التصنيفات
ما هي عناصر اختبار السلامة لبطاريات الليثيوم أيون؟
November 19 , 202501 اختبار السلامة الميكانيكية - الاهتزاز، الاصطدام، السقوط، اختراق الإبرة، الضغط، إلخ.
اختبار الاهتزاز
طريقة اختبار اهتزاز بطارية الليثيوم: تُفرّغ البطارية من جهد يتراوح بين 0.2 فولت و3.0 فولت، ثم تُشحن بجهد 1 فولت مع تيار مستمر وجهد ثابت حتى 4.2 فولت، مع تيار قطع 10 مللي أمبير. بعد تركها لمدة 24 ساعة، تُهتز في الظروف التالية: سعة 0.8 مم، مما يجعل البطارية تهتز بتردد يتراوح بين 10 و55 هرتز، مع زيادة أو نقصان معدل الاهتزاز بمقدار 1 هرتز في الدقيقة. بعد الاهتزاز، يجب أن يكون تغير جهد البطارية في حدود ±0.02 فولت، وأن يكون تغير المقاومة الداخلية في حدود 5 مللي أوم.
اختبار تأثير البطارية
يتضمن اختبار تأثير البطارية وضع بطارية العينة الاختبارية على سطح مستوٍ. يُوضع قضيب بقطر 15.8 مم على شكل صليب في مركز العينة. يُسقط وزن 9.1 كجم من ارتفاع 610 مم على العينة. تحتاج كل بطارية عينة إلى تحمل تأثير واحد فقط، وتُستخدم عينة مختلفة لكل اختبار. يتم اختبار أداء سلامة البطارية عن طريق إسقاط أوزان مختلفة من ارتفاعات مختلفة ومناطق تأثير مختلفة. وفقًا للوائح، يجب ألا تشتعل البطارية أو تنفجر
| شهادة جزئية | متطلبات اختبارات سقوط البطارية |
| شهادة UN38.3 |
يتم إسقاط بطاريات الليثيوم المعبأة بحرية من ارتفاع 1200 مم على لوح من الخشب الصلب بسمك 18-20 مم (موضوع على أرضية خرسانية) عند درجة حرارة 20 ± 5 درجة مئوية
النتيجة: النجاح إذا لم يحدث حريق أو انفجار أثناء الاختبار أو بعده.
|
| شهادة UL |
يتم إسقاط البطاريات ثلاث مرات من ارتفاع متر واحد على أرضية خرسانية أو معدنية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 20 ± 5 درجات مئوية
النتيجة: النجاح إذا لم يحدث حريق أو انفجار.
|
| شهادة مراقبة الجودة |
تُشحن البطاريات بالكامل وفقًا لإجراء الشحن المحدد من قِبل الشركة المصنعة، ثم تُسقط من ارتفاع متر واحد على أرضية خرسانية. تُسقط البطاريات الأسطوانية والزرية مرة واحدة من كل وجه طرفي، ويُسقط الطرف الأسطواني مرتين، بإجمالي اختبارات إسقاط 1. تُسقط البطاريات المنشورية والناعمة مرة واحدة لكل منهما، بإجمالي ستة اختبارات
النتيجة: النجاح إذا لم يحدث حريق أو انفجار.
|
| شهادة CB |
يتم إسقاط البطاريات ثلاث مرات من ارتفاع متر واحد على أرضية خرسانية أو معدنية عند درجة حرارة محيطة تبلغ 20 ± 5 درجات مئوية
النتيجة: النجاح إذا لم يحدث حريق أو انفجار
أورس.
|
اختبارات اختراق الإبرة والضغط
تحاكي اختبارات ضغط البطارية واختراق الإبرة ظروف الضغط والثقب التي تتعرض لها البطاريات المختلفة أثناء الاستخدام أو النقل أو التخزين أو التخلص من النفايات المنزلية.
