คู่มือทางเทคนิคเกี่ยวกับการเลือกและการใช้งานเครื่องทดสอบการบดขยี้แบตเตอรี่และการเจาะด้วยตะปู

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีความเสี่ยงต่อความเสียหายทางกลจากอุบัติเหตุ การชน การบีบอัด และการเจาะด้วยของมีคมระหว่างการขนส่ง การประกอบ และการใช้งาน เครื่องทดสอบการบีบอัดและการเจาะด้วยตะปูแบบรวมในเครื่องเดียวนี้จำลองสภาวะการใช้งานที่ไม่เหมาะสมที่เป็นอันตรายเหล่านี้เพื่อตรวจสอบความปลอดภัยของเซลล์และชุดแบตเตอรี่ โดยเป็นไปตามมาตรฐาน UN38.3, IEC 62133, IEC 62619 และ UL 1642 การเลือกเครื่องทดสอบที่ไม่เหมาะสมจะส่งผลกระทบต่อความสามารถในการทำซ้ำของการทดสอบ ทำให้รายงานการรับรองเป็นโมฆะ และทำให้ทีมงานในห้องปฏิบัติการเสี่ยงต่อความปลอดภัย คู่มือทางเทคนิคนี้จะสรุปเกณฑ์การเลือกหลัก แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการใช้งาน และคำถามที่พบบ่อยในอุตสาหกรรม ข้อมูลจำเพาะของผลิตภัณฑ์ฉบับเต็มมีอยู่ที่ การทดสอบเวทมนตร์.

เริ่มต้นการเลือกอุปกรณ์โดยตรวจสอบการจัดเรียงมาตรฐานอย่างครบถ้วน มาตรฐานต่างๆ กำหนดพารามิเตอร์ที่เข้มงวดสำหรับแรงกด ความเร็วในการเจาะ และตำแหน่งของตัวอย่าง UN38.3 กำหนดให้แรงกดต้องสูงถึง 13 kN หรือการบีบอัดจนถึง 50% ของความหนาเดิมของแบตเตอรี่ การเจาะด้วยตะปูมักใช้เข็มเหล็กขนาด 3 มม. ที่ความเร็วควบคุม 25 ±5 มม./วินาที ผ่านจุดศูนย์กลางทางเรขาคณิตของแบตเตอรี่ สำหรับห้องปฏิบัติการที่ตั้งเป้าหมายไปที่ CNAS หรือการตรวจสอบรับรองจากบุคคลที่สาม ให้ยืนยันว่าเครื่องรองรับการบันทึกข้อมูลหลายช่องสัญญาณแบบซิงโครไนซ์สำหรับแรง การเคลื่อนที่ แรงดันไฟฟ้า และอุณหภูมิพื้นผิว ระบบขับเคลื่อนด้วยเซอร์โวให้ความเร็วและความเสถียรของแรงที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับรุ่นไฮดรอลิกพื้นฐาน ช่วยลดความผันผวนที่ทำให้เส้นโค้งการทดสอบผิดเพี้ยน

ถัดไป ให้เลือกขนาดห้องทดสอบ ช่วงแรงกด และอุปกรณ์ยึดที่สามารถเปลี่ยนได้ให้เหมาะสมกับกลุ่มผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ของคุณ แบตเตอรี่แบบซองและทรงกระบอกขนาดกะทัดรัดสำหรับผู้บริโภคต้องการน้ำหนักที่ต่ำกว่า ในขณะที่โมดูลสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงานต้องการโครงสร้างที่รับน้ำหนักได้สูงและพื้นที่ทำงานภายในที่กว้างขึ้น แผ่นกดแบนที่สามารถเปลี่ยนได้ หัวกดทรงครึ่งวงกลม และอุปกรณ์ยึดแบบกำหนดเองมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการทดสอบแบตเตอรี่แบบปริซึม แบบซอง และทรงกระบอก โครงสร้างห้องทดสอบกันระเบิด SUS304 แผงระบายแรงดัน ระบบระบายควัน และระบบล็อคประตูเพื่อความปลอดภัยเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ การเกิดความร้อนสูงเกินไปอาจปล่อยเศษวัสดุที่มีอุณหภูมิสูงและก๊าซพิษ ดังนั้นการทำงานจากระยะไกลและกล้องตรวจสอบในตัวจึงช่วยปกป้องผู้ปฏิบัติงานจากเหตุการณ์ทดสอบที่เป็นอันตราย

ระเบียบวินัยในการใช้งานกำหนดผลการทดสอบที่เชื่อถือได้ เตรียมตัวอย่างให้มีประจุเต็มเพื่อจำลองสภาวะพลังงานที่เลวร้ายที่สุด ยึดเซลล์ให้แน่นบนอุปกรณ์ยึดเพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ระหว่างการเจาะด้วยความเร็วสูง ดำเนินการทดสอบการบีบอัดจนกว่าจะถึงเกณฑ์แรงที่กำหนด การลดลงของแรงดันไฟฟ้า หรือขีดจำกัดการเสียรูปที่กำหนดไว้ล่วงหน้า หลังจากดำเนินการทางกลแล้ว ให้สังเกตการณ์ต่อไปอีก 30 นาทีหรือนานกว่านั้นเพื่อบันทึกการเกิดความร้อนสูงเกินควบคุมที่ล่าช้า บันทึกการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิแบบเรียลไทม์ การลดลงของแรงดันไฟฟ้า และเหตุการณ์ที่มองเห็นได้สำหรับรายงานการปฏิบัติตามข้อกำหนด

