Cara memperbaiki kerusakan kecil pada baterai pack?

Mengidentifikasi Kerusakan Ringan Umum pada Paket Baterai

Memahami Gejala Umum Degradasi Paket Baterai

Sebagian besar baterai lithium ion cenderung menunjukkan tanda-tanda penuaan dengan cara yang cukup dapat diprediksi. Ketika baterai mulai kehilangan kemampuannya menyimpan daya, orang biasanya pertama kali menyadari waktu pakai yang lebih singkat. Setelah sekitar 500 siklus pengisian, banyak unit akan mengalami penurunan kapasitas sekitar 15 hingga 20 persen. Tanda peringatan lain muncul ketika sel-sel individu di dalam baterai mulai menunjukkan perbedaan tegangan lebih dari 0,2 volt satu sama lain. Beberapa baterai bahkan tiba-tiba mati saat digunakan dalam kondisi normal. Kondisi fisik juga dapat memberikan banyak informasi. Sel yang membengkak merupakan hal yang umum terjadi, disertai korosi yang terbentuk pada koneksi terminal akibat reaksi kimia yang terjadi di dalamnya. Bagi siapa pun yang bekerja dengan sistem ini, memantau sirkuit PCM sangatlah penting. Waspadai jika tegangan turun di bawah 2,5 volt per sel karena hal ini umumnya menandakan degradasi serius telah terjadi jauh di dalam struktur baterai.

Menggunakan Pengukuran Tegangan dan Hambatan Internal untuk Mendeteksi Sel Lemah

Pendekatan sistematis untuk deteksi kerusakan bergantung pada dua uji utama:

Seperti yang diuraikan dalam Panduan Pengujian Baterai Litium 2024, profesional menggunakan meteran ESR di bawah beban 1C untuk mendeteksi 92% sel lemah sebelum terjadi kegagalan yang parah.

Peningkatan Self-Discharge dan Cara Mendeteksinya pada Sel Tunggal

Sel yang rusak mengalami self-discharge 3–5 kali lebih cepat dibandingkan sel yang sehat. Untuk mengidentifikasi sel tersebut:

1. Isi penuh paket baterai hingga 4,2V/sel
2. Lepaskan semua beban
3. Ukur tegangan sel individu setiap interval 24 jam

Sel yang turun lebih dari 0,3V dalam waktu 72 jam harus diganti. Pasangkan pengujian ini dengan pengisi daya pintar yang memiliki fitur pelacakan SOH untuk memastikan apakah retensi kapasitas telah turun di bawah 70%, ambang batas industri untuk masa akhir pakai pada sistem lithium-ion.

Mengganti dan Memasangkan Sel yang Rusak untuk Perbaikan yang Andal

Melokalisasi dan mengisolasi sel yang rusak atau berkinerja rendah

Sel lemah sering menunjukkan penyimpangan tegangan lebih dari 0,2V dari sel tetangga. Pencitraan termal dapat mengungkap unit yang berkinerja buruk, karena sel dengan kehilangan kapasitas 15% atau lebih akan menjadi 8–12°C lebih panas saat dibebani. Utamakan penggantian sel yang menunjukkan pembengkakan, korosi, atau kebocoran elektrolit.

Teknik desoldering dan pelepasan yang tepat untuk penggantian sel

Gunakan solder suhu terkendali (300–350°C) untuk melepas strip nikel secara aman tanpa merusak separator sel. Setelah proses desoldering, angkat sel secara vertikal untuk menghindari sobekan pada pelat terminal—kerusakan selama pelepasan menyebabkan 23% kegagalan perbaikan mandiri (Electrochemical Society 2022).

Memastikan polaritas dan integritas koneksi selama perakitan ulang

Koneksi polaritas terbalik memicu pemadaman PCM segera dalam 89% kasus. Terapkan prosedur pemeriksaan ganda:

• Beri kode warna terminal sel pengganti
• Uji kontinuitas sebelum perakitan akhir
• Gunakan alat bantu penyelarasan untuk konfigurasi sel ganda

Mengapa pentingnya mencocokkan sel berdasarkan kimia dalam paket baterai

Pencampuran kimia NMC dan LFP mengurangi masa pakai siklus hingga 62% (Journal of Power Sources 2022). Bahkan sel yang tampak identik pun dapat berbeda dalam bahan perekat, ketebalan lapisan, dan porositas separator—faktor-faktor yang memengaruhi pembengkakan, kemampuan menyalurkan arus, serta disipasi panas. Selalu verifikasi kompatibilitas kimia sebelum integrasi.

