Các thiết kế pin Li-ion không ngừng phát triển và các nỗ lực đang được thực hiện để tăng tốc thời gian sạc và đóng gói nhiều dung lượng lưu trữ năng lượng hơn vào không gian nhỏ gọn hơn. Nhưng đối với các nhà sản xuất, nhà tái chế và nhà phân phối pin để tận dụng các cơ hội kinh doanh mà công nghệ này mang lại, họ cần truy cập vào dữ liệu chi tiết về pin mà họ phát triển cho cơ sở khách hàng của mình. Điều này sẽ giúp họ phân biệt sản phẩm của mình, đảm bảo chất lượng và độ tin cậy cao hơn, tăng sản lượng và tăng doanh thu bán hàng.
Hiện tại, các công nghệ có sẵn để thực hiện phân tích pin là chưa tối ưu, tạo ra rào cản đáng kể cho các nhà cung cấp. Một phương pháp mới, tiên tiến hơn cần được nghiên cứu chi tiết, hy vọng có thể nhanh chóng, đơn giản và tiết kiệm chi phí.
Về cơ bản những gì các nhà sản xuất và tái chế pin muốn là:
Sản xuất các sản phẩm chất lượng cao có lợi thế cạnh tranh.
Sản xuất cao liên tục để đáp ứng nhu cầu của khách hàng với thời gian chết tối thiểu.
Nâng cao hiệu quả hoạt động bằng cách kiểm soát chi phí và tăng khả năng sinh lời.
Kiếm được danh tiếng cho hiệu suất và chất lượng pin tốt nhất. 
Bản đồ pin tốt hơn sẽ tạo ra sự khác biệt như thế nào
Bản đồ pin chi tiết sẽ phục vụ nhiều mục đích. Dựa trên dữ liệu về pin mà các nhà sản xuất tích hợp vào pin, họ sẽ có thể hiểu rõ hơn những gì đang diễn ra bên trong các tế bào đó mà không cần phải dựa vào mô hình lý thuyết.
Trong giai đoạn phát triển ban đầu, các nhà sản xuất pin thường đánh giá pin từ các nhà cung cấp khác nhau. Họ sẽ quan sát dữ liệu mật độ hiện tại để hiểu rõ hơn về hiệu suất được tích hợp trong pin. Điều này sẽ cho phép họ biết những pin này có thể chạy trong bao lâu mà vẫn đảm bảo hoạt động an toàn (tránh hiện tượng thoát nhiệt, v.v.). Nếu họ thử nghiệm một thiết kế mới, họ hy vọng xem pin đang sử dụng sẽ bị ảnh hưởng như thế nào. Cuối cùng, một khi được đưa vào sản xuất đầy đủ, cần phải thử nghiệm cuối dây chuyền để kiểm tra xem có đạt được chất lượng mong muốn hay không.
Trên hết, ngành kinh doanh tái chế đang phát triển và các công ty cần phân tích pin tốt hơn. Khi dung lượng của các loại pin đó trong xe điện giảm xuống còn 75 đến 80% so với dung lượng ban đầu, thì những loại pin đó sẽ được tái sử dụng. Những loại pin này có thể được sử dụng trong các hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời tại nhà hoặc trong các cơ sở lắp đặt cạo cao điểm như cơ sở thương mại, trường học hoặc bệnh viện. Tuy nhiên, trước khi các nhà tái chế pin bán lại các pin này, các pin nhận được phải được kiểm tra cẩn thận để đánh giá mức độ phù hợp của chúng cho mục đích sử dụng thứ cấp. Điều này sẽ cho phép họ xác định bất kỳ rào cản nào đối với việc lưu trữ năng lượng và xác định các vấn đề an toàn cần được giải quyết.
