Phân loại và phân nhóm pin lithium là một bước quan trọng để đảm bảo hiệu suất ổn định và kéo dài tuổi thọ của bộ pin. Theo dữ liệu, các phương pháp sắp xếp thường được sử dụng chủ yếu bao gồm phương pháp một yếu tố, phương pháp đa yếu tố và phương pháp sắp xếp động.
Phương pháp một yếu tố
Phương pháp một yếu tố đề cập đến việc chọn một tham số nhất định của pin làm biến phân loại duy nhất, chẳng hạn như điện trở ohmic, điện trở phân cực, điện áp mạch hở (OCV), công suất, v.v. Phương pháp này hoạt động đơn giản nhưng chỉ có thể phản ánh đặc điểm của pin trong các điều kiện cụ thể và có những hạn chế nhất định.
Ví dụ, trong một số trường hợp, điện áp mạch hở có thể được chọn làm tiêu chí phân loại. Đối với các cell hình trụ, chênh lệch điện áp đặt trên máy phân loại tự động là 5mV. Nếu yêu cầu về tính nhất quán cao hơn thì chọn 3mV làm mức đầu tiên.
Cách tiếp cận đa yếu tố
Để đánh giá toàn diện tính nhất quán của pin, phương pháp đa yếu tố được áp dụng rộng rãi. Nó không chỉ xem xét một tham số duy nhất mà còn xem xét toàn diện nhiều tham số đại diện, chẳng hạn như đo đồng thời nhiều điều kiện bên ngoài như dung lượng pin, điện trở trong và tốc độ tự xả để đạt được khả năng phân loại chính xác hơn.
Mặc dù phương pháp này tốn thời gian nhưng nó có thể cải thiện hiệu quả tính nhất quán bên trong của các đặc tính pin sau khi nhóm, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng mô-đun và kéo dài tuổi thọ của nó. Ví dụ: trong quy trình GÓI, các tế bào pin được nhóm lại và vận chuyển dựa trên điện áp, công suất và điện trở trong trước khi rời khỏi nhà máy. Sau khi các cell pin được chuyển đến, bộ phận IQC của PACK cần tiến hành kiểm tra đột xuất các thông số này để đảm bảo rằng chênh lệch công suất được kiểm soát trong phạm vi 1%.
Phương pháp sắp xếp động
Quy tắc sắp xếp động là theo dõi các giá trị nhất định của pin trong quá trình sạc và xả và phân loại chúng cho phù hợp. Loại phương pháp này có thể nắm bắt tốt hơn xu hướng thay đổi trạng thái làm việc của pin và do đó được coi là một phương pháp bổ sung hiệu quả cho việc phân loại tĩnh.
Cụ thể, phân tích phân cụm được thực hiện bằng cách phân tích khoảng cách Euclide giữa các điểm lấy mẫu và điểm trung bình trên đường cong sạc dòng điện và điện áp không đổi; Hoặc chú ý đến các đặc tính của đường cong thời gian điện áp trong điều kiện sạc và xả dòng không đổi;
Thậm chí còn xem xét tình trạng dòng điện xung mà xe điện có thể gặp phải trong quá trình vận hành thực tế, tiếp tục tinh chỉnh thêm các tiêu chí phân nhóm. Ngoài ra, một số nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi tốc độ xả tăng lên, sự không nhất quán giữa các pin sẽ được khuếch đại, điều này rất hữu ích trong việc xác định pin bị lỗi.
Ví dụ
Pin lithium sắt photphat:
Liên quan đến vấn đề sắp xếp trong quy trình sử dụng theo thứ bậc của pin lithium iron phosphate đã ngừng hoạt động, nghiên cứu đã chỉ ra rằng thuật toán phân cụm K-mean có thể được sử dụng để xử lý tác động của các yếu tố như công suất, năng lượng và điện trở trong đến quá trình sạc pin, và sử dụng chúng làm yếu tố ảnh hưởng trong các thuật toán liên quan. Cuối cùng, một quy trình sàng lọc hợp lý đã được xác định bằng cách điều chỉnh dữ liệu từ các lô pin khác nhau.
Pin hệ thống ba yếu tố:
Đối với pin lithium-ion có hệ thống vật liệu ba lớp, phạm vi tham số nghiêm ngặt thường được đặt trên máy phân loại tự động, chẳng hạn như chênh lệch điện áp 3mV và chênh lệch điện trở trong là 1-2m Ω. Cài đặt này giúp đảm bảo rằng pin được chọn có độ đồng nhất ban đầu cao hơn, tạo nền tảng tốt cho quá trình lắp ráp tiếp theo.
Các biến sắp xếp phổ biến:
1. Điện áp mạch hở (OCV)
Điện áp mạch hở là thông số chính để đo trạng thái sạc (SOC) của pin, phản ánh mức điện áp đầu cuối của pin trong điều kiện không tải. Do sự khác biệt về tốc độ tự xả giữa các loại pin khác nhau, ngay cả pin được sản xuất từ cùng một lô cũng có thể có các giá trị điện áp mạch hở khác nhau. Do đó, ngưỡng chênh lệch điện áp nhỏ thường được đặt trong quá trình phân loại, chẳng hạn như 3mV hoặc 5mV, để đảm bảo rằng các pin được chọn vào cùng một nhóm có trạng thái sạc ban đầu tương tự nhau.