Menguji sel hasil penyelamatan untuk digunakan kembali (kapasitas, resistansi internal, self-discharge)

Saring sel hasil penyelamatan melalui proses tiga tahap:

1. Uji Kapasitas : Terima hanya sel-sel yang berada dalam rentang 5% dari rata-rata paket
2. Resistensi internal : Tolak sel yang melebihi nilai dasar lebih dari 20% (atau >50mΩ)
3. Pengurangan diri : Buang semua sel yang kehilangan muatan lebih dari 5% per bulan pada suhu 25°C

Sel hasil penyelamatan yang dievaluasi dengan benar memiliki kinerja setara dengan sel baru hingga 83% dari masa pakai aslinya.

Membuat modul seimbang menggunakan kelompok kapasitas dan usia yang sesuai

Kelompokkan sel pengganti dengan:

• toleransi kapasitas ±3%
• Perbedaan kurang dari 50 siklus
• Tahun produksi yang sama

Kelompok yang dicocokkan jauh lebih unggul dibandingkan rakitan acak:

Strategi ini mengurangi ketidakseimbangan tegangan sebesar 78% selama pelepasan daya yang dalam.

Membangun Ulang, Menguji, dan Menyeimbangkan Paket Baterai yang Diperbaiki

Praktik Terbaik Soldering dan Las Titik untuk Integritas Struktural

Gunakan solder suhu terkendali (di bawah 350°C) atau sistem las titik pulsa. Hindari paparan panas berkepanjangan yang dapat merusak segel sel. Untuk strip nikel, terapkan 2–4 titik las per koneksi guna mempertahankan spesifikasi konduktivitas arus asli.

Memverifikasi Koneksi dan Isolasi Sebelum Pengisian Awal

Periksa terminal di bawah pembesaran untuk sambungan dingin atau retakan mikro. Periksa kelangsungan arus pada kelompok paralel, pastikan perbedaan kurang dari 0,05Ω. Gunakan pita isolasi yang diperkuat fiberglass di atas konduktor, dengan menyisakan ruang untuk katup pelepas tekanan.

Pengujian Fungsional Awal Setelah Perbaikan dalam Kondisi Beban

Gunakan alat uji beban DC yang dapat diprogram untuk mensimulasikan penggunaan dalam kondisi nyata. Lakukan pelepasan muatan pada 0,5C sambil memantau tegangan sel individu. Penurunan lebih dari 0,2V pada salah satu sel menunjukkan koneksi yang buruk atau kapasitas yang tidak seimbang.

Pentingnya Pengisian Lambat untuk Menyeimbangkan Sel Setelah Perbaikan

Sebuah penelitian dari Dewan Riset Nasional Kanada menemukan bahwa pengisian lambat (0,1C) dapat mengembalikan 99,4% kapasitas yang hilang pada baterai yang tidak seimbang. Hal ini memungkinkan BMS menyeimbangkan tegangan melalui resistor balancing pasif tanpa memicu proteksi kelebihan tegangan.

Menggunakan Charger Cerdas dengan Kemampuan Balancing

Charger cerdas dengan balancing aktif mendistribusikan ulang energi antar sel selama proses pengisian. Sistem ini menjaga perbedaan tegangan antar sel kurang dari 1%, memperpanjang masa pakai baterai sebesar 18–22% dibandingkan pengisian tanpa manajemen, menurut penelitian penyimpanan energi.

Memantau Kenaikan Suhu dan Tegangan Selama Siklus Pengisian Pertama

Pantau suhu dengan termometer IR, pastikan tidak ada sel yang melebihi 45°C. Tegangan harus naik secara seragam di seluruh kelompok seri; penyimpangan lebih dari 0,15V menunjukkan proses balancing yang belum selesai atau adanya masalah koneksi sisa.

