Pengujian baterai menjadi salah satu bentuk untuk memastikan kelayakan produk sebelum sampai ke tangan konsumen. Dalam dunia manufaktur, kegiatan ini disebut sebagai battery testing. 

Baterai harus melalui serangkaian pengujian untuk mengetahui kualitas baterai. Jangan sampai baterai yang dipasarkan mengalami masalah berlebih seperti overheat maupun rusak akibat beban kejut. 

Tentunya, aktivitas ini tidak bisa di lompat begitu saja. Oleh karena itu, baterai-baterai yang akan dijual harus melakukan memenuhi syarat keamanan sesuai standar industri. 

Pada pembahasan ini akan memuat terkait battery testing serta rangkaian penggunaannya di industri. 

Manfaat battery testing

Battery testing adalah proses pengujian untuk memastikan baterai memiliki kualitas sesuai dengan standar industri. Proses ini melalui berbagai langkah yang terdiri dari pengujian keandalan, keamanan, kelelahan, dan performa baterai. 

Pengujian ini bermanfaat untuk mengetahui kualitas baterai dari segi keandalan, keamanan, performa, sampai dengan penentuan spesifikasi baterai. Berikut adalah manfaat jika Anda menguji baterai.

Mengetahui keandalan baterai

Baterai dengan keandalan tinggi tidak akan mudah rusak karena semua perangkat berfungsi selama periode waktu tertentu. Sedangkan produk dengan keandalan rendah jauh lebih mudah rusak yang membuat rawan gonta-ganti komponen. Cara menilai tingkat keandalan baterai dapat melalui Battery Environmental Reliability Test.

Menguji keamanan baterai

Keamanan baterai harus diketahui untuk mengidentifikasi risiko terbakar ataupun meledak. Tujuannya untuk memastikan baterai tetap aman dalam berbagai kondisi dan situasi. Metode ini biasa disebut sebagai Battery Safety Test.

Mengetahui bagaimana performa baterai

Pengujian performa secara menyeluruh membuat produsen mendapatkan hasil apakah baterai biasanya dapat bekerja dengan baik dalam berbagai kondisi. Dengan mengetahui hal ini membuat pengguna mengetahui performa baterai.

Metode dalam battery testing

Laboratorium baterai memiliki tahapan prosedur yang meliputi pengamatan sampai pengujian destruktif. Tujuannya untuk mendapatkan kualifikasi sesuai ketentuan industri. Berikut ini adalah beberapa langkah dalam pengujian baterai.

Pengamatan visual

Hal pertama adalah melakukan inspeksi visual dengan memperhatikan baterai. Perhatikan apakah ada tanda kerusakan seperti kebocoran, korosi, keretakan, ataupun ukuran tidak simetris.

Pengukuran tegangan

Penilaian kinerja baterai dapat melalui open circuit voltage (OCV) atau tegangan sirkuit terbuka. Dalam penggunaannya akan terbagi dalam tiga tingkatan.

Pertama, baterai kelas A memiliki durasi paling lama dengan impedansi internal lebih rendah. Jenis baterai ini digunakan dalam kendaraan energi.

Kedua, baterai kelas B memiliki kinerja lebih rendah dengan masa pakai lebih pendek. Pemakaiannya dapat ditemukan pada tempat penyimpanan energi. 

Ketiga, baterai kelas C memiliki performa lebih rendah daripada kelas B. Pemakaiannya ditemukan pada aplikasi portabel sel tunggal. 

Proses pengujian dapat berlangsung selama berminggu-minggu untuk melihat perubahan OCV dari puluhan sampai ratusan microvolt. Hal ini dilakukan agar dapat memantau tren dan karakteristik baterai.

Uji pengelasan

Pengelasan baterai menjadi praktik umum untuk menghubungkan tab sel ke elektroda. Selain itu ia dapat menghubungkan sel-sel yang telah menyatu menjadi baterai. 

Baterai berukuran besar dapat memiliki puluhan sampai ratusan sambungan las untuk menghubungkan sel ke busbar. 

Dari banyaknya las, Anda dapat mengamati manakah bagian las yang belum tersambung sempurna. Sebab, jika masih ditemukan las yang bermasalah akan berdampak pada kualitas baterai.

Pengujian pada suhu lingkungan

Baterai yang akan dibuat nantinya akan beroperasi di lapangan dengan kondisi lingkungan tertentu. Sebelum dijual ke pasaran, baterai harus lolos uji lingkungan terlebih dahulu. Sebab, suhu merupakan indikator kegagalan sel baterai dan pelepasan panas. 

Suhu menjadi bagian penting dari kualifikasi keselamatan dan performa baterai. Walau pengujian suhu sangat bergantung dari material yang digunakan, batasan fisik sampai dengan langkah pengujian namun pengujian suhu ini meliputi langkah berikut.

• Pengamatan suhu internal baterai
• Pengamatan suhu eksternal baterai
• Pengamatan suhu sekitar baterai untuk memahami proses pembuangan panas

Pengujian ketahanan baterai

Baterai yang tidak dihubungkan akan habis seiring dengan berjalannya waktu karena reaksi kimianya perlahan berbalik secara internal. Idealnya, arus self-discharging internal sangat kecil sehingga membuat baterai dapat mengisi daya lebih lama. 

