Hücre Performansı Nedir?
Hücre Performansı
Hücre performansı temel olarak dört unsura ayrılır: elektriksel performans, güvenlik performansı, mekanik performans ve çevresel performans.
Elektriksel Performans
(1) Nominal Kapasite0,5C'de deşarj, tek bir hücrenin deşarj süresi 120 dakikadan az (%90'a eşit veya daha büyük) ve pil takımının deşarj süresi 114 dakikadan daha az (%90'a eşit veya daha fazla) olmayacaktır. Bu gösterge, lityum pil nominal kapasitesi tedarikçi teslimat standardındaki temel öğelerden biridir.
(2) 1C Deşarj Kapasitesi1C'de deşarj, tek bir hücrenin deşarj süresi 57 dakikadan (%95) az olmayacak ve pil takımının deşarj süresi 45 dakikadan (%90) az olmayacaktır.
(3) Düşük-Sıcaklıkta Boşaltma Kapasitesi-20 derecede 0,5C'de deşarj, tek bir hücrenin veya pil paketinin deşarj süresi 72 dakikadan az olmayacaktır (%60'tan büyük veya eşit). Düşük sıcaklık performansı, yeni enerji araçlarının kış menzilini doğrudan etkiler ve güç aküsü düşük sıcaklık deşarj spesifikasyonunda önemli bir husustur.
(4) Yüksek-Sıcaklıkta Boşaltma Kapasitesi55 derecede 0,5C'de deşarj, tek bir hücrenin deşarj süresi 114 dakikadan (%95) ve pil takımının deşarj süresi 108 dakikadan (%90) az olmayacaktır.
(5) Şarj Tutma ve Kurtarma Yeteneği28 gün boyunca oda sıcaklığında tam şarjda saklandıktan sonra, şarjın tutulması için deşarj süresi 96 dakikadan az (%80'e eşit veya daha büyük) ve şarjın geri kazanılması için deşarj süresi 108 dakikadan daha az olmamalıdır (%90'a eşit veya daha fazla). Bu, enerji depolama pilinin 28 günlük şarj tutma oranı için önemli bir referans göstergesidir.
(6) Depolama PerformansıDepolama testi için seçilen tek hücre veya pil paketi, üretim tarihinden itibaren üç aydan daha kısa bir süre içinde kullanılacak ve depolamadan önce kapasitesinin %50-%60'ına kadar şarj edilecektir. Sıcaklığı 40 derece ± 5 derece, bağıl nemi %45-75 olan ortamda 90 gün süreyle depolanacaktır. Depolama süresinden sonra pil paketi çıkarılır, 0,2C'de tamamen şarj edilir ve 60 dakika beklemeye bırakılır ve ardından 0,5C sabit akımda kesme voltajına kadar deşarj edilir. Yukarıdaki deney 3 kez tekrarlanabilir ve deşarj süresi 72 dakikadan (%60) az olmamalıdır.
(7) Döngü ÖmrüTek hücreli veya pil takımı döngü için 0,2C'de şarj edilir ve 0,5C'de deşarj edilir. Deşarj kapasitesi art arda iki kez 72 dakikanın (%60) altına düştüğünde test durdurulur. Tek hücrenin çevrim ömrü 600 çevrimden, pil takımının çevrim ömrü ise 500 çevrimden az olmayacaktır. Çoğu otomobil şirketi ve enerji depolama projesi için, 500 çevrim ömrüne sahip akü paketi, tedarikçi seçiminde temel eşik haline geldi.
