עקרון הבדיקה:הזדקנות סוללת ליתיום- היא בעצם תהליך השפלת הביצועים של מערכת כימית תחת טעינה- מחזורית או בסביבות-בטמפרטורה גבוהה. זה כולל נזק למבנה חומר האלקטרודה, פירוק אלקטרוליטים ועיבוי סרט SEI. בדיקת הזדקנות מאיצה את התגובות הללו, ומקצרת את מחזור ההערכה. לדוגמה, סביבות- בטמפרטורות גבוהות (כגון 55 מעלות -85 מעלות ) יכולות להאיץ את קצב התגובה הצדדית, מה שהופך מספר שבועות של בדיקה לשקולים למספר שנים של שימוש בפועל.
לאחר ההרכבה, חבילות סוללות ליתיום- חייבות לעבור בדיקת התיישנות בתא יישון לפני המשלוח. זהו שלב בסיסי ובסיסי בהבטחת הבטיחות, האמינות ויציבות הביצועים של ערכת הסוללות. באמצעות בדיקות כגון חיי מחזור, טמפרטורה גבוהה/נמוכה, אחסון וסביבות מקיפות מדומה, פגמים פוטנציאליים מתגלים מוקדם, מבטל מוצרים פגומים ומייצב את הביצועים הכוללים של ערכת הסוללות.
ACEY-BA3020-18מכונת הזדקנות סוללהמיועד להערכת מאפייני ההזדקנות של סוגי סוללות שונים, כולל טרירי, ליתיום ברזל פוספט, עופרת-חומצה וניקל-מתכת הידריד/ניקל-קדמיום. פריטי הבדיקה כוללים מתח הגנה מפני טעינה, מתח הגנה מפני פריקה ומדידות קיבולת. המערכת תומכת בארבעה סוגים של שלבי בדיקה: טעינה, פריקה, מדפים (תקופות מנוחה) ורכיבה על אופניים.
מארז סוללות ליתיום- מורכב מחלקים מרובים, כולל תאים, BMS/לוח הגנה, מחברים, מעטפת וחומרי עזר. פגמים נסתרים עשויים להתרחש במהלך הייצור. בעיות נסתרות אלו קשות לזיהוי בתחילה אך עלולות להוביל במהירות לתקלות במהלך יישום המוצר. המפתח לבדיקות הזדקנות הוא לחשוף את כל הפגמים לפני משלוח חבילות סוללות. לדוגמה, ברמת התא, בעיות נסתרות כמו מיקרו-קצר חשמלי, נזק למפריד ונשירת חומרים אקטיביים עשויות להיראות נורמליות בבדיקה ראשונית, אך עלולות להוביל בקלות לירידות קיבולת, מתח חריג, או אפילו דליפה או בליטה בתנאי טעינה- מחזורית או תנאי טמפרטורה- גבוהים. ברמת המבנה והחיבור, בעיות כגון ריתוך לקוי, חיבורים רופפים או התנגדות מוגזמת למגע עלולות לצבור חום במהלך ההזדקנות, שעלולות לגרום להתכת הממשק, להתחממות יתר מקומית של ערכת הסוללות, ובמקרים חמורים, אבלציה מקומית או בריחת תרמית. ללוח ההגנה של BMS עשויות להיות גם סטיות פרמטרים, שוויון חריג או הפרעות בתקשורת, שיכולות להיגרם על ידי מחזורי טעינה{10} חריגים במהלך ההזדקנות. על ידי שימוש בבדיקות מרוכבות של-מצבים, כולל טמפרטורה-גבוהה, טעינה-מרובת מחזורים-והצבה סטטית, תהליך ההזדקנות מגביר את סיכוני הכשל המוקדמים הללו, מאפשר בדיקה מדויקת של מוצרים פגומים ומונע כניסת מוצרים לא סטנדרטיים לשוק ולגרום לתאונות בטיחות חריגות או ביצועים חריגים.
בשלבים ההתחלתיים, חבילות סוללות ליתיום- מציגות לעתים קרובות ביצועים לא יציבים, במיוחד מכיוון שסרט ה-SEI של התאים עשוי שלא להיווצר במלואו. לאחר הרכבת האריזה, הבדלי ביצועים קלים בין התאים הם בלתי נמנעים, ותהליך ההזדקנות משפר למעשה את הביצועים. סרט ה-SEI שנוצר לאחר מחזור הטעינה והפריקה הראשון של תא עשוי להיות רופף ולא אחיד. מחזורי התיישנות באמצעות טעינה ופריקה נמוכים- יכולים לייצב את סרט ה-SEI, ולהפחית את דעיכת הקיבולת במהלך השימוש הבא (למנוע אובדן חשמל מהיר מיד עם הפעלת המשתמש). גם לאחר ההקרנה הראשונית, לתאים מרובים בחבילה עדיין יש הבדלים קלים בקיבולת ובהתנגדות פנימית. במהלך ההזדקנות, מחזורי טעינה ופריקה יגרמו לתאים חלשים יותר להראות דעיכה מהירה יותר בקיבולת, מה שיקל על כיול נוסף באמצעות פונקציית האיזון של ה-BMS. זה מפחית את הסיכון שתא בודד יגרום לכשל של ערכת הסוללות במהלך השימוש הבא.
ערכות סוללות ליתיום- צריכות לעמוד בסביבות יישומים מגוונות. מבחני הזדקנות מדמים טמפרטורות גבוהות/נמוכות, פעולה רציפה ותרחישי שימוש מקיפים כדי לאמת את יכולת ההסתגלות של ערכת הסוללות בתנאים שונים. לדוגמה, סוללות רכב צריכות לעמוד בטמפרטורות גבוהות/נמוכות. תאי הזדקנות יכולים להסתובב בטמפרטורות גבוהות/נמוכות כדי לבדוק את יעילות הטעינה/הפריקה של ערכת הסוללה, שימור הקיבולת ויכולת הסתגלות ה-BMS תחת טמפרטורות קיצוניות (למשל, האם הגנת טמפרטורה-נמוכה מופעלת באופן שגוי). סוללות אחסון אנרגיה, לעומת זאת, דורשות יציבות מתח-לטווח ארוך ובקרת פריקה עצמית- בטעינת ציפה כדי להבטיח שהן לא יחוו אובדן כוח מהיר מדי או טעינת יתר בשימוש בפועל.
הן התקנים הבינלאומיים והן המקומיים, כגון IEC 62133, UN38.3 ו-GB/T 31467.3, קובעים בבירור כי חבילות סוללות ליתיום חייבות לעבור בדיקות יישון לפני היציאה מהמפעל. זו לא רק דרישת תקן מחייבת אלא גם אמצעי חיוני לחברות לקחת אחריות על איכות המוצר ולהבטיח את בטיחות המשתמש.
לסיכום, בדיקת תא הזדקנות היא "הבדיקה האולטימטיבית" של חבילות סוללות ליתיום לפני שהן עוזבות את המפעל: למרות ששלב זה דורש 1-3 ימים נוספים, הוא יכול למנוע כשלים במוצר הקצה וסיכוני בטיחות מהמקור ומהווה שלב בקרת איכות ושלב ליבה הכרחיים במערכת הייצור של תעשיית סוללות הליתיום.