Sebaliknya, baterai dengan cacat internal seperti lubang kecil, terkontaminasi, maupun microshorts akan terkuras lebih cepat jika dibandingkan baterai kualitas tinggi.

Cacat produksi membuat kinerja baterai menjadi buruk dan membuat sel menjadi stres. Oleh karena itu, Anda perlu memantau perilaku self-discharge karena pada tegangan rangkaian terbuka menurun ketika baterai dikosongkan. 

Pengujian penuaan

Bagian terpenting dari proses pembuatan sel baterai adalah tahap pembentukan dan penuaan, di mana mekanisme kimia penting terbentuk dalam baterai. Hasil dari proses ini akan mempengaruhi performa baterai.

Pengujian pasca pembentukan dilakukan untuk identifikasi baterai yang gagal terbentuk dengan benar. Proses pembentukan dan penuaan membutuhkan pengisian dan pengosongan baterai berulang kali dengan kecepatan yang bervariasi. Yang mana sangat penting untuk menemukan karakterisasi termal.

Dalam pengujian ini sangat tergantung pada bahan kimia baterai, konstruksi, dan produk pengujian. 

Pengujian resistansi internal

Baterai dengan nilai resistansi internal tinggi memiliki kinerja yang lebih rendan dan risiko kegagalan yang lebih tinggi seperti pelepasan panas. Padahal, resistansi internal adalah indikator lapisan interface elektrolit padat yang terbentuk secara tidak tepat dan digunakan sebagai metrik kualitas baterai. 

Pengujian resistansi rendah

Sambungan yang buruk antara pengumpul arus dan bahan elektroda yang digulung ke pengumpul meningkatkan resistansi internal baterai. Melakukan identifikasi elektroda sejak dini akan menghemat waktu dan sumber daya dalam proses manufaktur. 

Pengujian resistansi isolasi

Baterai korsleting adalah kegagalan yang membahayakan karena hubungan pendek akibat baterai tidak tersambung dengan benar ke kemasannya. Istilah lain dari gejala ini adalah gagal terisolasi. 

Oleh karena itu, melakukan verifikasi isolasi elektroda sel dari tanah dan kualitas isolasi bahan yang terkena arus mampu mencegah terjadinya kegagalan di kemudian hari.

Standarisasi battery testing pada baterai lithium-ion

Baterai lithium-ion sudah menjadi komoditas perangkat elektronik sebagai sumber daya. Anda dapat menemukannya pada smartphone, laptop, bor listrik, sampai dengan jaringan listrik energi terbarukan. 

Pabrik yang memproduksi baterai lithium-ion akan melakukan pengujian sesuai dengan standar industri seperti UN 38.3, IEC 62133, IEC 62619, atau UL 1642. Aturan seperti ini untuk memberikan garansi bahwa baterai lithium ion aman untuk pasar global secara legal. 

Dalam praktiknya, perusahaan melakukan EV Lithium-ion Battery Testing berdasarkan aturan standarisasi baterai lithium ion sesuai dengan kebutuhannya. 

Berikut ini adalah daftar standarisasi yang ada pada produk baterai lithium-ion

IEC 62619

Sebagai syarat keselamatan sel dan baterai lithium sekunder untuk aplikasi industri. 

IEC 62660

Standarisasi sel lithium-ion sekunder untuk penggerak kendaraan jalan listrik

ISO 12405

Ditujukan untuk kendaraan listrik

ISO 6469-1

Keselamatan pada kendaraan listrik seperti sistem penyimpanan energi isi ulang yang terpasang pada kendaraan. 

GB 38031

Syarat keamanan baterai traksi kendaraan listrik. 

GB/T 31484-2015

Persyaratan untuk masa pakai siklus dan metode pengujian baterai traksi kendaraan listrik. 

GB/T 31486-2015

Sebagai persyaratan performa listrik dan metode pengujian baterai traksi kendaraan listrik. 

SAE J2288

Standarisasi untuk tes siklus hidup modul baterai kendaraan listrik. 

SAE J2464

Pengujian keselamatan dan penyalahgunaan kendaraan listrik dan hibrida Sistem Penyimpanan Energi Isi Ulang (RESS).

PASIR 2005-3123

Uji penyalahgunaan sistem penyimpanan energi listrik untuk kendaraan listrik dan hibrida

PBB 38.3

Pengujian muatan barang berbahaya

UL 2580

Standar keamanan adalah baterai pada kendaraan listrik

PBB ECE R100

Ketentuan kendaraan listrik dengan memperhatikan persyaratan terkait keselamatan konstruksi dan fungsional. 

Kesimpulan terkait battery testing

Battery testing adalah aktivitas yang tak bisa terhindarkan ketika membuat baterai. Secara umum pengujian ini bertujuan untuk mengetahui tingkat keandalan, keamanan, dan performa baterai.

Proses pengujian baterai terdiri dari pengamatan visual, suhu, tegangan, dan ketahanan baterai besar yang sesuai standar industri. Jika baterai sudah lolos uji kelayakan, maka produk tersebut sudah bisa dipasarkan. 

Pengujian ini juga berlaku pada baterai kendaraan listrik. Demi memastikan keamanan dan kenyamanan berkendara, sumber energi mobil listrik sudah harus melalui EV Lithium-ion Battery Testing. 

Kunjungi worldoftest.com untuk mendapakan informasi lengkap terkait battery testing untuk Lithium-Ion