Hiện tại, việc phân tích pin Li-ion được thực hiện bằng cách đo gián tiếp mật độ dòng điện thông qua các cảm biến nhiệt độ phân bố xung quanh pin hoặc bằng cách đo dòng điện chạy vào và ra khỏi pin thông qua các điện trở song song được kết nối với xe buýt. Tuy nhiên, dữ liệu thu được từ các phương pháp này cung cấp một bức tranh không đầy đủ.
Dữ liệu có ý nghĩa từ cảm biến nhiệt độ mất nhiều thời gian hơn vì việc phát hiện những thay đổi về nhiệt độ đòi hỏi những thay đổi lớn hơn về mật độ dòng điện. Đo dòng điện qua điện trở shunt cũng có nhược điểm, vì các thiết bị này chỉ có thể được đặt tại một số điểm nhất định trong pin. Điều này có nghĩa là khả năng hiển thị tổng thể về hiệu suất của pin rất hạn chế và nó chạy chậm hơn, làm tăng thời gian ngừng hoạt động khi thiết bị kiểm tra bị lỗi.
Bản đồ pin chi tiết sẽ phục vụ nhiều mục đích. Dựa trên dữ liệu về pin mà các nhà sản xuất tích hợp vào pin, họ sẽ có thể hiểu rõ hơn những gì đang diễn ra bên trong các tế bào đó mà không cần phải dựa vào mô hình lý thuyết.
Trong giai đoạn phát triển ban đầu, các nhà sản xuất pin thường đánh giá pin từ các nhà cung cấp khác nhau. Họ sẽ quan sát dữ liệu mật độ hiện tại để hiểu rõ hơn về hiệu suất được tích hợp trong pin. Điều này sẽ cho phép họ biết những pin này có thể chạy trong bao lâu mà vẫn đảm bảo hoạt động an toàn (tránh hiện tượng thoát nhiệt, v.v.). Nếu họ thử nghiệm một thiết kế mới, họ hy vọng xem pin đang sử dụng sẽ bị ảnh hưởng như thế nào. Cuối cùng, một khi được đưa vào sản xuất đầy đủ, cần phải thử nghiệm cuối dây chuyền để kiểm tra xem có đạt được chất lượng mong muốn hay không.
Trên hết, ngành kinh doanh tái chế đang phát triển và các công ty cần phân tích pin tốt hơn. Khi dung lượng của các loại pin đó trong xe điện giảm xuống còn 75 đến 80% so với dung lượng ban đầu, thì những loại pin đó sẽ được tái sử dụng. Những loại pin này có thể được sử dụng trong các hệ thống bảng điều khiển năng lượng mặt trời tại nhà hoặc trong các cơ sở lắp đặt cạo cao điểm như cơ sở thương mại, trường học hoặc bệnh viện. Tuy nhiên, trước khi các nhà tái chế pin bán lại các pin này, các pin nhận được phải được kiểm tra cẩn thận để đánh giá mức độ phù hợp của chúng cho mục đích sử dụng thứ cấp. Điều này sẽ cho phép họ xác định bất kỳ rào cản nào đối với việc lưu trữ năng lượng và xác định các vấn đề an toàn cần được giải quyết.
Hiện tại, việc phân tích pin Li-ion được thực hiện bằng cách đo gián tiếp mật độ dòng điện thông qua các cảm biến nhiệt độ phân bố xung quanh pin hoặc bằng cách đo dòng điện chạy vào và ra khỏi pin thông qua các điện trở song song được kết nối với xe buýt. Tuy nhiên, dữ liệu thu được từ các phương pháp này cung cấp một bức tranh không đầy đủ.
Dữ liệu có ý nghĩa từ cảm biến nhiệt độ mất nhiều thời gian hơn vì việc phát hiện những thay đổi về nhiệt độ đòi hỏi những thay đổi lớn hơn về mật độ dòng điện. Đo dòng điện qua điện trở shunt cũng có nhược điểm, vì các thiết bị này chỉ có thể được đặt tại một số điểm nhất định trong pin. Điều này có nghĩa là khả năng hiển thị tổng thể về hiệu suất của pin rất hạn chế và nó chạy chậm hơn, làm tăng thời gian ngừng hoạt động khi thiết bị kiểm tra bị lỗi.