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ฉันสามารถใช้เครื่องบดและเครื่องเจาะตะปูแบบแยกชิ้นแทนที่จะใช้เครื่องแบบรวมทุกอย่างในเครื่องเดียวได้หรือไม่? ใช่ แต่เครื่องทดสอบแบบสองในหนึ่งเดียวช่วยประหยัดพื้นที่ในห้องปฏิบัติการและลดงานสอบเทียบที่ซ้ำซ้อน เครื่องทดสอบแบบแยกชิ้นเหมาะสำหรับห้องปฏิบัติการที่มีปริมาณงานสูงซึ่งทำการทดสอบหลายสิบครั้งต่อวันเท่านั้น ห้องปฏิบัติการวิจัยและพัฒนาและห้องปฏิบัติการรับรองส่วนใหญ่เลือกใช้รุ่นแบบรวมในเครื่องเดียวเพื่อความยืดหยุ่นและคุ้มค่าในการตรวจสอบความทนทานต่อการใช้งานผิดประเภท

ถาม: ข้อผิดพลาดในการทดสอบที่พบได้ทั่วไปในการทดสอบการบีบอัดและการเจาะด้วยตะปูมีอะไรบ้าง? ความล้มเหลวส่วนใหญ่เกิดจากไฟฟ้าลัดวงจรภายในที่เกิดจากความเสียหายของแผ่นกั้น เมื่อขั้วบวกและขั้วลบสัมผัสกัน ความร้อนที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็วจะทำให้สารละลายอิเล็กโทรไลต์รั่วไหล เกิดควัน ไฟไหม้ หรือเซลล์แตก การเชื่อมแผ่นกั้นที่ไม่ดีและการปิดผนึกตัวเรือนที่ไม่แน่นหนาจะเร่งการแพร่กระจายความร้อนในชุดเซลล์หลายเซลล์

ถาม: ระบบขับเคลื่อนไฮดรอลิกดีกว่าระบบขับเคลื่อนเซอร์โวไฟฟ้าหรือไม่? ระบบไฮดรอลิกให้แรงดันสูงมากสำหรับชุดแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ แต่มีข้อเสียคือความเร็วอาจผันผวนเล็กน้อย ในขณะที่ระบบขับเคลื่อนเซอร์โวไฟฟ้าให้การควบคุมความเร็วในการเจาะและการเคลื่อนที่ที่แม่นยำและทำซ้ำได้ ทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวิจัยเซลล์แบตเตอรี่สำหรับผู้บริโภคและการทดสอบเพื่อรับรองมาตรฐาน

ถาม: การบำรุงรักษาใดบ้างที่จำเป็นเพื่อให้การใช้งานมีเสถียรภาพในระยะยาว? ปรับเทียบเซ็นเซอร์วัดแรงและระยะการเคลื่อนที่อย่างสม่ำเสมอ ตรวจสอบตะปูเหล็กว่าบิดงอหรือทื่อหรือไม่ก่อนทำการทดสอบทุกครั้ง ทำความสะอาดคราบตกค้างในห้องทดสอบและตรวจสอบแผงระบายแรงดันหลังเกิดเหตุการณ์ความร้อนสูงเกินควบคุม ตรวจสอบระบบล็อคเพื่อความปลอดภัยและพัดลมระบายอากาศก่อนเริ่มการทดสอบแต่ละครั้ง

ถาม: เครื่องทดสอบนี้ใช้ได้กับการทดสอบแบตเตอรี่แบบโซลิดสเตทหรือแบตเตอรี่โซเดียมไอออนหรือไม่? ใช่ครับ ตราบใดที่ช่วงแรง ความเร็ว และระดับความปลอดภัยของห้องทดสอบตรงกับคุณลักษณะด้านพลังงานของเซลล์ใหม่ ผู้ผลิตหลายรายนำกรอบการทดสอบการใช้งานผิดวิธีทางกลแบบเดียวกันมาใช้ซ้ำสำหรับการกำหนดคุณลักษณะด้านความปลอดภัยของแบตเตอรี่รุ่นใหม่

การทดสอบการใช้งานผิดวิธีทางกลยังคงเป็นหัวใจสำคัญของการตรวจสอบความปลอดภัยของแบตเตอรี่ลิเธียม เครื่องทดสอบการบีบอัดและการเจาะด้วยตะปูที่คัดสรรมาอย่างดีจะสร้างข้อมูลที่พร้อมสำหรับการตรวจสอบและสามารถทำซ้ำได้ เพื่อเปิดเผยจุดอ่อนในการออกแบบก่อนที่ผลิตภัณฑ์จะออกสู่ตลาด การปรับข้อกำหนดของเครื่องจักรให้สอดคล้องกับมาตรฐานเป้าหมายและปฏิบัติตามระเบียบการปฏิบัติงานอย่างเคร่งครัด ทีมวิจัยและพัฒนาแบตเตอรี่และทีมควบคุมคุณภาพสามารถลดอุบัติเหตุในภาคสนามและปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบระดับโลกได้