چگونه می‌توانید بدون برچسب‌ها به سرعت تفاوت بین باتری‌های NCM و LFP را تشخیص دهید؟

دلیل اهمیت تشخیص شیمی باتری

تشخیص درست نوع باتری لیتیوم-یون اهمیت بسزایی دارد. این موضوع برای تضمین امنیت، بهینه‌سازی عملکرد و پیروی از مقررات حیاتی است. باتری‌های NCM (نیکل کبالت منگنز) و LFP (لیتیوم آهن فسفات) از بیرون شاید خیلی شبیه به هم بوده باشند، اما از نظر چگالی انرژی، پایداری حرارتی و کاربردهای مناسب برای آنها، تفاوت‌های زیادی دارند. اگر آنها را اشتباه تشخیص دهید، ممکن است به صدمه‌رسیدن دستگاه‌ها، کاهش کارایی آنها یا حتی ایجاد مخاطرات امنیتی، به ویژه در سیستم‌های با تقاضای بالا مثل ذخیره‌سازی انرژی یا قطعات خودروهای الکتریکی، منجر شود.

ویژگی‌های فیزیکی برای ارزیابی اولیه

حتی اگر جعبه‌های باتری معمولاً هیچ نشانه‌ای ندارند، تفاوت‌های فیزیکی کوچکی وجود دارد که می‌تواند کمک کند. سلول‌های NCM معمولاً رنگ فلزی تیره‌تری نسبت به سطح خاکستری مات باتری‌های LFP دارند. مقایسه وزن آنها نیز راه حل خوبی است. چرا که NCM چگالی انرژی بیشتری دارد، بنابراین سلول NCM 18650 حدوداً 45 گرم وزن دارد، در حالی که مدل معادل LFP حدود 48 گرم است. همچنین، پیکربندی‌های ترمینال را بررسی کنید. بسیاری از باتری‌های LFP با وصله‌های صنعتی استاندارد می‌آیند که به طور معمول در کاربردهای انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شوند.

تکنیک‌های تحلیل نمای ولتاژ

روشی برای تشخیص تفاوت این است که با استفاده از چندسنج برای اندازه‌گیری ولتاژ مدار باز استفاده کنید. وقتی که به طور کامل شارژ شده‌اند، باتری‌های NCM ولتاژی معادل 4.2V نشان می‌دهند، به علاوه یا منهای 0.05V. در مقابل، سلول‌های LFP به پیک 3.6V می‌رسند، به علاوه یا منهای 0.05V. الگوی خالی شدن آنها نیز بسیار متفاوت است. باتری‌های NCM می‌توانند ولتاژ نامزد 3.7V را تا زمانی که حدود 80٪ ظرفیت خود را خالی کرده‌اند حفظ کنند، سپس ولتاژ به شدت کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، باتری‌های LFP می‌توانند ولتاژ نامزد 3.2V را حفظ کنند و ولتاژ به صورت تدریجی کاهش می‌یابد. هنگام شناسایی بسته‌های باتری، تعداد سلول‌های سری را بشمرید. در کاربردهایی با ولتاژ مشابه، سیستم‌های LFP اغلب از تنظیمات 32 سلولی استفاده می‌کنند که به نتیجه 102V می‌رسد، در حالی که سیستم‌های NCM معمولاً دارای تنظیمات 24 سلولی هستند که به 88V می‌رسند.

روش‌های پیشرفته تأیید شیمیایی

اگر آزمایش‌های بصری و الکتریکی کافی نباشند برای تعیین نوع باتری، می‌توانید تحلیل مواد غیرتخریبی را انجام دهید. اسکنرها با استفاده از فلوئورانس ایکس‌پر (XRF) می‌توانند امضاهاي عناصر شیمیایی را تشخیص دهند. باتری‌های NCM قله‌های نیکل و kobalt را نشان می‌دهند، در حالی که باتری‌های LFP طیف آهن و فسفر دارند بدون وجود قله‌های نیکل/kobalt. تصویربرداری حرارتی در حین شارژ با نرخ پایین (0.2C) نیز می‌تواند کمک کند. باتری‌های LFP توزیع حرارت بهتری دارند، با تفاوت دما کمتر از 5 درجه سانتیگراد، در حالی که باتری‌های NCM گرادیان دماي 8 تا 12 درجه سانتیگراد دارند. این روش‌ها مطابق استانداردهای IEC 62619 برای تأیید باتری‌های صنعتی هستند.

رویه‌های ایمنی برای باتری‌های ناشناس

وقتی باتری ناشناسی دارید، آن را در ظرفی با مقاومت به آتش نگه دارید تا بتوانید آن را طبقه‌بندی کنید. هنگام انجام آزمایش، لباس‌های محافظانه را پوشید و شارژرهای محدودکننده جریان (حداکثر 0.1C) را استفاده کنید. اگر فکر می‌کنید سلول LFP است، اطمینان حاصل کنید که با شارژرهای فسفات آهن لیتیوم سازگار است. برای باتری‌های مشتبه NCM، ولتاژ را به صورت نزدیک تحت نظارت قرار دهید. شارژ فراتر از 4.25V می‌تواند منجر به فرار حرارتی شود. و همیشه وقتی این باتری‌ها را ذخیره یا حمل می‌کنید، از راهنمای حمل و نقل UN38.3 پیروی کنید.

استراتژی‌های شناسایی خاص کاربرد

روش شناسایی باتری‌ها نیز می‌تواند به کاربرد وابسته باشد. در حوزه خودرو، عملکرد شروع سرد را اندازه‌گیری کنید. باتری‌های LFP بیش از 80٪ ظرفیت خود را در دمای -20°C حفظ می‌کنند، در حالی که باتری‌های NCM فقط 50 تا 60٪ ظرفیت خود را در آن دما نگه می‌دارند. برای نصب‌های خورشیدی، آزمون‌های طول عمر چرخه انجام دهید. باتری‌های LFP معمولاً بیش از 3,000 چرخه تحمل می‌کنند، در حالی که باتری‌های NCM فقط 1,500 تا 2,000 چرخه را پوشش می‌دهند. کاربران صنعتی باید بررسی‌های پایداری با استاندارد ASTM F2931 - 19 را انجام دهند، به ویژه برای کاربردهای زیرساخت‌های کلیدی که نیازمند گواهینامه UL 1973 هستند.