كيفية التمييز بسرعة بين بطاريات NCM و LFP بدون علامات؟

لماذا يهم تحديد كيمياء البطارية

من المهم للغاية تحديد نوع بطارية الليثيوم أيون بشكل صحيح. هذا أمر حاسم لضمان السلامة، وتحسين الأداء، والالتزام باللوائح. قد تبدو بطاريات NCM (نيكل كوبالت مانغانيوم) وLFP (ليثيوم حديد فوسفات) متشابهة جدًا من الخارج، لكنها تختلف بشكل كبير من حيث كثافة الطاقة، والاستقرار الحراري، وما هي مناسبة له. إذا تم تحديدها بشكل خاطئ، فقد يتسبب ذلك في أضرار للأجهزة، أو يجعلها أقل كفاءة، أو حتى يخلق مخاطر على السلامة، خاصة في الأنظمة ذات الطلب العالي مثل أنظمة تخزين الطاقة أو المكونات في المركبات الكهربائية.

الخصائص الفيزيائية لتقييم أولي

على الرغم من أن علب البطاريات غالباً لا تحتوي على أي علامات، هناك بعض الفروقات الجسدية الصغيرة التي يمكن أن تساعد. خلايا NCM عادة ما تكون لها لون معدني داكن قليلاً مقارنةً بالسطح الرمادي غير اللامع لبطاريات LFP. مقارنة أوزانها أيضاً طريقة جيدة. لأن NCM لديها كثافة طاقة أعلى، خلية NCM 18650 وزنها حوالي 45 جرامًا، بينما يزن النموذج المكافئ من LFP حوالي 48 جرامًا. كما يمكنك التحقق من تكوينات الطرفية. العديد من بطاريات LFP تأتي مع متصلات صناعية معيارية، والتي تُستخدم بشكل شائع في التطبيقات المرتبطة بالطاقة المتجددة.

تقنيات تحليل ملف الجهد

طريقة واحدة لتحديد الفرق هي باستخدام ملتيمتر لقياس جهد الدائرة المفتوحة. عندما يكون البطارية NCM مشحونة بالكامل، تظهر جهداً قدره 4.2V زائد أو ناقص 0.05V. في المقابل، تصل خلايا LFP إلى ذروة عند 3.6V زائد أو ناقص 0.05V. أنماط التفريغ الخاصة بهم تختلف أيضًا بشكل كبير. يمكن لبطاريات NCM الحفاظ على جهد اسمي قدره 3.7V حتى يتم تفريغ حوالي 80% من سعتها، بعد ذلك ينخفض الجهد بسرعة. من ناحية أخرى، يمكن لبطاريات LFP الحفاظ على جهد اسمي قدره 3.2V ويتم تخفيض الجهد بشكل أكثر تدريجًا. عندما يتعلق الأمر بتحديد حزم البطاريات، قم بحساب عدد الخلايا المتسلسلة. في التطبيقات ذات الفولتية المشابهة، غالبًا ما تستخدم أنظمة LFP ترتيبات تتكون من 32 خلية، مما يؤدي إلى 102V، بينما تكون لأنظمة NCM عادةً ترتيبات تتكون من 24 خلية، لتصل إلى 88V.

طرق التحقق الكيميائي المتقدمة

إذا لم تكن الاختبارات البصرية والكهربائية كافية لتحديد نوع البطارية، يمكنك إجراء تحليل مادة غير مدمر. يمكن لأجهزة المسح الضوئي لل Florescence (XRF) اكتشاف التوقيعات العنصرية. تظهر بطاريات NCM ذروة تحتوي على النيكل والكوبلت، بينما تحتوي بطاريات LFP_spectrum على طيف من الحديد والفوسفور دون هذه الذروة من النيكل/الكوبلت. التصوير الحراري أثناء الشحن المنخفض السرعة (0.2C) يمكن أن يساعد أيضًا. تحتوي بطاريات LFP على توزيع حراري أفضل، مع اختلاف درجة الحرارة أقل من 5 درجات مئوية، بينما تحتوي بطاريات NCM على تدرج حراري يتراوح بين 8-12 درجة مئوية. هذه الأساليب تتوافق مع معايير IEC 62619 لتأكيد بطاريات صناعية.

بروتوكولات السلامة للبطاريات غير المعروفة

عندما يكون لديك بطارية غير محددة، احتفظ بها في حاوية مقاومة للنار حتى تتمكن من تصنيفها. أثناء الاختبار، ارتدِ معدات الوقاية واستخدم شواحن ذات تيار محدود (لا يزيد عن 0.1C). إذا كنت تشك في أنها خلية LFP، تأكد من توافقها مع شواحن الفوسفات الحديد الليثيوم. بالنسبة للبطاريات المشتبه فيها بأنها NCM، راقب الجهد عن كثب. شحنها أكثر من 4.25V قد يؤدي إلى فقدان الحرارة. ودائماً اتبع إرشادات النقل UN38.3 عند تخزين أو شحن هذه البطاريات.

استراتيجيات التعرف الخاصة بالتطبيق

الطريقة التي تحدد بها البطاريات يمكن أن تعتمد أيضًا على التطبيق. في مجال السيارات، قم بقياس أداء بدء التشغيل البارد. يمكن للبطاريات LFP الحفاظ على أكثر من 80% من سعتها عند -20°C، بينما تحتفظ بطاريات NCM فقط بنسبة 50 - 60% من سعتها عند هذه الحرارة. بالنسبة لمحطات الطاقة الشمسية، قم باختبار دورة الحياة. يمكن للبطاريات LFP تحمل عادة أكثر من 3,000 دورة، بينما تستطيع بطاريات NCM التعامل مع 1,500 - 2,000 دورة فقط. يجب على المستخدمين الصناعيين إجراء فحوصات الامتثال ASTM F2931 - 19، خاصةً للتطبيقات المتعلقة بالبنية التحتية الحرجة التي تتطلب شهادة UL 1973.