2. Điện trở trong
Điện trở trong bao gồm hai phần: điện trở ohmic và điện trở phân cực, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất làm việc và khả năng phát điện của pin. Điện trở trong cao có thể dẫn đến tăng nhiệt độ pin, tăng tổn thất năng lượng và giảm hiệu suất sạc và xả. Để đảm bảo tính đồng nhất về nhiệt độ và hiệu suất tổng thể trong bộ pin, cần kiểm soát chặt chẽ sự chênh lệch điện trở bên trong giữa các tế bào riêng lẻ. Đối với một số loại pin nhất định, chẳng hạn như pin có dung lượng 1000mAh, điện trở trong của chúng không được vượt quá 20m Ω; Khi công suất tăng lên thì điện trở trong tối đa cho phép cũng sẽ được điều chỉnh tương ứng.
3. Công suất
Công suất là tổng lượng điện mà pin có thể lưu trữ và giải phóng, là một trong những yếu tố quan trọng quyết định tuổi thọ và chu kỳ sử dụng của pin. Do sự khác biệt nhỏ trong quy trình sản xuất, ngay cả các sản phẩm từ cùng một lô cũng khó đạt được công suất như nhau. Vì vậy, ở khâu phân loại, cần tiến hành kiểm tra dung lượng trên từng viên pin và phân loại những viên pin có kết quả tương tự vào một loại. Nói chung, độ lệch công suất phải được giữ trong khoảng ± 2% công suất định mức.
4. Tốc độ tự xả
Tốc độ tự xả mô tả tốc độ pin tự mất điện trong quá trình lưu trữ, điều này không chỉ ảnh hưởng đến tuổi thọ lưu trữ của pin mà còn gây ra SOC không đồng bộ giữa các pin. Tốc độ tự xả thấp hơn có nghĩa là thời hạn sử dụng lâu hơn và hiệu suất ổn định tốt hơn. Đặc tính tự phóng điện của pin được đo thông qua các thí nghiệm tĩnh trong thời gian dài và sau đó được sử dụng làm một trong những tiêu chí phân loại.
5. Đặc tính tăng nhiệt độ
Đặc tính tăng nhiệt độ đề cập đến sự tăng nhiệt độ do nhiệt sinh ra bởi các phản ứng hóa học bên trong trong quá trình hoạt động của pin. Quản lý nhiệt tốt giúp duy trì điều kiện làm việc tối ưu cho pin và ngăn ngừa các mối nguy hiểm về an toàn do quá nhiệt cục bộ gây ra. Do đó, trong quá trình phân loại, người ta cũng cân nhắc đo giá trị tăng nhiệt độ do pin tạo ra trong các điều kiện sạc và xả cụ thể, đồng thời chọn những pin có đặc tính tăng nhiệt độ tương tự để tạo thành một nhóm.
6. Vòng đời
Tuổi thọ của chu kỳ được định nghĩa là số lần pin có thể được sạc lại nhiều lần, cạn kiệt hoàn toàn và sau đó được sạc lại. Mặc dù khó sử dụng trực tiếp chỉ báo này để phân loại nhanh nhưng nó phản ánh độ tin cậy của việc sử dụng pin lâu dài. Dự đoán tuổi thọ của pin thông qua thử nghiệm lão hóa nhanh và tiến hành sàng lọc sơ bộ dựa trên điều này.
7. Hiệu suất sạc và xả
Hiệu suất sạc và xả phản ánh hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin trong toàn bộ chu trình sạc và xả, tức là bao nhiêu năng lượng đầu vào có thể được chuyển đổi một cách hiệu quả thành năng lượng đầu ra có thể sử dụng được. Hiệu suất sạc và xả cao hơn đồng nghĩa với việc mất ít năng lượng hơn, điều này rất quan trọng để cải thiện hiệu quả sử dụng năng lượng của toàn bộ hệ thống pin. Do đó, trong quá trình phân loại, hiệu suất sạc và xả của pin cũng được kiểm tra để đảm bảo pin được chọn có hiệu suất sử dụng năng lượng tốt.
Việc phân loại pin hợp lý không chỉ dựa vào một số biến chính được đề cập ở trên mà còn cần điều chỉnh linh hoạt các tiêu chuẩn sắp xếp theo yêu cầu của các tình huống ứng dụng cụ thể.
Ví dụ, trong lĩnh vực xe điện, ngoài các thông số trên còn có những cân nhắc bổ sung về hiệu suất an toàn của pin; Trong các hệ thống lưu trữ năng lượng, sự ổn định lâu dài và hiệu quả chi phí của pin sẽ được chú trọng nhiều hơn.
Ngoài ra, với sự tiến bộ của công nghệ, ngày càng có nhiều nghiên cứu khám phá cách sử dụng các công cụ phân tích dữ liệu tiên tiến, chẳng hạn như thuật toán học máy, để tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả của việc phân loại và nhóm pin lithium.
