Sortering och gruppering av litiumbatterier är ett nyckelsteg för att säkerställa stabil prestanda och förlänga livslängden på batteripaket. Enligt uppgifterna inkluderar vanliga sorteringsmetoder huvudsakligen enfaktormetod, multifaktormetoden och dynamisk sorteringsmetod.
Enkelfaktormetod
Enkelfaktormetoden hänvisar till att välja en viss parameter för batteriet som den unika sorteringsvariabeln, såsom ohmsk resistans, polarisationsresistans, öppen kretsspänning (OCV), kapacitet, etc. Denna metod är enkel att använda, men kan bara återspegla batteriets egenskaper under specifika förhållanden och har vissa begränsningar.
Till exempel kan i vissa fall öppen kretsspänning väljas som sorteringskriterium. För cylindriska celler är spänningsskillnaden inställd på den automatiska sorteringsmaskinen 5mV. Om konsistenskraven är högre väljs 3mV som första nivå.
Multifaktoriellt förhållningssätt
För att heltäckande utvärdera batteriernas konsistens är multifaktormetoden allmänt antagen. Den tar inte bara hänsyn till en enskild parameter, utan överväger också omfattande flera representativa parametrar, som att samtidigt mäta flera externa förhållanden som batterikapacitet, internt motstånd och självurladdningshastighet, för att uppnå mer exakt sortering.
Även om denna metod är tidskrävande, kan den effektivt förbättra den interna konsistensen av batteriegenskaperna efter gruppering, och därigenom förbättra effektiviteten av modulanvändning och förlänga dess livslängd. Till exempel, i PACK-processen grupperas och skickas battericellerna baserat på spänning, kapacitet och internt motstånd innan de lämnar fabriken. Efter att battericellerna anländer måste IQC-avdelningen på PACK utföra stickprovskontroller av dessa parametrar för att säkerställa att kapacitetsskillnaden kontrolleras inom 1 %.
Dynamisk sorteringsmetod
Den dynamiska sorteringsregeln är att övervaka vissa värden på batteriet under laddning och urladdning och klassificera dem därefter. Denna typ av metod kan bättre fånga den förändrade trenden för batteridriftstatus och anses därför vara ett effektivt komplement till statisk sortering.
Specifikt utförs klustringsanalys genom att analysera det euklidiska avståndet mellan provtagningspunkterna och medelpunkten på laddningskurvan för konstant ström och konstant spänning; Eller var uppmärksam på egenskaperna hos spänningstidskurvan under konstant strömladdning och urladdningsförhållanden;
Även med tanke på den pulsströmsituation som elfordon kan stöta på under faktisk drift, förfinar grupperingskriterierna ytterligare. Dessutom har vissa studier påpekat att när urladdningshastigheten ökar kommer inkonsekvensen mellan batterier att förstärkas, vilket är till stor hjälp för att identifiera defekta batterier.
Exempel
Litiumjärnfosfatbatteri:
När det gäller sorteringsproblemet i den hierarkiska användningsprocessen av uttjänta litiumjärnfosfatbatterier, har forskning visat att K-means klustringsalgoritmen kan användas för att hantera påverkan av faktorer som kapacitet, energi och internt motstånd på batteriladdningsprocessen, och använda dem som påverkande faktorer i relaterade algoritmer. Slutligen fastställdes en rimlig screeningprocess genom att anpassa data från olika batcher av batterier.
Batteri med tre element:
För litiumjonbatterier med ternära materialsystem ställs i allmänhet strikta parameterintervall in på den automatiska sorteringsmaskinen, såsom en spänningsskillnad på 3mV och en intern resistansskillnad på 1-2m Ω. Denna inställning hjälper till att säkerställa att de valda batterierna har högre initial konsistens, vilket ger en bra grund för efterföljande montering.
Vanliga sorteringsvariabler:
1. Öppen kretsspänning (OCV)
Öppen kretsspänning är en nyckelparameter för att mäta laddningstillståndet (SOC) för ett batteri, vilket återspeglar batteriets polspänningsnivå under tomgångsförhållanden. På grund av skillnader i självurladdningshastigheter mellan olika batterier, kan till och med batterier som produceras från samma batch uppvisa olika spänningsvärden för öppen krets. Därför ställs vanligtvis en liten spänningsskillnadströskel in under sorteringen, såsom 3mV eller 5mV, för att säkerställa att batterierna som valts i samma grupp har liknande initiala laddningstillstånd.
