In unserem täglichen Leben kommen wir häufig mit Einwegbatterien und Sekundärbatterien in Berührung. Einwegbatterien werden auch als Primärbatterien bezeichnet, also nicht wiederaufladbare Batterien wie Lithium-Primärbatterien, Trockenbatterien usw. Sekundärbatterien sind wiederaufladbare Batterien, allgemein bekannt als Lithium-Ionen-Batterien.
Sekundärbatterie für wiederaufladbare Batterie, ihre Leistung umfasst hauptsächlich die folgenden Aspekte: Spannung, Innenwiderstand, Kapazität, Innendruck, Selbstentladungsrate, Lebensdauer, Dichtungsleistung, Aussehen und andere Leistungen wie Überladung, Tiefentladung, Schweißbarkeit, Korrosionsbeständigkeit, usw.
In diesem Artikel nehmen wir eine Lithiumbatterie als Beispiel, um kurz einige ihrer allgemeinen Zuverlässigkeiten vorzustellen Tests.
Batterieteststandards
Die Formulierung oder Überarbeitung von Standards für Lithium-Ionen-Batterien ist sehr aktiv, was auch dazu führt, dass der Markt für Sicherheitsleistungsanforderungen für Lithium-Ionen-Batterien den Bedarf weiter verbessert. Andererseits bringt es auch größere Herausforderungen für die Batteriehersteller mit sich, die von den Batterieherstellern eine ständige Verbesserung des Design-, Produktions- und Testniveaus verlangen.
Derzeit sind die gängigen Prüfnormen für Lithiumbatterien IEC 61960, IEC 60086-4, IEC 62133, JIS C 8714, UL 1642, UL 2054.
Gängige Prüfgegenstände für die Zuverlässigkeit von Lithiumbatterien
1. Lebensdauertest
Lithium-Ionen-Akkus sind für ihre hohe Energiedichte und lange Lebensdauer bekannt und daher eine ideale Wahl für viele elektronische Geräte. Allerdings verlieren sie, wie alle Batterien, mit der Zeit ihre Fähigkeit, die Ladung zu halten. Diese Verschlechterung wird als Zyklenlebensdauer der Batterie bezeichnet und ist ein wichtiger Faktor, der beim Entwurf und Test von Batteriesystemen berücksichtigt werden muss.
Unter Lebensdauertest versteht man den Prozess, bei dem eine Batterie wiederholten Lade- und Entladezyklen ausgesetzt wird, bis sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Diese Tests können je nach beabsichtigter Anwendung der Batterie in einer Laborumgebung oder unter tatsächlichen Einsatzbedingungen durchgeführt werden. Mehrere Faktoren können die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien beeinflussen, darunter Temperatur, Laderate und Entladetiefe. Um genaue Testergebnisse sicherzustellen, ist es wichtig, diese Faktoren während des Testprozesses zu kontrollieren.
2. Hochtemperaturtest
Derzeit umfassen die Sicherheitsstandards für Lithium-Ionen-Batterien hauptsächlich internationale Standards (wie IEC-Standards), nationale oder regionale Standards (wie JIS-, CB-, EN-Standards usw.) und Industriestandards (wie UL, IEEE, SJ, QB). Normen usw.). In diesen bestehenden Normen umfassen die vorgeschriebenen Testmethoden bei hohen Temperaturen hauptsächlich einen Hitzetest, einen Temperaturzyklustest und einen Hochtemperatur-Platzierungstest.
- Hitzemissbrauchstest
Die in IEC 62133:2002 vorgeschriebene Methode zur Prüfung auf Hitzebeständigkeit besteht darin, die vollständig geladene, bei Raumtemperatur stabilisierte Batterie in eine Kammer mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit mit natürlicher oder zirkulierender Luftkonvektion zu legen. Die Testkammer wird mit einer Geschwindigkeit von 5 Grad/min ± 2 Grad/min auf 130 Grad ±2 Grad erhitzt. Halten Sie diese Temperatur ein, beenden Sie den Test nach 10 Minuten und prüfen Sie, ob die Batterie brennt oder explodiert. Der Hitzetest nach IEC 62133 wird von JIS C8712, YD 1268, UL 1642 und anderen in- und ausländischen Standards übernommen. Der Hitzetest wird im Allgemeinen verwendet, um die Sicherheit der Batteriezelle bei hohen Temperaturen zu beurteilen. Die Batterieprobe befindet sich während des Tests in einem vollständig geladenen Zustand und die Probe wird während des Tests weder geladen noch entladen.