Thiết bị phân loại pin lithium tuyệt vời
1. Máy phân loại tự động pin lithium-ion hiệu quả
Loại thiết bị này áp dụng thử nghiệm điện áp tiên tiến, thử nghiệm đồng hồ đo điện trở hàng ngày và công nghệ đo độ dày Keyence, có thể phân loại pin lithium-ion một cách chính xác và tự động. Máy này tuân theo chương trình tiêu chuẩn quốc tế IEC 61131, hỗ trợ điều khiển trục, ghi lỗi và các chức năng khác, đồng thời thực hiện điều khiển động cơ tuyến tính công nghệ cao và vận hành các cánh tay robot khác nhau. Nó không chỉ nâng cao hiệu quả sản xuất mà còn đảm bảo tính nhất quán về chất lượng sản phẩm.
2. Máy phân loại tự động pin lithium iron phosphate
Máy phân loại tự động pin lithium iron phosphate do Bicester Automation cung cấp sử dụng các công nghệ cơ khí, điện tử và máy tính hiện đại để đạt được việc kiểm tra và phân loại hiệu suất pin nhanh chóng và chính xác. Máy phân loại này đo chính xác các thông số chính của pin như điện áp, điện trở trong, v.v. và chia pin thành các loại hoặc lô khác nhau theo tiêu chuẩn đặt trước. Đây là sự lựa chọn tốt cho những nhà sản xuất theo đuổi sản xuất hiệu quả và sản phẩm chất lượng cao.
3. Giải pháp sắp xếp công nghệ Refind
Refind Technologies là một trong những nhà sản xuất máy phân loại pin lithium hàng đầu thế giới và có uy tín cao trong ngành. Dòng sản phẩm của họ bao gồm nhiều cấu hình khác nhau từ kênh đơn đến đa kênh, phù hợp với nhu cầu phân loại pin lithium thuộc nhiều loại và thông số kỹ thuật khác nhau. Thiết bị của Refind nổi tiếng về độ chính xác, ổn định và độ tin cậy cao, đồng thời cung cấp các dịch vụ tùy chỉnh để đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của khách hàng.
4. Hệ thống phân loại pin lithium TOB Hạ Môn
Hệ thống phân loại pin lithium do Công ty TOB Hạ Môn sản xuất cũng chiếm một vị trí quan trọng trên thị trường. Sản phẩm của hãng có hiệu quả chi phí tốt và được sử dụng rộng rãi trong việc lựa chọn pin lithium hình trụ và hình dạng khác. Máy phân loại của Xiamen TOB được trang bị hệ thống điều khiển thông minh, có thể đạt được vận hành tự động tốc độ cao và độ chính xác cao, đồng thời có thiết kế giao diện người dùng thân thiện, giúp người vận hành dễ dàng sử dụng.
5. Dây chuyền phân loại tự động công nghệ pin AOT
Công nghệ pin AOT cung cấp dây chuyền sản xuất phân loại pin lithium tự động hoàn chỉnh, bao gồm một loạt các quy trình như cấp nguồn, định vị, phát hiện thông số và phân tích dữ liệu. Hệ thống này tích hợp công nghệ cảm biến mới nhất và thuật toán phần mềm, có thể cải thiện hiệu quả độ chính xác và hiệu quả của quá trình phân loại. Ngoài ra, AOT đặc biệt chú ý đến ý tưởng thiết kế bảo vệ môi trường và tiết kiệm năng lượng, khiến toàn bộ quá trình phân loại trở nên phù hợp hơn với xu hướng phát triển bền vững.
6. Thiết bị phân loại pin lithium WinAck
WinAck là một nhà cung cấp thiết bị phân loại pin lithium nổi tiếng khác, chuyên cung cấp cho khách hàng các giải pháp phân loại chất lượng cao. Thiết bị của họ có khả năng xử lý dữ liệu mạnh mẽ, có thể theo dõi và ghi lại thông tin theo thời gian thực về từng loại pin được kiểm tra, giúp khách hàng quản lý và tối ưu hóa quy trình sản xuất của mình tốt hơn. Máy phân loại của WinAck còn hỗ trợ chức năng chẩn đoán và bảo trì từ xa, hỗ trợ rất nhiều cho công việc quản lý hàng ngày của người dùng.
7. Thiết bị kiểm tra không phá hủy đối với pin lithium loại năng lượng
Đối với pin lithium loại năng lượng, thiết bị kiểm tra không phá hủy là một công cụ rất quan trọng. Các thiết bị này hoàn thành việc đánh giá tình trạng toàn diện mà không làm hỏng cấu trúc pin, bao gồm nhưng không giới hạn ở việc phát hiện khuyết tật bên trong, ước tính công suất, v.v. Việc lựa chọn thiết bị kiểm tra không phá hủy phù hợp giúp các công ty phát hiện sớm hơn các vấn đề tiềm ẩn, giảm tỷ lệ phế liệu và cải thiện chất lượng pin. sản phẩm cuối cùng.