Razvrstavanje i grupiranje litijevih baterija ključni je korak u osiguravanju stabilnih performansi i produljenju životnog vijeka baterijskih paketa. Prema podacima, najčešće korištene metode sortiranja uglavnom uključuju metodu jednog faktora, metodu više faktora i metodu dinamičkog sortiranja.
Metoda jednog faktora
Metoda jednog faktora odnosi se na odabir određenog parametra baterije kao jedinstvene varijable za sortiranje, kao što je omski otpor, polarizacijski otpor, napon otvorenog kruga (OCV), kapacitet itd. Ova metoda je jednostavna za rukovanje, ali može odražavati samo karakteristike baterije pod određenim uvjetima i ima određena ograničenja.
Na primjer, u nekim slučajevima, napon otvorenog kruga može se odabrati kao kriterij razvrstavanja. Za cilindrične ćelije, razlika napona podešena na stroju za automatsko sortiranje je 5mV. Ako su zahtjevi za konzistencijom viši, 3mV se odabire kao prva razina.
Multifaktorski pristup
Kako bi se sveobuhvatno ocijenila konzistentnost baterija, široko je prihvaćena metoda više faktora. Ne uzima u obzir samo jedan parametar, već sveobuhvatno razmatra više reprezentativnih parametara, kao što je istovremeno mjerenje više vanjskih uvjeta kao što su kapacitet baterije, unutarnji otpor i brzina samopražnjenja, kako bi se postiglo točnije sortiranje.
Iako je ova metoda dugotrajna, može učinkovito poboljšati unutarnju konzistentnost karakteristika baterije nakon grupiranja, čime se povećava učinkovitost korištenja modula i produljuje njegov vijek trajanja. Na primjer, u procesu PACK, baterije se grupiraju i otpremaju na temelju napona, kapaciteta i unutarnjeg otpora prije napuštanja tvornice. Nakon što baterije stignu, IQC odjel PACK-a mora izvršiti provjeru ovih parametara kako bi se osiguralo da je razlika u kapacitetu kontrolirana unutar 1%.
Dinamička metoda sortiranja
Pravilo dinamičkog razvrstavanja je praćenje određenih vrijednosti baterije tijekom procesa punjenja i pražnjenja i njihova klasifikacija u skladu s tim. Ova vrsta metode može bolje uhvatiti trend promjene radnog statusa baterije i stoga se smatra učinkovitom dopunom statičkom sortiranju.
Konkretno, analiza klasteriranja provodi se analizom euklidske udaljenosti između točaka uzorkovanja i srednje točke na krivulji punjenja konstantne struje i konstantnog napona; Ili obratite pozornost na karakteristike vremenske krivulje napona pod uvjetima punjenja i pražnjenja konstantne struje;
Čak i uzimajući u obzir situaciju pulsne struje s kojom se električna vozila mogu susresti tijekom stvarnog rada, dodatno pročišćavajući kriterije grupiranja. Osim toga, neke su studije istaknule da će se s povećanjem brzine pražnjenja povećati nedosljednost između baterija, što je vrlo korisno za prepoznavanje neispravnih baterija.
Primjer
Litij željezo fosfatna baterija:
Što se tiče problema razvrstavanja u hijerarhijskom procesu korištenja povučenih litij-željezo-fosfatnih baterija, istraživanje je pokazalo da se algoritam klasteriranja K-means može koristiti za rješavanje utjecaja čimbenika kao što su kapacitet, energija i unutarnji otpor na proces punjenja baterije, te ih koristiti kao faktore utjecaja u povezanim algoritmima. Naposljetku, razuman postupak provjere utvrđen je uklapanjem podataka iz različitih serija baterija.
Baterija sustava s tri elementa:
Za litij-ionske baterije s trojnim materijalnim sustavima, strogi rasponi parametara općenito su postavljeni na stroju za automatsko sortiranje, kao što je razlika napona od 3mV i razlika unutarnjeg otpora od 1-2m Ω. Ova postavka pomaže osigurati da odabrane baterije imaju veću početnu konzistenciju, pružajući dobar temelj za kasniju montažu.
Uobičajene varijable sortiranja:
1. Napon otvorenog kruga (OCV)
Napon otvorenog kruga je ključni parametar za mjerenje stanja napunjenosti (SOC) baterije, koji odražava razinu napona na terminalu baterije u uvjetima praznog hoda. Zbog razlika u stopama samopražnjenja među različitim baterijama, čak i baterije proizvedene iz iste serije mogu pokazivati različite vrijednosti napona otvorenog kruga. Stoga se tijekom razvrstavanja obično postavlja mali prag razlike napona, poput 3 mV ili 5 mV, kako bi se osiguralo da baterije odabrane u istu grupu imaju slična početna stanja napunjenosti.
