Pourquoi le tri et l'appariement des cellules sont essentiels lors de la fabrication de batteries
Cet article explique l'importance du tri et de l'appariement des cellules dans la fabrication des batteries au lithium, notamment les objectifs, les méthodes de test, les considérations d'ingénierie et les directives de contrôle de la qualité.
Catégorie : Fabrication et ingénierie • Auteur : Huawen New Power
Introduction
Lors de la fabrication d'une batterie au lithium, plusieurs cellules individuelles sont connectées en série ou en parallèle pour obtenir la tension et la capacité requises. De petites différences entre les cellules peuvent avoir une incidence considérable sur les performances de l'ensemble de la batterie, entraînant un déséquilibre, un vieillissement accéléré et des risques pour la sécurité. Par conséquent, le tri et l'appariement des cellules avant l'assemblage sont essentiels pour garantir la fiabilité et la longévité de la batterie.
Objectifs principaux du tri et de l'appariement
- Assurer une capacité et une résistance interne constantes entre les cellules de chaque groupe parallèle/série
- Réduire les écarts de tension et de température pendant le fonctionnement
- Prolongez la durée de vie de la batterie et maintenez des performances stables.
- Améliorer l'efficacité et la capacité d'équilibrage du système de gestion de bâtiment
- Réduire les taux de défaillance et les risques après-vente
Paramètres clés pour le tri et la correspondance
| Paramètre | Signification | Tolérance typique |
|---|---|---|
| Capacité (mAh) | Détermine l'énergie utilisable | ±1% – ±3% |
| Tension en circuit ouvert (OCV) | Indique l'état et l'uniformité du SOC | ±5 mV – ±20 mV |
| Résistance interne (DCIR) | Influe sur le partage du courant et la génération de chaleur | ±1% – ±5% |
| Autodécharge / fuite | Affecte la stabilité à long terme | Limite inférieure aux spécifications |
Processus typique de tri et d'appariement des cellules
- Inspection initiale : Retirer les cellules endommagées ou défectueuses
- Activation / pré-cyclage (facultatif) : Normaliser l’état cellulaire
- Mesure de la tension en circuit ouvert (OCV) : Groupe basé sur les plages de tension
- Essai ou estimation de capacité : essai de décharge ou mesure rapide
- Mesure de la résistance interne (DCIR) : test à quatre fils ou analyseur d’impédance
- Appariement final : Sélectionner les cellules présentant des différences de tolérance minimales
Équipement de test recommandé
Analyseur de batteries / Armoire de test
Utilisé pour les cycles de charge-décharge et la mesure de capacité.
Testeur DCIR
Mesure rapide de la résistance interne pour le tri en production.
Machine de tri automatique
Intègre OCV, DCIR, l'estimation de capacité et le regroupement.
Chambre de température
Améliore la précision à température contrôlée.
Considérations d'ingénierie
- Les limites de tri doivent correspondre à la capacité d'équilibrage du BMS
- Les cellules parallèles doivent provenir du même lot de production
- La conception doit permettre l'utilisation de prises de test et d'étiquettes de traçabilité.
- Les applications médicales / ESS / UPS doivent respecter des normes strictes
Conséquences du tri omis
- Répartition inégale du courant dans les groupes parallèles → surchauffe
- Surcharge/décharge excessive dans les groupes en série → risque pour la sécurité
- Vieillissement prématuré et réduction de la rétention de capacité
- Risque accru d'emballement thermique
Conclusion
Le tri et l'appariement des cellules constituent une étape fondamentale dans la fabrication de batteries lithium-ion sûres et performantes. En appliquant des procédures de test et des règles d'appariement appropriées, les entreprises peuvent améliorer la fiabilité de leurs produits, prolonger leur durée de vie et éviter les pannes coûteuses. Huawen New Power propose des services d'ingénierie sur mesure et un accompagnement à l'assemblage de batteries pour les applications industrielles.