اختبار الصدمة الحرارية
يتم استخدام اختبار الصدمة الحرارية للبطارية (اختبار إساءة استخدام البطارية حرارياً) لتقييم سلامة واستقرار البطاريات في ظل ارتفاع درجة الحرارة غير الطبيعية أو البيئات شديدة الحرارة.ضغط منخفض
يحاكي اختبار محاكاة الضغط المنخفض على ارتفاعات عالية قدرة البطاريات على التكيف في ظل النقل على ارتفاعات عالية أو البيئات المرتفعة لضمان سلامتها واستقرارها. تُشحن البطارية بالكامل وتُوضع في بيئة اختبار مفرغة من الهواء عند درجة حرارة محيطة 20 درجة مئوية ± 5 درجات مئوية وضغط منخفض يبلغ 11.6 كيلو باسكال (محاكاة ارتفاع 15240 مترًا) لمدة 6 ساعات. خلال هذه العملية، يجب ألا تشتعل البطارية أو تنفجر أو تتسرب① طريقة اختبار الدائرة القصيرة الخارجية في درجة حرارة الغرفة:
اشحن البطارية بتيار ثابت وجهد ثابت (CC/CV) مقداره 0.2 درجة مئوية حتى يصل الجهد الأقصى إلى 4.20 ± 0.05 فولت، ثم افصل التيار عند 0.02 درجة مئوية. في بيئة درجة حرارتها 20 ± 5 درجة مئوية، وبعد أن تصل درجة حرارة سطح البطارية إلى هذه الدرجة، اتركها لمدة 30 دقيقة. وصّل الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية بالأسلاك، مع التأكد من أن جميع المقاومات الخارجية تساوي (80 ± 20) ملي أوم. راقب تغيرات درجة الحرارة أثناء التجربة. ينتهي الاختبار عندما يصل زمن قصر الدائرة إلى 24 ساعة أو عندما تنخفض درجة حرارة البطارية إلى أقل من ذروة الجهد بنسبة 20%.
المعيار: يجب ألا تشتعل البطارية أو تنفجر، ويجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 150 درجة مئوية.② طريقة اختبار الدائرة القصيرة الخارجية ذات درجة الحرارة العالية:
اشحن البطارية بتيار ثابت/جهد ثابت (CC/CV) مقداره 0.2 درجة مئوية حتى أقصى جهد 4.20 ± 0.05 فولت، ثم افصلها بتيار مقداره 0.02 درجة مئوية. في بيئة درجة حرارتها 55±5 درجة مئوية، وبعد أن تصل درجة حرارة سطح البطارية إلى هذه الدرجة، اتركها لمدة 30 دقيقة. وصّل الأطراف الموجبة والسالبة للبطارية بالأسلاك، مع التأكد من أن جميع المقاومات الخارجية تساوي (80±20) ملي أوم. راقب تغير درجة الحرارة أثناء التجربة. ينتهي الاختبار عندما يصل زمن قصر الدائرة إلى 24 ساعة أو تنخفض درجة حرارة البطارية إلى أقل من ذروة حرارتها بنسبة 20%.
المعيار: يجب ألا تشتعل البطارية أو تنفجر، ويجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى 150 درجة مئوية.③ ماس كهربائي داخلي:
يشير هذا إلى التلامس المباشر بين القطبين الموجب والسالب داخل بطارية أيونات الليثيوم. تؤثر درجة التلامس بشكل كبير على التفاعلات اللاحقة. تشمل العوامل الرئيسية المسببة لقصر الدوائر الداخلية في بطاريات أيونات الليثيوم: الغبار الموصل على سطح الفاصل، وعدم محاذاة الأقطاب الموجبة والسالبة، ونتوءات الأقطاب، وعدم توزيع الإلكتروليت بشكل متساوٍ (عوامل المعالجة)؛ والشوائب المعدنية في المواد؛ والشحن في درجات حرارة منخفضة، والشحن بتيار عالٍ، والتدهور السريع في أداء القطب السالب مما يؤدي إلى ترسب الليثيوم على سطح القطب السالب، أو الاهتزاز أو الاصطدام؛ وقصر الدوائر الداخلية واسع النطاق الناتج عن سوء الاستخدام الميكانيكي والحراري.
اختبارات الشحن الزائد والتفريغ الزائد
يشير الشحن الزائد إلى تجاوز جهد البطارية الحد الأقصى المسموح به من القيمة الآمنة أثناء الشحن، مما يؤدي إلى تفاعلات كهروكيميائية لا رجعة فيها، وإنتاج الغاز، وتمدد القطب وتشوهه.غرفة اختبار ACEY المقاومة للانفجار لشحن/تفريغ البطاريات مصممة خصيصًا لاختبار الشحن والتفريغ الزائد للبطاريات، مما يوفر مساحة حماية آمنة. عند توصيلها بأجهزة اختبار شحن/تفريغ خارجية، تحمي المشغلين والمعدات، وتفي بمعايير السلامة الوطنية المتعددة، وتدعم احتياجات الاختبار المخصصة.
من بين هذه الاختبارات، تُعدّ اختبارات الصدمة الحرارية، والقصر الكهربائي، والشحن الزائد، والتفريغ الزائد، والاهتزاز، والصدمة الميكانيكية، والبثق، والحرارة الرطبة شائعة في صناعة بطاريات الليثيوم. أما اختبار رش الملح واختبار الضغط المنخفض، فهما أقل شيوعًا، على الرغم من استخدام غرف اختبار رش الملح بكثرة في منتجات أخرى.