2. Unutarnji otpor
Unutarnji otpor uključuje dva dijela: omski otpor i polarizacijski otpor, koji izravno utječu na radnu učinkovitost i izlaznu snagu baterije. Veliki unutarnji otpor može dovesti do povećanog zagrijavanja baterije, povećanog gubitka energije i smanjene učinkovitosti punjenja i pražnjenja. Kako bi se osigurala ujednačenost temperature i ukupna izvedba unutar baterije, potrebno je strogo kontrolirati razlike unutarnjeg otpora između pojedinačnih ćelija. Za određene vrste baterija, kao što su one s kapacitetom od 1000 mAh, njihov unutarnji otpor ne smije biti veći od 20 m Ω; Kako se kapacitet povećava, najveći dopušteni unutarnji otpor također će se proporcionalno prilagođavati.
3. Kapacitet
Kapacitet se odnosi na ukupnu količinu električne energije koju baterija može pohraniti i osloboditi i jedan je od važnih čimbenika koji određuju trajanje baterije i ciklus korištenja. Zbog suptilnih razlika u proizvodnim procesima, čak i proizvodima iz iste serije teško je postići potpuno isti kapacitet. Stoga je u fazi razvrstavanja potrebno provesti ispitivanje kapaciteta svake baterije i svrstati baterije sa sličnim rezultatima u jednu kategoriju. Općenito govoreći, odstupanje kapaciteta treba držati unutar ± 2% nazivnog kapaciteta.
4. Stopa samopražnjenja
Stopa samopražnjenja opisuje brzinu kojom baterija sama gubi snagu tijekom skladištenja, što ne samo da utječe na životni vijek baterije, već također uzrokuje asinkroni SOC između baterija. Niža stopa samopražnjenja znači duži vijek trajanja i bolju konzistenciju. Karakteristike samopražnjenja baterije izmjerene su dugotrajnim statičkim eksperimentima, a potom korištene kao jedan od kriterija za sortiranje.
5. Karakteristike porasta temperature
Karakteristika porasta temperature odnosi se na porast temperature uzrokovan toplinom koju stvaraju unutarnje kemijske reakcije tijekom rada baterije. Dobro upravljanje toplinom pomaže u održavanju optimalnih radnih uvjeta za baterije i sprječava sigurnosne opasnosti uzrokovane lokalnim pregrijavanjem. Stoga se u procesu razvrstavanja također razmatra mjerenje vrijednosti porasta temperature koju generira baterija pod određenim uvjetima punjenja i pražnjenja i odabir baterija sa sličnim karakteristikama porasta temperature kako bi se formirala grupa.
6. Životni ciklus
Vijek trajanja ciklusa definiran je kao broj puta koliko se baterija može više puta napuniti, potpuno isprazniti i zatim ponovno napuniti. Iako je ovaj pokazatelj teško izravno koristiti za brzo sortiranje, on odražava pouzdanost dugotrajne upotrebe baterije. Predviđanje vijeka trajanja baterija kroz ubrzano ispitivanje starenja i provođenje preliminarnog pregleda na temelju toga.
7. Učinkovitost punjenja i pražnjenja
Učinkovitost punjenja i pražnjenja odražava učinkovitost pretvorbe energije baterije tijekom cijelog ciklusa punjenja i pražnjenja, odnosno koliko se ulazne energije može učinkovito pretvoriti u korisnu izlaznu energiju. Veća učinkovitost punjenja i pražnjenja znači manji gubitak energije, što je ključno za poboljšanje energetske učinkovitosti cijelog baterijskog sustava. Stoga se u procesu razvrstavanja također ispituje učinkovitost punjenja i pražnjenja baterija kako bi se osiguralo da odabrane baterije imaju dobru učinkovitost iskorištenja energije.
Razumno razvrstavanje baterija ne oslanja se samo na nekoliko gore spomenutih glavnih varijabli, već također treba fleksibilno prilagoditi standarde razvrstavanja prema zahtjevima specifičnih scenarija primjene.
Na primjer, u području električnih vozila, uz gore navedene parametre, postoje i dodatna razmatranja za sigurnosne performanse baterije; U sustavima za pohranu energije veći će se naglasak staviti 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 strojnog učenja, za daljnju optimizaciju učinkovitosti razvrstavanja i grupiranja litijskih baterija.
