Come distinguere velocemente le batterie NCM vs LFP senza etichette?

Perché Identificare la Chimica del Battere è Importante

È estremamente importante identificare correttamente il tipo di batteria a ion litio. Questo è fondamentale per garantire la sicurezza, ottimizzare le prestazioni e rispettare le normative. I batteri NCM (Nickel Cobalt Manganese) e LFP (Lithium Iron Phosphate) possono sembrare praticamente identici all'esterno. Tuttavia, sono molto diversi in termini di densità di energia, stabilità termica e utilizzo appropriato. Se li si identifica erroneamente, potrebbe causare danni ai dispositivi, ridurre l'efficienza o persino creare rischi per la sicurezza, specialmente in sistemi ad alta richiesta come impianti di accumulo energetico o componenti nei veicoli elettrici.

Caratteristiche Fisiche per una Valutazione Preliminare

Anche se le custodie delle batterie spesso non hanno alcuna marcazione, ci sono alcune piccole differenze fisiche che possono aiutare. Le celle NCM hanno di solito un colore metallico leggermente più scuro rispetto alla superficie grigia opaca delle batterie LFP. Confrontare i loro pesi è anche un buon metodo. Poiché il NCM ha una maggiore densità energetica, una cella NCM 18650 pesa circa 45 grammi, mentre un modello equivalente LFP pesa circa 48 grammi. Inoltre, controlla le configurazioni dei terminali. Molte batterie LFP vengono fornite con connettori industriali standardizzati, che vengono comunemente utilizzati nelle applicazioni di energia rinnovabile.

Tecniche di Analisi del Profilo di Tensione

Un modo per determinare la differenza è utilizzare un multimetro per misurare la tensione a circuito aperto. Quando completamente carichi, le batterie NCM mostrano una tensione di 4,2V più o meno 0,05V. Al contrario, le celle LFP raggiungono un picco di 3,6V più o meno 0,05V. I loro schemi di scarica sono anche abbastanza diversi. Le batterie NCM possono mantenere una tensione nominale di 3,7V fino a quando non hanno scaricato circa il 80% della loro capacità, dopo il quale la tensione cala bruscamente. D'altra parte, le batterie LFP possono mantenere una tensione nominale di 3,2V e la tensione diminuisce più gradualmente. Quando si tratta di identificare i pacchetti di batterie, contate il numero di celle in serie. In applicazioni con tensioni simili, i sistemi LFP utilizzano spesso configurazioni di 32 celle, che risultano in 102V, mentre i sistemi NCM hanno di solito disposizioni di 24 celle, arrivando a 88V.

Metodi Avanzati di Verifica Chimica

Se i test visivi ed elettrici non sono sufficienti per determinare il tipo di batteria, è possibile eseguire un'analisi dei materiali non distruttiva. Gli scanner ad X-ray fluorescence (XRF) possono rilevare le firme elementari. Le batterie NCM mostrano picchi di nichel e cobalto, mentre le batterie LFP hanno uno spettro di ferro e fosforo senza questi picchi di nichel/cobalto. La termografia durante la scarica a bassa velocità (0,2C) può essere altresì utile. Le batterie LFP hanno una migliore distribuzione del calore, con una variazione di temperatura inferiore a 5°C, mentre le batterie NCM presentano un gradiente termico di 8-12°C. Questi metodi rispettano gli standard IEC 62619 per la verifica delle batterie industriali.

Protocolli di Sicurezza per Batterie Sconosciute

Quando hai una batteria non identificata, tienila in un contenitore antincendio fino a quando non puoi classificarla. Durante i test, indossa attrezzature protettive e usa caricatori con corrente limitata (non superiore a 0.1C). Se sospetti che sia una cella LFP, assicurati che sia compatibile con i caricatori a fosfato ferroso di litio. Per le batterie NCM sospette, monitora attentamente la tensione. Ricaricarle al di là di 4.25V potrebbe portare a un'eccedenza termica. E segui sempre le linee guida di trasporto UN38.3 quando conservi o spedisci queste batterie.

Strategie di Identificazione Specifiche per l'Applicazione

Il modo in cui si identificano le batterie può anche dipendere dall'applicazione. Nel campo automobilistico, misurare la prestazione di avviamento a freddo. Le batterie LFP possono mantenere più del 80% della loro capacità a -20°C, mentre le batterie NCM mantengono solo il 50 - 60% della loro capacità a quella temperatura. Per le installazioni solari, effettuare test di ciclo di vita. Le batterie LFP possono generalmente resistere a più di 3.000 cicli, mentre le batterie NCM possono gestire solo 1.500 - 2.000 cicli. Gli utenti industriali dovrebbero eseguire controlli di conformità ASTM F2931 - 19, soprattutto per applicazioni di infrastrutture critiche che richiedono la certificazione UL 1973.