雖已立秋,但當下的江南仍熱浪滾滾。清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室教授張劍波專程來到江蘇吳江檢驗檢疫局,感謝吳江局電池產品檢測實驗室(以下簡稱“電池實驗室”)對研發鋰離子儲能電池產品提供的大力幫助。
自信源自實力
事情要從去年年初的一天說起。張劍波帶著深圳某全球知名信息與通信技術企業工程師來到吳江局,尋求對其自主研發的鋰離子儲能電池產品一致性進行研究和檢測技術支持。該企業為全球領先的信息與通信技術解決方案供應商,在電信運營商、企業、終端和云計算等領域構筑最優解決方案,年產值5000多億元人民幣。該款鋰離子儲能電池為企業采用最新技術研發,致力于替代現有的應用與交通、電力、金融、服務器及能源等領域的各類儲能電池系統,是企業更新升級能源的里程碑項目。
然而,由于該款鋰離子儲能電池為新型儲能電池,能量密度遠遠高于目前使用的儲能電池,無前期研究經驗,又有潛在的較大安全風險。檢測過程中極有可能發生鼓脹、漏液、泄氣、高溫灼熱等事故,甚至可能發生起火和爆炸。同時,研發周期僅有11個月,時間非常緊迫。該企業遍尋國內數家研究檢測機構,但無人敢于嘗試。
自信源自實力。吳江局電池實驗室目前的檢測能力范圍覆蓋5大類產品、90個檢測標準、1000多個檢測項目。手握“金剛鉆”,吳江局電池實驗室在詳細了解企業困難和訴求后,便攬下了這一“瓷器活”。該局電池實驗室工作人員立即與企業工程師及張劍波團隊展開合作,很快為該鋰離子儲能電池制定了一套研究方案。基于該項目周期長、工作量大、多參數設置,若出現問題必須及時反饋更新參數,并要求一次性通過等特點,該局電池實驗室工作人員采用技術先進、質量優越的精良設備,優先對該項目進行研究測試。
操作務必精準
知之非難,行之不易。測試試驗一個參數不留意,整套方案便會功虧一簣。針對該項目共有單體電池芯、電池模組1和電池模組2三個級別的鋰離子儲能電池,且必須按照低級別樣品的測試結果來決定高級別樣品的測試參數的特點。吳江局電池實驗室將樣品在每3個月的研究周期中始終置于具有精密溫控的ESPEC恒溫恒濕箱中,其控制精度在±0.2℃,顯示精確度在0.001℃,確保完全滿足測試的溫度濕度要求。為進一步觀察測試過程中的電池單體自身參數變化,該局電池實驗室工作人員在每一顆電池單體表面接上頻率為100Hz的安捷倫巡檢儀,隨時監測記錄電壓、電流、溫度等數據。
為保證測試的精度要求,吳江局電池實驗室檢測人員將樣品與電池充放電設備連接在一起,并將實驗室最先進的電池性能測試儀騰出相應通道來滿足該樣品的研究需求。測試過程中,工作人員針對高能量密度鋰離子電池危險性,認真仔細地熟悉掌握其結構、機理和性能,科學地設定嵌套循環,自動積分功率、容量、能量等參數。同時,在每3個月的研究周期中,這些設備始終持續運行,保持絕對的穩定性、大的內存容量以及快精準的采樣速率等,對每一個參數的異常變化及時識別。
付出換得回報
在長達11個月的研發檢測過程中,吳江局電池實驗室工作人員放棄節假日休息時間,堅持每天導出數據,監測和監視樣品的狀態和參數,對出現的異常數據和現象及時反饋給張劍波團隊,及時更新參數設置。經過不懈的努力和無數次的溝通、修改和反饋,共采集并分析了1069個csv文件,在規定期限內保質保量完成了研究工作。
吳江局電池實驗室的研究成果獲得清華大學汽車安全與節能國家重點實驗室的高度評價,得到企業的高度認可,為該企業進行鋰離子儲能電池項目的推廣應用開辟了良好的開端。
目前,該企業通過此研究成果,成功拓展了儲能電池模組和系統的研制開發。該技術研發的鋰電池儲能系統壽命更長、內部電芯的一致性、穩定性、成本壽命比和安全性更佳,且該系統對環境友好,在所有的儲能技術中對于生態影響程度最低。該鋰電池儲能系統正在嘗試應用于如交通、電力、金融、服務器及能源等供應價值鏈的各個環節,一旦完全替代現有的儲能電池系統,不僅對企業的更新升級起到里程碑的作用,對整個儲能電池產業乃至整個能源產業都將是一次質的飛躍。
抓準著力點,打好技術牌,念好服務經。吳江局局長李建軍說:“電池實驗室將繼續加大對動力及儲能電池檢測的投入,使之擁有更加精良的檢測設備,更加協作有力的高素質檢測團隊,具有更高水平的檢測能力,積極助力國內企業提升產品質量。”
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