A. Problemi relativi alla tensione
Incoerenza della tensione o bassi livelli individuali
Elevata autoscarica: alcune celle della batteria presentano un tasso di autoscarica più elevato rispetto ad altre, con conseguente caduta di tensione più rapida dopo essere rimaste inattive.
Carica non uniforme: durante il processo di carica, differenze nella resistenza di contatto o un rilevamento incoerente della corrente nel cabinet portano a stati di carica non uniformi tra le celle della batteria, con conseguenti significative disparità di tensione dopo un lungo periodo di stoccaggio.
Soluzione: conservare la batteria carica per più di 24 ore prima di misurare la tensione durante la produzione e selezionare le celle a bassa tensione per la ricarica o la sostituzione.
Anomalia di sovratensione o sovraccarica
Il guasto del circuito di protezione o il malfunzionamento delle apparecchiature di rilevamento causano il superamento della tensione di carica di 5V, portando alla decomposizione dell'elettrolita, emissione di gas e persino esplosione.
La funzione di bilanciamento dell'LMU (Battery Management Unit) è guasta, impedendo la regolazione delle tensioni delle singole celle, con conseguente aumento continuo della tensione di alcune celle.
B. Problema di resistenza interna anomala
La resistenza interna è superiore alla norma
Imprecisione delle apparecchiature di rilevamento o mancata eliminazione della resistenza di contatto comportano valori di misurazione falsamente elevati, che richiedono l'uso di uno strumento basato sul principio del ponte AC per il test.
Se la cella della batteria viene conservata per un periodo prolungato, può subire passivazione interna e perdita di capacità, che possono essere ripristinate tramite attivazione di carica-scarica.
Il processo causa un aumento della resistenza interna
La saldatura a punti, la lavorazione ultrasonica e altre operazioni causano un riscaldamento anomalo della cella della batteria, portando alla chiusura termica del separatore e aumentando significativamente la resistenza interna.
C. Problemi meccanici e strutturali
Rischio di cortocircuito
Le bave dei perni che perforano il separatore, il disallineamento degli elettrodi o un assemblaggio allentato possono portare a cortocircuiti interni, influenzando la tensione a circuito aperto.
Posizioni errate di saldatura a punti o scarsa saldabilità delle strisce di nichel richiedono saldature ad alta corrente, che possono facilmente perforare il separatore e causare cortocircuiti interni.
Gonfiore della batteria
Gonfiore durante la carica: la carica normale provoca un leggero gonfiore (≤0,1 mm), ma la sovraccarica porta alla decomposizione dell'elettrolita e all'aumento della pressione interna, con conseguente rigonfiamento evidente.
Gonfiore ciclico: all'aumentare del numero di cicli, lo spessore aumenta gradualmente, particolarmente evidente nelle batterie con guscio in alluminio, con un aumento da 0,3 a 0,6 mm generalmente rientrante nell'intervallo normale.
D. Rischi per la sicurezza e fuga termica
Rischio di fuga termica
Sovraccarica, scarica eccessiva, cortocircuiti o danni meccanici possono innescare una reazione a catena di processi esotermici, portando al surriscaldamento della batteria, incendio o persino esplosione.
I test di laboratorio devono essere condotti in condizioni di sicurezza, utilizzando attrezzature antideflagranti, come recipienti a pressione per fuga termica per le celle della batteria per garantire la sicurezza.
Impropria selezione dei metodi di estinzione incendi
Sebbene gli estintori a polvere secca possano sopprimere temporaneamente le fiamme, non possono impedire il rilascio di energia dall'interno della batteria e la temperatura superficiale può comunque superare i 190°C.
Un metodo più efficace è l'immersione in acqua, che può ridurre la temperatura superficiale al di sotto dei 60°C entro 90 secondi e ripristinare l'impedenza dell'interfaccia della batteria.
E. Problemi di processo di test e gestione dei dati
Controllo della temperatura improprio
Le prestazioni delle batterie al litio sono sensibili alla temperatura e la mancata regolazione precisa della temperatura durante il test può portare a distorsioni dei dati.
Si raccomanda di condurre test di base in un ambiente standard di 20±5°C, mentre i test in condizioni estreme richiedono un'impostazione rigorosa dei parametri dell'incubatore.
Sfide nella raccolta e nell'analisi dei dati
I test su larga scala generano enormi quantità di dati, che richiedono sistemi di raccolta dati efficienti e strumenti analitici per estrarre tendenze chiave e anomalie.
La sicurezza dei dati deve essere inoltre prioritaria per prevenire la fuga di informazioni sensibili di ricerca e sviluppo.
Manutenzione insufficiente delle apparecchiature di test
La mancata calibrazione o manutenzione regolare delle apparecchiature può portare a problemi come errori nel controllo della corrente e imprecisioni di misurazione, compromettendo l'affidabilità dei risultati dei test.