Izvrsna oprema za sortiranje litijskih baterija
1. Učinkovit stroj za automatsko sortiranje s litij-ionskom baterijom
Ova vrsta opreme prihvaća napredno testiranje napona, svakodnevno testiranje mjerača otpora i Keyence tehnologiju mjerenja debljine, koja može točno i automatski sortirati litij-ionske baterije. Ovaj stroj slijedi međunarodno programiranje standarda IEC 61131, podržava kontrolu osi, snimanje grešaka i druge funkcije te ostvaruje kontrolu visokotehnoloških linearnih motora i rad raznih robotskih ruku. Ne samo da poboljšava učinkovitost proizvodnje, već također osigurava dosljednost u kvaliteti proizvoda.
2. Litij željezo fosfat baterija automatski stroj za sortiranje
Stroj za automatsko razvrstavanje litij-željezo-fosfatnih baterija kojeg osigurava Bicester Automation koristi moderne mehaničke, elektroničke i računalne tehnologije za postizanje brzog i preciznog testiranja i klasifikacije performansi baterija. Ovaj stroj za sortiranje precizno mjeri ključne parametre baterije kao što su napon, unutarnji otpor itd., te dijeli bateriju u različite razrede ili serije prema unaprijed postavljenim standardima. Ovo je dobar izbor za proizvođače koji teže učinkovitoj proizvodnji i visokokvalitetnim proizvodima.
3. Rješenje za sortiranje Refind Technologies
Refind Technologies jedan je od vodećih svjetskih proizvođača strojeva za sortiranje litijevih baterija i uživa visok ugled u industriji. Njihova linija proizvoda pokriva različite konfiguracije od jednokanalnih do višekanalnih, prikladnih za potrebe sortiranja litijskih baterija različitih vrsta i specifikacija. Refind-ova oprema je poznata po svojoj visokoj preciznosti, stabilnosti i pouzdanosti, dok također pruža usluge prilagođene potrebama kupaca.
4. Sustav za sortiranje litijskih baterija Xiamen TOB
Sustav za sortiranje litijskih baterija kojeg proizvodi Xiamen TOB Company također zauzima važnu poziciju na tržištu. Njegovi proizvodi imaju dobru isplativost i naširoko se koriste u odabiru cilindričnih i drugih oblikovanih litijevih baterija. Stroj za sortiranje Xiamen TOB-a opremljen je inteligentnim sustavom upravljanja, koji može postići automatizirani rad velike brzine i visoke preciznosti, te ima dizajn jednostavnog korisničkog sučelja, što operaterima olakšava korištenje.
5. AOT Battery Technology automatizirana linija za sortiranje
AOT Battery Technology pruža kompletnu automatiziranu proizvodnu liniju za sortiranje litijevih baterija, uključujući niz procesa kao što su hranjenje, pozicioniranje, otkrivanje parametara i analiza podataka. Ovaj sustav integrira najnoviju senzorsku tehnologiju i softverske algoritme, koji mogu učinkovito poboljšati točnost i učinkovitost procesa sortiranja. Osim toga, AOT posebnu pozornost posvećuje konceptu dizajna zaštite okoliša i uštede energije, čineći cijeli proces sortiranja više u skladu s trendom održivog razvoja.
6. Oprema za sortiranje litijskih baterija WinAck
WinAck je još jedan poznati dobavljač opreme za sortiranje litijevih baterija, posvećen pružanju visokokvalitetnih rješenja za sortiranje kupcima. Njihovi uređaji imaju snažne mogućnosti obrade podataka koji mogu pratiti i bilježiti informacije u stvarnom vremenu o svakoj testiranoj bateriji, pomažući kupcima da bolje upravljaju i optimiziraju svoje proizvodne procese. WinAckov stroj za sortiranje također podržava funkcije daljinske dijagnoze i održavanja, uvelike olakšavajući svakodnevni rad korisnika na upravljanju.
7. Oprema za ispitivanje bez razaranja za litijeve baterije
Za litijeve baterije tipa power, oprema za ispitivanje bez razaranja vrlo je važan alat. Ovi uređaji dovršavaju sveobuhvatnu procjenu zdravlja bez oštećenja strukture baterije, uključujući, ali ne ograničavajući se na otkrivanje unutarnjih nedostataka, procjenu kapaciteta itd. Odabir odgovarajuće opreme za ispitivanje bez razaranja pomaže tvrtkama da ranije otkriju potencijalne probleme, smanje stope otpada i poboljšaju kvalitetu finalni proizvodi.