(8) Yüksek-Sıcaklıkta Depolama HayatYüksek sıcaklıkta depolama ömrü testi için üretim tarihinden itibaren üç aydan daha kısa bir süre içinde tek bir hücre seçilecektir. Depolamadan önce kapasitenin %50 ± %5'i şarj edilir ve ardından hücre 7 gün boyunca 55 derece ± 2 derece ortam sıcaklığında depolanır. 7 gün sonra pil çıkarılarak 20 derece ± 5 derece ortam sıcaklığında 120–300 dakika bekletilir. Pil önce 0,5C'de kesme voltajına kadar deşarj edilir, ardından 30 dakika sonra 0,2C'de şarj edilir, 30 dakika beklemeye bırakılır ve ardından 0,5C'lik sabit akımla kesme voltajına kadar deşarj edilir ve bu kapasite geri kazanım kapasitesi olarak alınır. Yukarıdaki adımlar 1-haftalık bir döngüyü oluşturur ve belirli bir haftada deşarj süresi 72 dakikadan (%60) az olduğunda deney sona erer. Depolama ömrü 56 günden (8 haftalık döngü) az olmayacaktır. Bu test, çoğu lityum demir fosfat pil yüksek sıcaklıkta depolama ömrü tedarikçisi denetim gerekliliklerinde zorunlu bir madde olarak listelenmiştir.
Güvenlik Performansı
(1) Sürekli ŞarjTek hücre 0,2C'lik sabit bir akımla yüklenir. Tek hücrenin terminal voltajı şarj limit voltajına ulaştığında sabit voltajlı şarja geçilir ve 28 gün boyunca muhafaza edilir. Deneyden sonra pil sızıntı yapmamalı, hava almamalı, patlamamalı, alev almamalı veya patlamamalıdır (tam şarjlı yüzdürme şarjına eşdeğer).
(2) Aşırı şarjTek hücre, sabit bir akım kaynağı kullanılarak 3C sabit akımla şarj edilir ve voltaj 10V'a ulaştığında, pil patlayana veya alev alana kadar sabit voltajlı şarja geçilir. Şarj süresi 90 dakika olduğunda veya pil yüzey sıcaklığı dengelendiğinde (45 dakika içinde sıcaklık farkı 2 dereceye eşit veya daha az) şarj işlemi durdurulur. Pil alev almamalı veya patlamamalıdır; pil takımı, regüle edilmiş bir güç kaynağı kullanılarak 0,5C'lik sabit bir akımla şarj edilir ve voltaj 5nV'ye ulaştığında (n, seri hücre sayısıdır), pil takımı patlayana veya alev alana kadar sabit voltajlı şarja geçirilir. Şarj süresi 90 dakika olduğunda veya pil paketi yüzey sıcaklığı dengelendiğinde (45 dakika içinde sıcaklık farkı 2 dereceye eşit veya daha az) şarj işlemi durdurulur. Pil alev almamalı veya patlamamalıdır.
(3) Zorunlu Deşarj (Ters Şarj)Tek hücre ilk önce 0,2C'lik sabit bir akımla kesme-voltajına kadar boşaltılır ve ardından hücre 1C'lik bir akımla ters yüklenir. Şarj süresinin 90 dakikadan az olmaması gerekmektedir. Pil alev almamalı veya patlamamalıdır; Pil paketindeki tek bir hücre kesme voltajına kadar boşaltılır ve geri kalanı tamamen şarj edilmiş hücrelerdir ve ardından pil paketi, pil paketinin voltajı 0V olana kadar 1C'lik sabit bir akımla boşaltılır ve deşarj durdurulur. Pil alev almamalı veya patlamamalıdır.
(4) Kısa Devre TestiTek hücre, 90 dakika süreyle veya hücre yüzeyi sıcaklığı stabil hale gelene kadar (sıcaklık farkı 45 dakika içinde 2 dereceye eşit veya daha az) harici-kısa devre yapılır ve ardından kısa devre durdurulur. Harici devre direnci 50 mΩ'dan az olacak ve pil alev almamalı veya patlamamalıdır; Pil takımının pozitif ve negatif kutuplarını, pil takımı voltajı 0,2V'den düşük olana veya pil takımı yüzey sıcaklığı stabil hale gelene kadar (45 dakika içinde sıcaklık farkı 2 dereceye eşit veya daha az) 0,1Ω'dan düşük dirençli bir kabloyla bağlayın ve ardından deşarj durdurulur. Pil alev almamalı veya patlamamalıdır.
Mekanik Performans
(1) EkstrüzyonTek hücreyi iki presleme plakasının ortasına yerleştirin ve basıncı kademeli olarak 13kN'ye yükseltin. Silindirik hücreler için ekstrüzyon yönü silindir eksenine dik olacaktır; prizmatik hücreler için hücrenin geniş ve dar yüzleri ekstrüde edilecektir. Her hücre yalnızca bir ekstrüzyon işlemine tabi tutulabilir ve test sonuçları ilgili standart hükümlerine uygun olacaktır. Pil takımının geniş ve dar yüzeylerine bastırmak için pil takımının üzerine 15 cm çapında bir çelik çubuk yerleştirin, bunu pilin orijinal boyutunun %85'ine kadar sıkın ve 5 dakika boyunca bu şekilde tutun. Her akü paketi yalnızca bir ekstrüzyon işlemine tabi tutulabilir.
(2) PenetrasyonTek hücreyi çelik bir donanıma yerleştirin ve hücre plakasına dik bir yönden hücreye nüfuz etmek için φ3-8 mm çapında bir çelik çivi kullanın (çelik çivi hücrede kalır), 90 dakika devam edin veya hücre yüzeyi sıcaklığı stabilize olduğunda deneyi durdurun (sıcaklık farkı 45 dakika içinde 2 dereceye eşit veya daha az).
(3) Ağır Nesne EtkisiTek hücreyi sert bir düzlem üzerine yerleştirin ve hücrenin merkezine 15,8 mm çapında düz bir çelik çubuk, çelik çubuğun uzunlamasına ekseni düzleme paralel olacak şekilde yerleştirin. Kütlesi 9,1 kg olan ağır bir nesnenin 610 mm yükseklikten hücrenin ortasındaki çelik çubuğun üzerine serbest düşmesine izin veriliyor; Tek hücre silindirik olduğunda darbe yönü silindirin uzunlamasına eksenine dik olacaktır; Tek hücre prizmatik olduğunda hücrenin geniş ve dar yüzleri etkilenecektir. Her hücre yalnızca bir darbeye maruz kalabilir.
(4) Mekanik ŞokPil veya pil takımı sağlam bir şekilde sabitlenmeli (yöntem pilin veya pil takımının tüm sabit yüzeylerini destekleyebilir) ve deney ekipmanına sabitlenmelidir. Batarya veya batarya paketi, karşılıklı olarak üç dik yönde bir eşdeğer şoka maruz bırakılacaktır. En az bir yön pilin veya pil takımının geniş yüzüne dik olmalıdır. Her şok şu şekilde gerçekleştirilecektir: ilk 3 ms'de minimum ortalama ivme 725 m/s², tepe ivme ise 1225-1715 m/s² arasında olmalıdır.
(5) TitreşimPil veya pil paketi, titreşim testi için bir donanım aracılığıyla doğrudan titreşim tablasına monte edilir veya kurulur. Test koşulları şunlardır: frekans 10-55Hz, ivme 29,4m/s², XYZ üç yön, her yönde 10 tarama döngüsü ve tarama hızı 1 okt/dak.
(6)Ücretsiz BırakmaTek hücre veya batarya paketinin, XYZ'nin üç yönünün her birinden bir kez olmak üzere, 600 mm'lik bir yükseklikten (en alçak nokta yüksekliği) çimento zemin üzerine yerleştirilmiş 20 mm kalınlığındaki sert ahşap bir tahta üzerine serbestçe düşmesine izin verilir.
Çevresel Performans
(1) Yüksek Sıcaklıkta PişirmeTek hücreyi yüksek-sıcaklıktaki patlamaya- dayanıklı bir kutuya yerleştirin ve sıcaklığı 5 derece/dakika hızla 130 dereceye yükseltin ve 10 dakika boyunca bu sıcaklıkta tutun.
(2) Yüksek Sıcaklıkta DepolamaTek hücreli veya pil paketini (75 ± 2) derecedeki fırında 48 saat bekletin. Pil sızıntı yapmamalı, hava almamalı, patlamamalı, alev almamalı veya patlamamalıdır.
(3) Düşük BasınçUL1642 (Underwriters Laboratories Inc.) standardını karşılayın. Pil, 11.6kPa mutlak basınç ve 20 derece ± 3 derece sıcaklık koşullarında 6 saat süreyle saklanır. Pil alev almamalı veya patlamamalı, delinme veya sızıntı olmamalıdır.
