Razvrstavanje i grupiranje litijumskih baterija je ključni korak u osiguravanju stabilnih performansi i produžavanju vijeka trajanja baterija. Prema podacima, najčešće korištene metode sortiranja uglavnom uključuju metodu jednog faktora, višefaktorsku metodu i dinamičku metodu sortiranja.
Metoda jednog faktora
Metoda jednog faktora odnosi se na odabir određenog parametra baterije kao jedinstvene varijable sortiranja, kao što je omski otpor, polarizacijski otpor, napon otvorenog kola (OCV), kapacitet, itd. Ova metoda je jednostavna za korištenje, ali može odražavati samo karakteristike baterije pod određenim uslovima, i ima određena ograničenja.
Na primjer, u nekim slučajevima, napon otvorenog kola može se odabrati kao kriterij sortiranja. Za cilindrične ćelije, razlika napona postavljena na mašini za automatsko sortiranje je 5mV. Ako su zahtjevi za konzistentnost veći, 3mV se bira kao prvi nivo.
Multifaktorski pristup
Kako bi se sveobuhvatno procijenila konzistentnost baterija, široko je prihvaćena metoda više faktora. On ne uzima u obzir samo jedan parametar, već i sveobuhvatno razmatra više reprezentativnih parametara, kao što je istovremeno mjerenje više vanjskih uvjeta kao što su kapacitet baterije, unutrašnji otpor i brzina samopražnjenja, kako bi se postiglo preciznije sortiranje.
Iako je ovaj metod dugotrajan, može efikasno poboljšati unutrašnju konzistentnost karakteristika baterije nakon grupisanja, čime se povećava efikasnost korištenja modula i produžava njegov vijek trajanja. Na primjer, u PACK procesu, ćelije baterije se grupišu i isporučuju na osnovu napona, kapaciteta i unutrašnjeg otpora prije nego što napuste tvornicu. Nakon što ćelije baterije stignu, IQC odjel PACK-a treba da izvrši provjeru ovih parametara na licu mjesta kako bi osigurao da se razlika u kapacitetu kontrolira unutar 1%.
Metoda dinamičkog sortiranja
Pravilo dinamičkog sortiranja je da se prate određene vrijednosti baterije tokom procesa punjenja i pražnjenja i da se prema tome klasificiraju. Ova vrsta metode može bolje uhvatiti promjenjivi trend radnog statusa baterije, te se stoga smatra efikasnom dopunom statičkom sortiranju.
Konkretno, analiza klasteriranja se izvodi analizom euklidske udaljenosti između tačaka uzorkovanja i srednje tačke na krivulji punjenja konstantne struje i konstantnog napona; Ili obratite pažnju na karakteristike krivulje vremena napona pod uslovima punjenja i pražnjenja konstantne struje;
Čak i uzimajući u obzir situaciju pulsne struje sa kojom se električna vozila mogu susresti tokom stvarnog rada, dodatno pročišćavanje kriterijuma grupisanja. Osim toga, neke studije su istakle da kako se brzina pražnjenja povećava, nedosljednost između baterija će biti pojačana, što je vrlo korisno za identifikaciju neispravnih baterija.
Primjer
Litijum gvožđe fosfatna baterija:
Što se tiče problema sortiranja u hijerarhijskom procesu iskorištavanja penzionisanih litijum-željezo-fosfatnih baterija, istraživanje je pokazalo da se algoritam grupiranja K-srednjih vrednosti može koristiti za rešavanje uticaja faktora kao što su kapacitet, energija i unutrašnji otpor na proces punjenja baterije, i koristiti ih kao faktore utjecaja u srodnim algoritmima. Konačno, razuman proces skrininga određen je uklapanjem podataka iz različitih serija baterija.
Sistemska baterija od tri elementa:
Za litijum-jonske baterije sa ternarnim materijalnim sistemima, strogi rasponi parametara su generalno postavljeni na mašini za automatsko sortiranje, kao što je razlika napona od 3mV i razlika unutrašnjeg otpora od 1-2m Ω. Ova postavka pomaže da se osigura da odabrane baterije imaju veću početnu konzistenciju, pružajući dobru osnovu za naknadno sastavljanje.
Uobičajene varijable sortiranja:
1. Napon otvorenog kola (OCV)
Napon otvorenog kola je ključni parametar za mjerenje stanja napunjenosti (SOC) baterije, koji odražava nivo napona terminala baterije u uvjetima praznog hoda. Zbog razlika u stopama samopražnjenja između različitih baterija, čak i baterije proizvedene iz iste serije mogu pokazati različite vrijednosti napona otvorenog kola. Zbog toga se tokom sortiranja obično postavlja mali prag razlike napona, kao što je 3mV ili 5mV, kako bi se osiguralo da baterije odabrane u istu grupu imaju slična početna stanja napunjenosti.
