Как быстро отличить батареи NCM от LFP без маркировки?

Почему важна идентификация химического состава батареи

Очень важно правильно определить тип литий-ионного аккумулятора. Это критично для обеспечения безопасности, оптимизации производительности и соблюдения нормативов. Батареи NCM (Никель Кобальт Марганец) и LFP (Литий Железо Фосфат) могут выглядеть практически одинаково снаружи. Однако они значительно различаются по энергетической плотности, тепловой устойчивости и области применения. Неправильная идентификация может привести к повреждению устройств, снижению их эффективности или даже созданию рисков безопасности, особенно в системах высокой нагрузки, таких как системы накопления энергии или компоненты электромобилей.

Физические характеристики для предварительной оценки

Несмотря на то, что корпуса батарей часто не имеют никаких маркировок, существуют некоторые небольшие физические различия, которые могут помочь. Ячейки NCM обычно имеют слегка более тёмный металлический цвет по сравнению с матово-серой поверхностью батарей LFP. Сравнение их веса также является хорошим способом. Поскольку у NCM выше энергетическая плотность, ячейка 18650 NCM весит около 45 граммов, в то время как эквивалентная модель LFP весит примерно 48 граммов. Также проверьте конфигурации выводов. Многие батареи LFP поставляются со стандартизированными промышленными разъёмами, которые часто используются в возобновляемых источниках энергии.

Техники анализа профиля напряжения

Один из способов определить разницу — это использование мультиметра для измерения открытой цепи напряжения. Когда полностью заряжены, батареи NCM показывают напряжение 4.2В плюс или минус 0.05В. В противоположность этому, ячейки LFP достигают максимума в 3.6В плюс или минус 0.05В. Их режимы разрядки также значительно различаются. Батареи NCM могут поддерживать номинальное напряжение 3.7В до тех пор, пока они не разрядят около 80% своей емкости, после чего напряжение резко падает. С другой стороны, батареи LFP могут поддерживать номинальное напряжение 3.2В, и напряжение уменьшается более постепенно. Что касается идентификации блоков батарей, сосчитайте количество последовательных ячеек. В приложениях с схожими напряжениями системы LFP часто используют конфигурации из 32 ячеек, что дает 102V, тогда как системы NCM обычно имеют аранжировки из 24 ячеек, достигая 88V.

Современные методы химической верификации

Если визуальные и электрические тесты недостаточны для определения типа аккумулятора, вы можете провести неразрушающий анализ материалов. Сканеры рентгеновской флуоресценции (XRF) могут обнаруживать элементные характеристики. Аккумуляторы NCM показывают пики никеля и кобальта, тогда как у батарей LFP спектр железа и фосфора без этих пиков никеля/кобальта. Термография во время разрядки с низкой скоростью (0,2C) также может помочь. У батарей LFP лучше распределение тепла, с вариацией температуры менее 5°C, в то время как у аккумуляторов NCM градиент температуры составляет 8 - 12°C. Эти методы соответствуют стандартам IEC 62619 для проверки промышленных аккумуляторов.

Протоколы безопасности для неизвестных аккумуляторов

При наличии неидентифицированного аккумулятора храните его в огнеупорном контейнере до тех пор, пока не классифицируете. При тестировании надевайте защитную экипировку и используйте зарядные устройства с ограничением тока (не более 0,1C). Если вы подозреваете, что это ячейка LFP, убедитесь, что она совместима с зарядными устройствами для литий-феррофосфатных батарей. Для предполагаемых батарей NCM внимательно отслеживайте напряжение. Перезаряд их выше 4,25В может привести к термическому разбегу. И всегда следуйте руководству по перевозке UN38.3 при хранении или отправке этих батарей.

Специфические стратегии идентификации для различных применений

Способ идентификации батарей также может зависеть от их применения. В автомобильной промышленности измеряется холодная пусковая производительность. Литий-железо-фосфатные (LFP) батареи могут сохранять более 80% своей емкости при -20°C, в то время как литий-никель-кобальт-марганцевые (NCM) батареи сохраняют только 50 - 60% своей емкости при этой температуре. Для солнечных установок проводятся тесты циклической жизни. LFP батареи обычно выдерживают более 3000 циклов, тогда как NCM батареи способны выдержать только 1500 - 2000 циклов. Промышленные пользователи должны проводить проверки соответствия ASTM F2931 - 19, особенно для критически важных инфраструктурных применений, требующих сертификации UL 1973.