ประสิทธิภาพของเซลล์คืออะไร?

ประสิทธิภาพของเซลล์คืออะไร?

ประสิทธิภาพของเซลล์ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสี่ด้าน ได้แก่ ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า ประสิทธิภาพด้านความปลอดภัย ประสิทธิภาพทางกล และประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม

(1) ความจุสูงสุดการคายประจุที่ 0.5C เวลาคายประจุของเซลล์เดียวจะต้องไม่น้อยกว่า 120 นาที ( มากกว่าหรือเท่ากับ 90%) และเวลาคายประจุของก้อนแบตเตอรี่จะต้องไม่น้อยกว่า 114 นาที ( มากกว่าหรือเท่ากับ 90%) ตัวบ่งชี้นี้เป็นหนึ่งในรายการหลักในมาตรฐานการจัดส่งของผู้จัดหาแบตเตอรี่ลิเธียม

(2) ความจุการคายประจุ 1Cการคายประจุที่อุณหภูมิ 1C เวลาคายประจุของเซลล์เดียวจะต้องไม่น้อยกว่า 57 นาที (95%) และเวลาคายประจุของก้อนแบตเตอรี่จะต้องไม่น้อยกว่า 45 นาที (90%)

(3) ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟที่อุณหภูมิต่ำ-คายประจุที่ 0.5C ที่ -20 องศา เวลาในการคายประจุของเซลล์หรือแบตเตอรี่เดี่ยวจะต้องไม่น้อยกว่า 72 นาที (มากกว่าหรือเท่ากับ 60%) ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำส่งผลโดยตรงต่อช่วงฤดูหนาวของรถยนต์พลังงานใหม่ และเป็นข้อกังวลหลักในข้อกำหนดการปล่อยอุณหภูมิต่ำของแบตเตอรี่พลังงาน

(4) ความสามารถในการคายประจุที่อุณหภูมิสูง-คายประจุที่ 0.5C ที่ 55 องศา เวลาในการคายประจุของเซลล์เดียวจะต้องไม่น้อยกว่า 114 นาที (95%) และเวลาในการคายประจุของก้อนแบตเตอรี่จะต้องไม่น้อยกว่า 108 นาที (90%)

(5) ความสามารถในการเก็บรักษาและการกู้คืนประจุหลังจากเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องที่ประจุไฟเต็มเป็นเวลา 28 วัน เวลาคายประจุเพื่อการเก็บรักษาประจุจะต้องไม่น้อยกว่า 96 นาที (มากกว่าหรือเท่ากับ 80%) และเวลาคายประจุสำหรับการกู้คืนประจุจะต้องไม่น้อยกว่า 108 นาที (มากกว่าหรือเท่ากับ 90%) นี่เป็นตัวบ่งชี้อ้างอิงที่สำคัญสำหรับอัตราการคงประจุแบตเตอรี่ได้นาน 28 วัน

(6) ประสิทธิภาพการจัดเก็บข้อมูลเซลล์เดียวหรือชุดแบตเตอรี่ที่เลือกสำหรับการทดสอบการจัดเก็บจะต้องมีอายุน้อยกว่าสามเดือนนับจากวันที่ผลิต และจะต้องชาร์จ 50%-60% ของความจุก่อนการจัดเก็บ จะต้องเก็บไว้เป็นเวลา 90 วันในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิ 40 องศา ± 5 องศา และความชื้นสัมพัทธ์ 45%-75% หลังจากระยะเวลาการจัดเก็บ ให้นำก้อนแบตเตอรี่ออกมา ชาร์จจนเต็มที่อุณหภูมิ 0.2C และปล่อยให้ยืนเป็นเวลา 60 นาที จากนั้นจึงคายประจุที่กระแสคงที่ 0.5C จนถึงแรงดันไฟตัด การทดลองข้างต้นสามารถทำซ้ำได้ 3 ครั้ง และเวลาในการคายประจุต้องไม่น้อยกว่า 72 นาที (60%)