2. Inre motstånd
Intern resistans inkluderar två delar: ohmsk resistans och polarisationsresistans, som direkt påverkar batteriets arbetseffektivitet och effektkapacitet. Högt internt motstånd kan leda till ökad batteriuppvärmning, ökad energiförlust och minskad laddnings- och urladdningseffektivitet. För att säkerställa temperaturlikformighet och övergripande prestanda inom batteripaketet är det nödvändigt att strikt kontrollera de interna resistansskillnaderna mellan enskilda celler. För vissa typer av batterier, till exempel de med en kapacitet på 1000mAh, bör deras interna resistans inte överstiga 20m Ω; När kapaciteten ökar kommer även det maximalt tillåtna interna motståndet att justeras proportionellt.
3. Kapacitet
Kapacitet hänvisar till den totala mängden elektricitet som ett batteri kan lagra och släppa ut, och det är en av de viktiga faktorerna som bestämmer batteriets livslängd och användningscykel. På grund av subtila skillnader i tillverkningsprocesser är även produkter från samma batch svåra att uppnå exakt samma kapacitet. Därför är det i sorteringsstadiet nödvändigt att utföra kapacitetstestning på varje batteri och klassificera batterier med liknande resultat i en kategori. Generellt sett bör kapacitetsavvikelsen hållas inom ± 2 % av den nominella kapaciteten.
4. Självurladdningshastighet
Självurladdningshastigheten beskriver den hastighet med vilken ett batteri tappar ström på egen hand under lagring, vilket inte bara påverkar batteriets lagringstid utan också orsakar asynkron SOC mellan batterierna. En lägre självurladdning betyder längre hållbarhet och bättre konsistensprestanda. Batteriets självurladdningsegenskaper mättes genom långvariga statiska experiment och användes sedan som ett av sorteringskriterierna.
5. Temperaturstegringsegenskaper
Temperaturstegringskarakteristiken hänvisar till den temperaturökning som orsakas av värmen som genereras av interna kemiska reaktioner under driften av ett batteri. God värmehantering hjälper till att upprätthålla optimala arbetsförhållanden för batterier och förhindrar säkerhetsrisker orsakade av lokal överhettning. Därför, i sorteringsprocessen, övervägs det också att mäta temperaturstegringsvärdet som genereras av batteriet under specifika laddnings- och urladdningsförhållanden, och välja batterier med liknande temperaturstegringsegenskaper för att bilda en grupp.
6. Cykelliv
Cykellivslängden definieras som antalet gånger ett batteri kan laddas upprepade gånger, tömmas helt och sedan laddas om. Även om denna indikator är svår att direkt använda för snabb sortering, återspeglar den tillförlitligheten hos långvarig batterianvändning. Förutsäga batteriernas livslängd genom accelererad åldringstestning och genomföra preliminär screening utifrån detta.
7. Laddnings- och urladdningseffektivitet
Laddnings- och urladdningseffektiviteten speglar batteriets energiomvandlingseffektivitet under hela laddnings- och urladdningscykeln, det vill säga hur mycket av den ingående energin som effektivt kan omvandlas till användbar utenergi. Högre laddnings- och urladdningseffektivitet innebär mindre energiförlust, vilket är avgörande för att förbättra energieffektiviteten i hela batterisystemet. Därför undersöks i sorteringsprocessen även batteriernas laddnings- och urladdningseffektivitet för att säkerställa att de valda batterierna har en god energiutnyttjandeeffektivitet.
Rimlig batterisortering bygger inte bara på flera huvudvariabler som nämns ovan, utan behöver också flexibelt anpassa sorteringsstandarderna enligt kraven i specifika tillämpningsscenarier.
Till exempel, inom området för elfordon, utöver ovanstående parametrar, finns det också ytterligare överväganden för batterisäkerhetsprestanda; I energilagringssystem kommer mer vikt att läggas på batteriernas långsiktiga stabilitet och kostnadseffektivitet.
Dessutom, med teknikens framsteg, undersöker mer och mer forskning hur man använder avancerade dataanalysverktyg, såsom maskininlärningsalgoritmer, för att ytterligare optimera effektiviteten av litiumbatterisortering och gruppering.