2. Unutrašnji otpor
Unutrašnji otpor uključuje dva dela: omski otpor i polarizacioni otpor, koji direktno utiču na radnu efikasnost i izlaznu snagu baterije. Visok unutrašnji otpor može dovesti do povećanog zagrijavanja baterije, povećanog gubitka energije i smanjene efikasnosti punjenja i pražnjenja. Kako bi se osigurala ujednačenost temperature i ukupne performanse unutar baterijskog paketa, potrebno je strogo kontrolirati razlike unutarnjeg otpora između pojedinačnih ćelija. Za određene tipove baterija, kao što su one sa kapacitetom od 1000 mAh, njihov unutrašnji otpor ne bi trebao biti veći od 20 m Ω; Kako se kapacitet povećava, proporcionalno će se podešavati i maksimalni dozvoljeni unutrašnji otpor.
3. Kapacitet
Kapacitet se odnosi na ukupnu količinu električne energije koju baterija može pohraniti i osloboditi, i jedan je od važnih faktora koji određuju vijek trajanja baterije i ciklus korištenja. Zbog suptilnih razlika u proizvodnim procesima, čak i proizvode iz iste serije teško je postići potpuno isti kapacitet. Stoga je u fazi sortiranja potrebno provesti testiranje kapaciteta svake baterije i klasificirati baterije sa sličnim rezultatima u jednu kategoriju. Uopšteno govoreći, odstupanje kapaciteta treba držati unutar ± 2% nazivnog kapaciteta.
4. Stopa samopražnjenja
Stopa samopražnjenja opisuje brzinu kojom baterija sama gubi snagu tokom skladištenja, što ne utiče samo na životni vek baterije već i uzrokuje asinhroni SOC između baterija. Niža stopa samopražnjenja znači duži vijek trajanja i bolju konzistenciju. Karakteristike samopražnjenja baterije mjerene su kroz dugotrajne statičke eksperimente, a zatim korištene kao jedan od kriterija sortiranja.
5. Karakteristike porasta temperature
Karakteristika porasta temperature odnosi se na povećanje temperature uzrokovano toplinom koju stvaraju unutrašnje kemijske reakcije tokom rada baterije. Dobro upravljanje toplinom pomaže u održavanju optimalnih radnih uvjeta za baterije i sprječavanju sigurnosnih opasnosti uzrokovanih lokalnim pregrijavanjem. Stoga se u procesu sortiranja također smatra mjerenjem vrijednosti porasta temperature koju generiše baterija pod određenim uvjetima punjenja i pražnjenja, te odabirom baterija sa sličnim karakteristikama porasta temperature da formiraju grupu.
6. Životni ciklus
Životni vijek je definiran kao broj puta kada se baterija može više puta puniti, potpuno isprazniti i zatim ponovo napuniti. Iako je ovaj indikator teško direktno koristiti za brzo sortiranje, on odražava pouzdanost dugotrajne upotrebe baterije. Predviđanje životnog ciklusa baterija kroz testiranje ubrzanog starenja i provođenje preliminarnog skrininga na osnovu toga.
7. Efikasnost punjenja i pražnjenja
Efikasnost punjenja i pražnjenja odražava efikasnost konverzije energije baterije tokom čitavog ciklusa punjenja i pražnjenja, odnosno koliko se ulazne energije može efektivno pretvoriti u upotrebljivu izlaznu energiju. Veća efikasnost punjenja i pražnjenja znači manji gubitak energije, što je ključno za poboljšanje energetske efikasnosti čitavog akumulatorskog sistema. Stoga se u procesu sortiranja ispituje i efikasnost punjenja i pražnjenja baterija kako bi se osiguralo da odabrane baterije imaju dobru efikasnost korištenja energije.
Razumno sortiranje baterija ne oslanja se samo na nekoliko glavnih varijabli navedenih gore, već također treba fleksibilno prilagoditi standarde sortiranja prema zahtjevima specifičnih scenarija primjene.
Na primjer, u oblasti električnih vozila, pored gore navedenih parametara, postoje i dodatna razmatranja za sigurnosne performanse baterije; U sistemima za skladištenje energije, veći naglasak će biti stavljen na dugoročnu stabilnost i isplativost baterija.
Osim toga, s napretkom tehnologije, sve više istraživanja istražuje kako koristiti napredne alate za analizu podataka, kao što su algoritmi mašinskog učenja, kako bi se dodatno optimizirala učinkovitost sortiranja i grupiranja litijumskih baterija.