- Temperaturzyklustest
Die in IEC 62281:2004 vorgeschriebene Temperaturzyklustestmethode besteht darin, die Batteriezelle oder den Batteriesatz mindestens 6 Stunden lang einer Umgebung von 75 Grad und anschließend mindestens 6 Stunden lang einer Umgebung von -40 Grad auszusetzen. Die Umstellungszeit zwischen verschiedenen Temperaturen beträgt maximal 30 min und es werden insgesamt 10 Temperaturzyklen durchgeführt. Nach dem Test darf die Probe kein Feuer fangen oder explodieren und darf keinen Qualitätsverlust und keinen Spannungsverlust aufweisen. Der Temperaturzyklustest der IEC 62281 ist aus UN 38.3 zitiert, und die Prüfmethode wird auch von EN 62281, CB 21966 und anderen in- und ausländischen Normen übernommen. Der Temperaturzyklustest wird im Allgemeinen verwendet, um die Sicherheit einer Batteriezelle oder eines Batteriepakets unter der Bedingung mehrerer wechselnder Temperaturänderungen während des Transports zu simulieren. Während des Tests befand sich die Batterieprobe in einem vollständig geladenen Zustand und die Probe wurde während des Tests weder geladen noch entladen.
- Hochtemperatur-Stressabbautest
Die in IEC 62133:2002 festgelegte Testmethode zur Beseitigung hoher Temperaturbelastungen (die Fähigkeit eines geformten Gehäuses, hohen Temperaturen standzuhalten) besteht darin, den Akku 7 Stunden lang einer Umgebung mit einer Temperatur von 70 °C ± 2 °C auszusetzen. Nach dem Test darf das Gehäuse des Akkupacks keiner physikalischen Verformung unterliegen, die die innere Zusammensetzung freilegen würde. Der Spannungsabbautest der IEC 62133 wird von EN 62133, JIS C8712 und anderen Normen übernommen.
Der Spannungsabbautest bei hoher Temperatur wird im Allgemeinen verwendet, um die Fähigkeit eines Batteriepackgehäuses zu testen, seine Integrität in einer Umgebung mit hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Während des Tests befindet sich die Akkuprobe im voll geladenen Zustand und es wird während des Tests weder geladen noch entladen.
Basierend auf den Hochtemperaturtests in in- und ausländischen Standards für Lithium-Ionen-Batterien zielt der Hitzemissbrauchstest auf die Fähigkeit des Batteriekerns ab, hohen Temperaturen standzuhalten. Der Temperaturzyklus dient dazu, die Temperaturänderung während des Transports zu simulieren Der Hochtemperatur-Spannungsabbautest wird nur verwendet, um die Fähigkeit der geformten Schale zu beurteilen, hohen Temperaturen standzuhalten. Die Proben sind zum Zeitpunkt dieser Tests vollständig aufgeladen und während der Tests wird kein Laden oder Entladen durchgeführt.
LIBStabilitätsprüfkammerund die Thermoschockkammer können die oben beschriebenen Temperaturtests vollständig unterstützen.
Stabilitätsprüfkammer
Thermoschockkammer
3. Eintauchtest
Als Energiequelle von Elektrofahrzeugen wirkt sich die Sicherheit des Lithium-Ionen-Batteriesystems direkt auf die Sicherheit des gesamten Fahrzeugs aus. Das Power-Batteriesystem sollte beim Verlassen des Werks die Wasserdichtigkeitsanforderungen des IP67-Standards oder höher erfüllen, aber die Dichtungsleistung der Teile ist schwierig, um sicherzustellen, dass ein so hohes Wasserdichtigkeitsniveau während des gesamten Lebenszyklus aufrechterhalten wird, und es besteht möglicherweise die Gefahr von Wasser .
Methode zum Überflutungstest des Batteriesystems:
- Entfernen Sie die obere Abdeckung des Batteriepakets, schließen Sie es im tatsächlichen Fahrzeugmontagezustand an den Fahrzeugkabelbaum an und kommunizieren Sie mit der oberen Maschine.
- Versenken Sie das Batteriesystem vollständig in Salzwasser (die Massenkonzentration beträgt weniger als 3,5 Prozent der Meerwasserkonzentration, kann in manchen Gebieten jedoch hoch sein) und beobachten Sie die Ausfalleigenschaften des Batteriesystems etwa 10 Minuten lang (wenn möglich länger);
- Wenn die Fehlereigenschaften stabil sind, heben Sie den Akku aus dem Wasser, um zu beobachten, ob das mit Salzwasser getränkte Batteriesystem in Rauch, Feuer und anderen Phänomenen in der Atmosphäre auftritt.
- Behandeln Sie das Batteriesystem entsprechend der Testbedingung (Sole-Einweichen), und der Einweichtest ist beendet.
IPX78
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