Utmärkt sorteringsutrustning för litiumbatterier
1. Effektiv litiumjonbatteri automatisk sorteringsmaskin
Den här typen av utrustning använder avancerad spänningstestning, daglig testning av motståndsmätare och Keyence-tjockleksmätare, som kan sortera litiumjonbatterier exakt och automatiskt. Denna maskin följer den internationella IEC 61131-standardprogrammeringen, stöder axelstyrning, felregistrering och andra funktioner, och realiserar styrningen av högteknologiska linjärmotorer och driften av olika robotarmar. Det förbättrar inte bara produktionseffektiviteten, utan säkerställer också konsekvens i produktkvalitet.
2. Litiumjärnfosfatbatteri automatisk sorteringsmaskin
Den automatiska sorteringsmaskinen för litiumjärnfosfatbatterier som tillhandahålls av Bicester Automation använder modern mekanisk, elektronisk och datorteknik för att uppnå snabb och exakt batteriprestandatestning och klassificering. Den här sorteringsmaskinen mäter exakt batteriets nyckelparametrar som spänning, intern resistans etc. och delar upp batteriet i olika kvaliteter eller batcher enligt förinställda standarder. Detta är ett bra val för tillverkare som eftersträvar effektiv produktion och högkvalitativa produkter.
3. Hitta teknikens sorteringslösning igen
Refind Technologies är en av världens ledande tillverkare av sorteringsmaskiner för litiumbatterier och åtnjuter ett högt anseende i branschen. Deras produktlinje täcker olika konfigurationer från enkanal till multikanal, lämplig för litiumbatterisorteringsbehov av olika typer och specifikationer. Refinds utrustning är känd för sin höga precision, stabilitet och tillförlitlighet, samtidigt som den tillhandahåller skräddarsydda tjänster för att möta kundernas speciella krav.
4. Sorteringssystem för Xiamen TOB litiumbatterier
Litiumbatterisorteringssystemet producerat av Xiamen TOB Company har också en viktig position på marknaden. Dess produkter har god kostnadseffektivitet och används ofta i valet av cylindriska och andra formade litiumbatterier. Sorteringsmaskinen från Xiamen TOB är utrustad med ett intelligent kontrollsystem, som kan uppnå höghastighets- och högprecisionsautomatisk drift, och har en vänlig användargränssnittsdesign, vilket gör det enkelt för operatörer att använda.
5. AOT Batteriteknik Automatiserad sorteringslinje
AOT Battery Technology tillhandahåller en komplett automatiserad produktionslinje för sortering av litiumbatterier, inklusive en serie processer såsom matning, positionering, parameterdetektion och dataanalys. Detta system integrerar den senaste sensorteknologin och mjukvarualgoritmerna, vilket effektivt kan förbättra noggrannheten och effektiviteten i sorteringsprocessen. Dessutom ägnar AOT särskild uppmärksamhet åt designkonceptet miljöskydd och energibesparing, vilket gör hela sorteringsprocessen mer i linje med trenden med hållbar utveckling.
6. WinAck litiumbatterisorteringsutrustning
WinAck är en annan välkänd leverantör av sorteringsutrustning för litiumbatterier, dedikerad till att förse kunderna med sorteringslösningar av hög kvalitet. Deras enheter har kraftfulla databehandlingsmöjligheter som kan övervaka och registrera realtidsinformation om varje testat batteri, vilket hjälper kunder att bättre hantera och optimera sina produktionsprocesser. WinAcks sorteringsmaskin stödjer även fjärrdiagnos och underhållsfunktioner, vilket i hög grad underlättar användarnas dagliga ledningsarbete.
7. Oförstörande testutrustning för litiumbatterier av krafttyp
För litiumbatterier av krafttyp är oförstörande testutrustning ett mycket viktigt verktyg. Dessa enheter genomför en omfattande hälsobedömning utan att skada batteristrukturen, inklusive men inte begränsat till intern defektdetektering, kapacitetsuppskattning etc. Att välja lämplig oförstörande testutrustning hjälper företag att upptäcka potentiella problem tidigare, minska mängden skrot och förbättra kvaliteten på slutprodukter.