atingir exatamente a mesma capacidade. Portanto, na fase de classificação, é necessário realizar testes de capacidade em cada bateria e classificar as baterias com resultados semelhantes em uma categoria. De modo geral, o desvio de capacidade deve ser mantido dentro de ± 2% da capacidade nominal.
4. Taxa de autodescarga
A taxa de autodescarga descreve a taxa na qual uma bateria perde energia sozinha durante o armazenamento, o que não apenas afeta a vida útil da bateria, mas também causa SOC assíncrono entre baterias. Uma taxa de autodescarga mais baixa significa maior vida útil e melhor desempenho de consistência. As características de autodescarga da bateria foram medidas através de experimentos estáticos de longo prazo e depois usadas como um dos critérios de classificação.
5. Características de aumento de temperatura
A característica de aumento de temperatura refere-se ao aumento de temperatura causado pelo calor gerado pelas reações químicas internas durante o funcionamento de uma bateria. Um bom gerenciamento térmico ajuda a manter condições ideais de trabalho para as baterias e a evitar riscos de segurança causados por superaquecimento local. Portanto, no processo de classificação, também se considera medir o valor de aumento de temperatura gerado pela bateria sob condições específicas de carga e descarga, e selecionar baterias com características de aumento de temperatura semelhantes para formar um grupo.
6. Ciclo de vida
O ciclo de vida é definido como o número de vezes que uma bateria pode ser repetidamente carregada, completamente esvaziada e depois recarregada. Embora este indicador seja difícil de usar diretamente para uma classificação rápida, ele reflete a confiabilidade do uso da bateria a longo prazo. Prever o ciclo de vida das baterias através de testes de envelhecimento acelerado e realizar uma triagem preliminar com base nisso.
7. Eficiência de carga e descarga
A eficiência de carga e descarga reflete a eficiência de conversão de energia da bateria ao longo de todo o ciclo de carga e descarga, ou seja, quanto da energia de entrada pode ser efetivamente convertida em energia de saída utilizável. Maior eficiência de carga e descarga significa menos perda de energia, o que é crucial para melhorar a eficiência energética de todo o sistema de bateria. Portanto, no processo de classificação, a eficiência de carga e descarga das baterias também é examinada para garantir que as baterias selecionadas tenham boa eficiência de utilização de energia.
A classificação razoável de baterias não depende apenas das diversas variáveis principais mencionadas acima, mas também precisa ajustar de forma flexível os padrões de classificação de acordo com os requisitos de cenários de aplicação específicos.
Por exemplo, no domínio dos veículos eléctricos, para além dos parâmetros acima referidos, existem também considerações adicionais para o desempenho da segurança da bateria; Nos sistemas de armazenamento de energia, será dada maior ênfase à estabilidade a longo prazo e à relação custo-eficácia das baterias.
Além disso, com o avanço da tecnologia, cada vez mais pesquisas exploram como usar ferramentas avançadas de análise de dados, como algoritmos de aprendizado de máquina, para otimizar ainda mais a eficácia da classificação e agrupamento de baterias de lítio.
Excelente equipamento de classificação de baterias de lítio
1. Máquina de classificação automática de bateria de íon de lítio eficiente
Este tipo de equipamento adota testes avançados de tensão, testes diários de medidor de resistência e tecnologia de medidor de espessura Keyence, que pode classificar com precisão e automaticamente as baterias de íons de lítio. Esta máquina segue a programação do padrão internacional IEC 61131, suporta controle de eixo, registro de falhas e outras funções, e realiza o controle de motores lineares de alta tecnologia e a operação de vários braços robóticos. Não só melhora a eficiência da produção, mas também garante consistência na qualidade do produto.
2. Máquina de classificação automática de bateria de fosfato de ferro-lítio
A máquina de classificação automática para baterias de fosfato de ferro-lítio fornecida pela Bicester Automation utiliza modernas tecnologias mecânicas, eletrônicas e de computador para obter testes e classificação de desempenho de bateria rápidos e precisos. Esta máquina de classificação mede com precisão os principais parâmetros da bateria, como tensão, resistência interna, etc., e divide a bateria em diferentes graus ou lotes de acordo com padrões predefinidos. Esta é uma boa escolha para fabricantes que buscam uma produção eficiente e produtos de alta qualidade.
3. Solução de classificação de tecnologias Refind
A Refind Technologies é um dos fabricantes líderes mundiais de máquinas de classificação de baterias de lítio e goza de grande reputação no setor. Sua linha de produtos abrange várias configurações, de canal único a multicanal, adequadas para necessidades de classificação de baterias de lítio de diferentes tipos e especificações. Os equipamentos da Refind são conhecidos por sua alta precisão, estabilidade e confiabilidade, ao mesmo tempo que fornecem serviços customizados para atender às necessidades especiais dos clientes.
4. Sistema de classificação de bateria de lítio Xiamen TOB
O sistema de classificação de baterias de lítio produzido pela Xiamen TOB Company também ocupa uma posição importante no mercado. Seus produtos apresentam boa relação custo-benefício e são amplamente utilizados na seleção de baterias de lítio cilíndricas e de outros formatos. A máquina de classificação de Xiamen TOB está equipada com um sistema de controle inteligente, que pode alcançar operação automatizada de alta velocidade e alta precisão, e possui um design de interface de usuário amigável, facilitando o uso pelos operadores.
5. Linha de classificação automatizada de tecnologia de bateria AOT
AOT Battery Technology fornece uma linha de produção automatizada completa de classificação de baterias de lítio, incluindo uma série de processos como alimentação, posicionamento, detecção de parâmetros e análise de dados. Este sistema integra a mais recente tecnologia de sensores e algoritmos de software, que podem efetivamente melhorar a precisão e a eficiência do processo de classificação. Além disso, a AOT dá especial atenção ao conceito de design de proteção ambiental e conservação de energia, tornando todo o processo de triagem mais alinhado com a tendência de desenvolvimento sustentável.
6. Equipamento de classificação de bateria de lítio WinAck
WinAck é outro fornecedor conhecido de equipamentos de classificação de baterias de lítio, dedicado a fornecer aos clientes soluções de classificação de alta qualidade. Seus dispositivos possuem poderosos recursos de processamento de dados que podem monitorar e registrar informações em tempo real sobre cada bateria testada, ajudando os clientes a gerenciar e otimizar melhor seus processos de produção. A máquina de classificação WinAck também suporta funções remotas de diagnóstico e manutenção, facilitando muito o trabalho diário de gerenciamento dos usuários.
7. Equipamento de teste não destrutivo para baterias de lítio do tipo potência
Para baterias de lítio do tipo potência, o equipamento de teste não destrutivo é uma ferramenta muito importante. Esses dispositivos completam uma avaliação de saúde abrangente sem danificar a estrutura da bateria, incluindo, entre outros, detecção de defeitos internos, estimativa de capacidade, etc. A escolha de equipamentos de teste não destrutivos apropriados ajuda as empresas a detectar problemas potenciais mais cedo, reduzir as taxas de sucata e melhorar a qualidade de produtos finais.