Comment distinguer rapidement les batteries NCM des batteries LFP sans étiquettes ?

Pourquoi identifier la chimie de la batterie est important

Il est extrêmement important de bien identifier le type de batterie lithium-ion. Cela est crucial pour garantir la sécurité, optimiser les performances et respecter les réglementations. Les batteries NCM (Nickel Cobalt Manganèse) et LFP (Lithium Fer Phosphate) peuvent avoir une apparence très similaire à l'extérieur. Cependant, elles sont très différentes en termes de densité d'énergie, de stabilité thermique et de leurs utilisations appropriées. Une mauvaise identification peut endommager les appareils, réduire leur efficacité ou même poser des risques de sécurité, surtout dans des systèmes à forte demande comme les installations de stockage d'énergie ou les composants des véhicules électriques.

Caractéristiques physiques pour une évaluation préliminaire

Bien que les boîtiers des batteries n'aient souvent aucun marquage, il existe certaines petites différences physiques qui peuvent aider. Les cellules NCM ont généralement une couleur métallique légèrement plus sombre par rapport à la surface grise mat des batteries LFP. Comparer leurs poids est également un bon moyen. Étant donné que le NCM a une densité énergétique plus élevée, une cellule NCM 18650 pèse environ 45 grammes, tandis qu'un modèle LFP équivalent pèse environ 48 grammes. Vérifiez également les configurations des bornes. De nombreuses batteries LFP sont équipées de connecteurs industriels standardisés, couramment utilisés dans les applications d'énergie renouvelable.

Techniques d'analyse du profil de tension

Un moyen de distinguer la différence est d'utiliser un multimètre pour mesurer la tension en circuit ouvert. Lorsqu'ils sont pleinement chargés, les batteries NCM affichent une tension de 4,2V plus ou moins 0,05V. En revanche, les cellules LFP atteignent un pic de 3,6V plus ou moins 0,05V. Leurs profils de décharge sont également assez différents. Les batteries NCM peuvent maintenir une tension nominale de 3,7V jusqu'à ce qu'elles aient déchargé environ 80 % de leur capacité, après quoi la tension chute brusquement. D'un autre côté, les batteries LFP peuvent maintenir une tension nominale de 3,2V et la tension diminue plus progressivement. Lorsqu'il s'agit d'identifier les packs de batteries, comptez le nombre de cellules en série. Dans des applications avec des tensions similaires, les systèmes LFP utilisent souvent des configurations à 32 cellules, ce qui donne 102V, tandis que les systèmes NCM ont généralement des dispositions à 24 cellules, atteignant 88V.

Méthodes Avancées de Vérification Chimique

Si les tests visuels et électriques ne suffisent pas à déterminer le type de batterie, vous pouvez effectuer une analyse matérielle non destructive. Les scanners par fluorescence X (XRF) peuvent détecter les signatures élémentaires. Les batteries NCM montrent des pics de nickel et de cobalt, tandis que les batteries LFP présentent un spectre de fer et de phosphore sans ces pics de nickel/cobalt. La thermographie lors d'une décharge à faible taux (0,2C) peut également aider. Les batteries LFP ont une meilleure répartition de la chaleur, avec une variation de température inférieure à 5°C, alors que les batteries NCM présentent un gradient de température de 8 à 12°C. Ces méthodes respectent les normes IEC 62619 pour la vérification des batteries industrielles.

Protocoles de sécurité pour les batteries inconnues

Lorsque vous avez une batterie non identifiée, gardez-la dans un conteneur résistant au feu jusqu'à ce que vous puissiez la classer. Lors des tests, portez des équipements de protection et utilisez des chargeurs à courant limité (pas plus de 0,1C). Si vous soupçonnez qu'il s'agit d'une cellule LFP, assurez-vous qu'elle est compatible avec les chargeurs au phosphate de ferro lithium. Pour les batteries NCM suspectées, surveillez de près la tension. Les surcharger au-delà de 4,25V pourrait entraîner une dérive thermique. Et suivez toujours les lignes directrices de transport UN38.3 lors du stockage ou de l'expédition de ces batteries.

Stratégies d'identification spécifiques aux applications

La manière dont vous identifiez les batteries peut également dépendre de l'application. Dans le domaine automobile, mesurez les performances de démarrage à froid. Les batteries LFP peuvent maintenir plus de 80 % de leur capacité à -20°C, tandis que les batteries NCM ne conservent que 50 à 60 % de leur capacité à cette température. Pour les installations solaires, effectuez des tests de durée de vie en cycles. Les batteries LFP peuvent généralement supporter plus de 3 000 cycles, alors que les batteries NCM ne peuvent en gérer que 1 500 à 2 000. Les utilisateurs industriels doivent effectuer des vérifications de conformité ASTM F2931 - 19, surtout pour les applications d'infrastructure critique nécessitant une certification UL 1973.