(7) วงจรชีวิตเซลล์เดียวหรือชุดแบตเตอรี่ชาร์จที่ 0.2C และคายประจุที่ 0.5C สำหรับการปั่นจักรยาน การทดสอบจะหยุดลงเมื่อความสามารถในการคายประจุต่ำกว่า 72 นาที (60%) สองครั้งติดต่อกัน วงจรชีวิตของเซลล์เดียวต้องไม่น้อยกว่า 600 รอบ และอายุการใช้งานของก้อนแบตเตอรี่ต้องไม่น้อยกว่า 500 รอบ สำหรับบริษัทรถยนต์ส่วนใหญ่และโครงการจัดเก็บพลังงาน อายุการใช้งานแบตเตอรี่ 500 รอบได้กลายเป็นเกณฑ์พื้นฐานสำหรับการเลือกซัพพลายเออร์

(8) พื้นที่เก็บข้อมูลอุณหภูมิสูง- ชีวิตจะต้องเลือกเซลล์เดียวที่น้อยกว่าสามเดือนนับจากวันที่ผลิตสำหรับการทดสอบอายุการเก็บรักษาที่อุณหภูมิสูง- ก่อนการจัดเก็บ จะชาร์จ 50% ± 5% ของความจุ จากนั้นเซลล์จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 7 วันที่อุณหภูมิแวดล้อม 55 องศา ± 2 องศา หลังจากผ่านไป 7 วัน ให้ถอดแบตเตอรี่ออกและปล่อยให้ตั้งไว้เป็นเวลา 120–300 นาที ที่อุณหภูมิแวดล้อม 20 องศา ± 5 องศา ขั้นแรก แบตเตอรี่จะคายประจุจนถึงแรงดันตัด-ที่ 0.5C จากนั้นชาร์จที่ 0.2C หลังจากผ่านไป 30 นาที ปล่อยให้ยืนเป็นเวลา 30 นาที จากนั้นจึงคายประจุที่กระแสคงที่ที่ 0.5C ถึงแรงดันตัด- และความจุนี้จะถือเป็นความสามารถในการกู้คืน ขั้นตอนข้างต้นประกอบด้วยวงจร 1- สัปดาห์ และการทดสอบสิ้นสุดเมื่อเวลาคายประจุน้อยกว่า 72 นาที (60%) ในบางสัปดาห์ อายุการเก็บรักษาต้องไม่น้อยกว่า 56 วัน (8 รอบต่อสัปดาห์) การทดสอบนี้จัดอยู่ในรายการบังคับในข้อกำหนดการตรวจสอบซัพพลายเออร์ที่มีอายุการเก็บรักษาอุณหภูมิสูงของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตส่วนใหญ่

Electrical Performance

(1) การชาร์จอย่างต่อเนื่องเซลล์เดี่ยวมีประจุกระแสคงที่ 0.2C เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่เทอร์มินัลของเซลล์เดียวถึงแรงดันไฟฟ้าจำกัดการชาร์จ จะมีการสลับไปที่การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่และคงไว้เป็นเวลา 28 วัน หลังจากการทดลอง แบตเตอรี่จะต้องไม่รั่วไหล ระบาย แตก ลุกไหม้ หรือระเบิด (เทียบเท่ากับการชาร์จแบบโฟลตเต็ม)

(2) ขูดเลือดขูดเนื้อเซลล์เดี่ยวจะถูกชาร์จด้วยกระแสคงที่ที่ 3C โดยใช้แหล่งจ่ายกระแสคงที่ และเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 10V เซลล์จะสลับไปใช้การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่จนกว่าแบตเตอรี่จะระเบิดหรือติดไฟ การชาร์จจะหยุดลงเมื่อเวลาในการชาร์จคือ 90 นาที หรืออุณหภูมิพื้นผิวแบตเตอรี่คงที่ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศาภายใน 45 นาที) แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด ชุดแบตเตอรี่จะถูกชาร์จด้วยกระแสคงที่ 0.5C โดยใช้แหล่งจ่ายไฟที่มีการควบคุม และเมื่อแรงดันไฟฟ้าถึง 5nV (n คือจำนวนเซลล์อนุกรม) แบตเตอรี่จะสลับไปใช้การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่จนกว่าแบตเตอรี่จะระเบิดหรือติดไฟ การชาร์จจะหยุดลงเมื่อเวลาในการชาร์จคือ 90 นาที หรืออุณหภูมิพื้นผิวของก้อนแบตเตอรี่คงที่ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศาภายใน 45 นาที) แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด

(3) การบังคับคายประจุ (การชาร์จแบบย้อนกลับ)เซลล์เดี่ยวจะถูกปล่อยประจุครั้งแรกที่กระแสคงที่ที่ 0.2C จนถึงแรงดันไฟตัด- จากนั้นเซลล์จะถูกชาร์จแบบย้อนกลับด้วยกระแส 1C เวลาในการชาร์จจะต้องไม่น้อยกว่า 90 นาที แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด เซลล์เดียวในชุดแบตเตอรี่ถูกคายประจุจนถึงแรงดันไฟฟ้าตัด- และเซลล์ที่เหลือเป็นเซลล์ที่ชาร์จเต็มแล้ว จากนั้นก้อนแบตเตอรี่จะคายประจุที่กระแสคงที่ที่ 1C จนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่เป็น 0V และการคายประจุจะหยุดลง แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด

(4) การทดสอบการลัดวงจรเซลล์เดี่ยวลัดวงจรจากภายนอก-เป็นเวลา 90 นาที หรือจนกว่าอุณหภูมิพื้นผิวของเซลล์จะคงที่ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศาภายใน 45 นาที) จากนั้นการลัดวงจรจะหยุดลง ความต้านทานของวงจรภายนอกจะต้องน้อยกว่า 50mΩ และแบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด เชื่อมต่อขั้วบวกและขั้วลบของก้อนแบตเตอรี่ด้วยลวดที่มีความต้านทานน้อยกว่า 0.1Ω จนกระทั่งแรงดันไฟฟ้าของก้อนแบตเตอรี่น้อยกว่า 0.2V หรืออุณหภูมิพื้นผิวของก้อนแบตเตอรี่จะคงที่ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศาภายใน 45 นาที) จากนั้นการคายประจุจะหยุดลง แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด

Safety Performance

(1) การอัดขึ้นรูปวางเซลล์เดี่ยวไว้ตรงกลางของแผ่นกดสองแผ่น แล้วค่อยๆ เพิ่มแรงดันเป็น 13kN สำหรับเซลล์ทรงกระบอก ทิศทางการอัดขึ้นรูปจะต้องตั้งฉากกับแกนกระบอกสูบ สำหรับเซลล์แบบแท่งปริซึม หน้าเซลล์ที่กว้างและแคบจะต้องถูกอัดออกมา แต่ละเซลล์สามารถถูกอัดขึ้นรูปได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น และผลการทดสอบจะต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง วางแท่งเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15 ซม. ไว้บนก้อนแบตเตอรี่เพื่อกดด้านกว้างและแคบของก้อนแบตเตอรี่ รีดให้เป็น 85% ของขนาดเดิมของแบตเตอรี่ และคงไว้เป็นเวลา 5 นาที ก้อนแบตเตอรี่แต่ละก้อนสามารถถูกรีดได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น

(2) การเจาะวางเซลล์เดี่ยวในอุปกรณ์ยึดเหล็ก และใช้ตะปูเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง φ3-8 มม. เพื่อเจาะเซลล์จากทิศทางที่ตั้งฉากกับแผ่นเซลล์ (ตะปูเหล็กยังคงอยู่ในเซลล์) ดำเนินการต่อเป็นเวลา 90 นาที หรือหยุดการทดลองเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวของเซลล์คงที่ (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 2 องศาภายใน 45 นาที)

(3) ผลกระทบของวัตถุหนักวางเซลล์เดี่ยวบนระนาบแข็ง และวางแท่งเหล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 15.8 มม. แบนตรงกลางเซลล์ โดยให้แกนตามยาวของแท่งเหล็กขนานกับระนาบ วัตถุหนักที่มีมวล 9.1 กก. สามารถตกลงอย่างอิสระจากความสูง 610 มม. ลงบนแท่งเหล็กที่อยู่ตรงกลางเซลล์ได้ เมื่อเซลล์เดียวมีทรงกระบอก ทิศทางการกระแทกจะต้องตั้งฉากกับแกนตามยาวของกระบอกสูบ เมื่อเซลล์เดียวเป็นแท่งปริซึม ใบหน้าที่กว้างและแคบของเซลล์จะได้รับผลกระทบ แต่ละเซลล์สามารถรับแรงกระแทกได้เพียงครั้งเดียวเท่านั้น

(4) แรงกระแทกทางกลแบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่จะต้องได้รับการแก้ไขอย่างแน่นหนา (วิธีนี้สามารถรองรับพื้นผิวที่คงที่ทั้งหมดของแบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่) และยึดเข้ากับอุปกรณ์ทดลอง แบตเตอรี่หรือก้อนแบตเตอรี่ต้องถูกกระแทกเท่ากันหนึ่งครั้งในทิศทางตั้งฉากกันสามทิศทาง อย่างน้อยหนึ่งทิศทางจะต้องตั้งฉากกับหน้ากว้างของแบตเตอรี่หรือก้อนแบตเตอรี่ การกระแทกแต่ละครั้งจะต้องดำเนินการดังต่อไปนี้: ความเร่งเฉลี่ยขั้นต่ำจะต้องอยู่ที่ 725 ม./วินาที² ภายใน 3 มิลลิวินาทีเริ่มต้น และความเร่งสูงสุดควรอยู่ระหว่าง 1225-1715 ม./วินาที² ระหว่าง

(5) การสั่นสะเทือนแบตเตอรี่หรือชุดแบตเตอรี่ได้รับการติดตั้งโดยตรงหรือติดตั้งบนโต๊ะการสั่นสะเทือนโดยใช้ฟิกซ์เจอร์สำหรับการทดสอบการสั่นสะเทือน เงื่อนไขการทดสอบคือ: ความถี่ 10-55Hz ความเร่ง 29.4 ม./วินาที² XYZ สามทิศทาง 10 รอบการกวาดในแต่ละทิศทาง และอัตราการกวาดคือ 1oct/นาที

(6)ดรอปฟรีเซลล์เดียวหรือชุดแบตเตอรี่ได้รับอนุญาตให้ปล่อยจากความสูง (ความสูงจุดต่ำสุด) 600 มม. ลงบนกระดานไม้เนื้อแข็งหนา 20 มม. ที่วางอยู่บนพื้นซีเมนต์ หนึ่งครั้งจากแต่ละ XYZ สามทิศทาง

Cell Performance

(1) การอบที่อุณหภูมิสูงวางเซลล์เดี่ยวไว้ในกล่อง-ป้องกันการระเบิดที่อุณหภูมิสูง- และเพิ่มอุณหภูมิเป็น 130 องศาที่อัตรา 5 องศา/นาที และเก็บไว้ที่อุณหภูมินี้เป็นเวลา 10 นาที

(2) การจัดเก็บที่อุณหภูมิสูงวางเซลล์เดียวหรือชุดแบตเตอรี่ไว้ในเตาอบที่อุณหภูมิ (75 ± 2) องศา เป็นเวลา 48 ชั่วโมง แบตเตอรี่จะต้องไม่รั่วไหล ระบาย แตก ลุกไหม้ หรือระเบิด

(3) ความดันต่ำตรงตามมาตรฐาน UL1642 (Underwriters Laboratories Inc.) แบตเตอรี่จะถูกเก็บไว้เป็นเวลา 6 ชั่วโมงภายใต้สภาวะความดันสัมบูรณ์ 11.6kPa และอุณหภูมิ 20 องศา ± 3 องศา แบตเตอรี่จะต้องไม่ลุกไหม้หรือระเบิด และจะต้องไม่มีการเจาะหรือการรั่วไหล