Odlična oprema za sortiranje litijumskih baterija
1. Efikasna litijum-jonska baterija automatska mašina za sortiranje
Ova vrsta opreme usvaja napredno testiranje napona, dnevno testiranje mjerača otpora i Keyence tehnologiju mjerača debljine, koja može precizno i automatski sortirati litijum-jonske baterije. Ova mašina prati međunarodno programiranje IEC 61131 standarda, podržava kontrolu osovine, snimanje grešaka i druge funkcije, te ostvaruje kontrolu linearnih motora visoke tehnologije i rad raznih robotskih ruku. Ne samo da poboljšava efikasnost proizvodnje, već i osigurava dosljednost u kvaliteti proizvoda.
2. Litijum-gvozdena fosfatna baterija automatska mašina za sortiranje
Automatska mašina za sortiranje litijum-gvozdenih fosfatnih baterija koju obezbeđuje Bicester Automation koristi moderne mehaničke, elektronske i kompjuterske tehnologije za postizanje brzog i preciznog testiranja i klasifikacije performansi baterija. Ova mašina za sortiranje precizno mjeri ključne parametre baterije kao što su napon, unutrašnji otpor, itd., i dijeli bateriju u različite razrede ili serije prema unaprijed postavljenim standardima. Ovo je dobar izbor za proizvođače koji teže efikasnoj proizvodnji i visokokvalitetnim proizvodima.
3. Refind Technologies rješenje za sortiranje
Refind Technologies je jedan od vodećih svjetskih proizvođača mašina za sortiranje litijumskih baterija i uživa visoku reputaciju u industriji. Njihova linija proizvoda pokriva različite konfiguracije od jednokanalnih do višekanalnih, pogodne za potrebe sortiranja litijumskih baterija različitih tipova i specifikacija. Refindova oprema je poznata po svojoj visokoj preciznosti, stabilnosti i pouzdanosti, a istovremeno pruža prilagođene usluge kako bi se zadovoljile posebne zahtjeve kupaca.
4. Xiamen TOB sistem za sortiranje litijumskih baterija
Sistem za sortiranje litijumskih baterija koji proizvodi kompanija Xiamen TOB takođe zauzima važnu poziciju na tržištu. Njegovi proizvodi imaju dobru isplativost i naširoko se koriste u izboru litijumskih baterija cilindričnog i drugog oblika. Mašina za sortiranje Xiamen TOB-a opremljena je inteligentnim kontrolnim sistemom, koji može postići automatizovani rad velike brzine i visoke preciznosti, i ima prijateljski dizajn korisničkog interfejsa, koji operaterima olakšava upotrebu.
5. Automatizirana linija za sortiranje AOT baterije tehnologije
AOT Battery Technology pruža kompletnu automatizovanu proizvodnu liniju za sortiranje litijumskih baterija, uključujući niz procesa kao što su punjenje, pozicioniranje, detekcija parametara i analiza podataka. Ovaj sistem integriše najnoviju senzorsku tehnologiju i softverske algoritme, koji mogu efikasno poboljšati tačnost i efikasnost procesa sortiranja. Osim toga, AOT posebnu pažnju posvećuje dizajnerskom konceptu zaštite životne sredine i očuvanja energije, čineći ceo proces sortiranja više u skladu sa trendom održivog razvoja.
6. WinAck oprema za sortiranje litijumskih baterija
WinAck je još jedan poznati dobavljač opreme za sortiranje litijumskih baterija, posvećen pružanju visokokvalitetnih rješenja za sortiranje kupaca. Njihovi uređaji imaju moćne mogućnosti obrade podataka koje mogu pratiti i snimati informacije u realnom vremenu o svakoj testiranoj bateriji, pomažući kupcima da bolje upravljaju i optimiziraju svoje proizvodne procese. WinAck-ova mašina za sortiranje također podržava funkcije daljinske dijagnoze i održavanja, uvelike olakšavajući svakodnevni rad korisnika.
7. Oprema za ispitivanje bez razaranja za litijumske baterije tipa snage
Za litijumske baterije tipa snage, oprema za ispitivanje bez razaranja je veoma važan alat. Ovi uređaji završavaju sveobuhvatnu procjenu zdravlja bez oštećenja strukture baterije, uključujući, ali ne ograničavajući se na detekciju unutrašnjih kvarova, procjenu kapaciteta, itd. Odabir odgovarajuće opreme za ispitivanje bez razaranja pomaže kompanijama da ranije otkriju potencijalne probleme, smanje stope otpada i poboljšaju kvalitetu finalni proizvodi.