Memastikan Keselamatan dan Umur Panjang dengan Sirkuit Proteksi dan Pemeliharaan

Peran modul sirkuit proteksi (PCM) dalam keselamatan setelah perbaikan

PCM berfungsi seperti otak untuk paket baterai yang diperbaiki, terus memantau tegangan sel individu dan pembacaan suhu di seluruh paket. Ketika kondisi menjadi tidak seimbang—seperti saat terjadi overcharging, sel turun terlalu rendah, atau suhu menjadi terlalu panas—PCM akan memutus aliran listrik ke sirkuit tersebut guna mencegah kerusakan. Menurut berbagai penelitian mengenai standar keselamatan baterai lithium, paket baterai dengan PCM yang berfungsi mengalami masalah sekitar 70-75% lebih sedikit dibandingkan dengan yang tidak memiliki proteksi sama sekali. Setelah perbaikan selesai, sangat penting untuk memastikan bahwa PCM benar-benar dapat berkomunikasi dengan setiap sel dalam paket. Sebagian besar teknisi menggunakan peralatan diagnostik khusus untuk langkah ini tepat sebelum merakit kembali seluruh komponen.

Memeriksa proteksi overvoltage, undervoltage, dan overcurrent

Validasi tiga proteksi utama setelah perbaikan:

1. Tegangan lebih : Penghentian pengisian harus aktif pada 4,25V/sel (standar lithium-ion)
2. Tegangan rendah : Batas pemutusan pengosongan harus aktif pada 2,5V/sel
3. Listrik yang berlebihan : Respons terhadap korsleting harus terjadi dalam waktu kurang dari 0,5 detik

Simulasikan gangguan menggunakan penguji beban terprogram dan amati respons PCM. Dalam analisis tahun 2024, pengujian ketat mencegah 89% kegagalan pasca-perbaikan dalam tahun pertama.

Mengganti atau mengkalibrasi ulang PCM jika rusak selama perbaikan

Jangan pernah melewati PCM yang rusak. Ganti segera jika terganggu oleh panas atau tekanan fisik, sesuaikan dengan spesifikasi modul asli:

• Akurasi deteksi tegangan: ±25mV
• Toleransi sensor arus: ±3%

Kalibrasi ulang menggunakan perangkat lunak yang disetujui pabrikan setelah penggantian sel. Lakukan tiga siklus pengisian-pengosongan penuh untuk menstabilkan pembacaan sebelum mengembalikan paket ke layanan.

Pemantauan tegangan pasca-perbaikan untuk mendeteksi anomali lebih awal

Lakukan pemeriksaan delta tegangan harian selama tujuh hari pertama menggunakan monitor yang mendukung Bluetooth. Variasi yang dapat diterima adalah:

Peringatan otomatis berdasarkan pola penyimpangan tegangan membantu mendeteksi 83% kesalahan yang muncul sejak dini. Gabungkan dengan verifikasi kapasitas triwulanan menggunakan beban standar untuk memastikan keandalan jangka panjang.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Apa saja tanda umum degradasi paket baterai?

Tanda-tanda termasuk waktu operasi yang lebih singkat, perbedaan tegangan antar sel, mati tak terduga, sel menggembung, dan korosi terminal.

Bagaimana cara mendeteksi sel lemah dalam paket baterai?

Gunakan pengujian tegangan sirkuit terbuka dan hambatan internal. Sel lemah sering menunjukkan tegangan sirkuit terbuka di bawah 3,0V/sel dan hambatan internal di atas 100mΩ.

Tindakan pencegahan keselamatan apa yang harus diambil saat menangani sel lithium-ion?

Pastikan manajemen termal yang tepat, hindari menumpuk sel secara longgar, dan gunakan semburan nitrogen kering untuk kelembapan tinggi guna mencegah kebakaran.

Mengapa penting mencocokkan sel berdasarkan kimia dalam paket baterai?

Menggunakan kimia yang tidak sesuai dapat mengurangi siklus hidup hingga 62%, karena kimia yang berbeda memiliki karakteristik penanganan dan disipasi panas yang bervariasi.

Bagaimana pengisi daya pintar meningkatkan umur paket baterai?

Pengisi daya pintar dengan penyeimbangan aktif mempertahankan perbedaan tegangan kurang dari 1% di seluruh sel, meningkatkan masa pakai paket sebesar 18–22%.