Dữ liệu thời gian thực có độ phân giải cao
Cảm biến từ tính dựa trên graphene sử dụng một cách tiếp cận khác để lập bản đồ tế bào. Phương pháp này khắc phục những thiếu sót của công nghệ truyền thống và có thể nhìn thấy động lực bên trong của pin chính xác hơn. Thông qua toàn bộ chuỗi cung ứng, bạn có thể thấy rằng các nhà cung cấp pin, nhà sản xuất pin và nhà tái chế pin đều có lợi. Paragraf là một công ty chuyên phát triển các cảm biến từ tính dựa trên graphene.
Cảm biến sảnh Graphene (GHS) của Paragraf được lấy từ quy trình lắng đọng trực tiếp độc quyền để tránh các vấn đề về tính toàn vẹn cấu trúc và nhiễm bẩn. Phần tử cảm biến trong GHS bao gồm một lớp đơn lớp graphene chỉ dày 0,34 nanomet. Bản chất 2D của các thành phần cảm biến này giúp loại bỏ 'Hiệu ứng Hall phẳng' tồn tại trong các cảm biến Hall 3D dựa trên silicon thông thường. Do đó, hiệu suất của GHS không bị ảnh hưởng bởi các trường điện từ trong mặt phẳng đi lạc. Do có thể đạt được độ phân giải từ trường cao, ngay cả những thay đổi tương đối nhỏ về mật độ dòng điện cũng có thể được phát hiện rất nhanh. Điều này có nghĩa là từ trường được tạo ra ở cấp độ hạt có thể được đo để xác định bất kỳ dao động mật độ dòng điện nào trong thời gian thực.
Do kích thước hoặc chức năng của điện trở shunt và thiết bị cổng thông lượng, có thể bị hạn chế khi lắp đặt, độ nhỏ gọn của cảm biến GHS có thể cải thiện đáng kể độ chính xác của không gian (phần tử cảm biến chỉ chiếm 1,3 mm²). Điều này giúp dễ dàng đặt các cảm biến này ở nhiều điểm khác nhau trong toàn bộ pin, cho phép đánh giá toàn diện hơn về pin. Cách tiếp cận GHS cũng cung cấp khả năng dự phòng tích hợp lớn hơn. Nếu cảm biến bị lỗi, phần còn lại của hệ thống có thể tiếp tục hoạt động. Chỉ nút cảm biến bị lỗi này cần được thay thế, không phải tất cả các nút, chẳng hạn như điện trở shunt.
Cảm biến từ tính dựa trên graphene sử dụng một cách tiếp cận khác để lập bản đồ tế bào. Phương pháp này khắc phục những thiếu sót của công nghệ truyền thống và có thể nhìn thấy động lực bên trong của pin chính xác hơn. Thông qua toàn bộ chuỗi cung ứng, bạn có thể thấy rằng các nhà cung cấp pin, nhà sản xuất pin và nhà tái chế pin đều có lợi. Paragraf là một công ty chuyên phát triển các cảm biến từ tính dựa trên graphene.
Cảm biến sảnh Graphene (GHS) của Paragraf được lấy từ quy trình lắng đọng trực tiếp độc quyền để tránh các vấn đề về tính toàn vẹn cấu trúc và nhiễm bẩn. Phần tử cảm biến trong GHS bao gồm một lớp đơn lớp graphene chỉ dày 0,34 nanomet. Bản chất 2D của các thành phần cảm biến này giúp loại bỏ 'Hiệu ứng Hall phẳng' tồn tại trong các cảm biến Hall 3D dựa trên silicon thông thường. Do đó, hiệu suất của GHS không bị ảnh hưởng bởi các trường điện từ trong mặt phẳng đi lạc. Do có thể đạt được độ phân giải từ trường cao, ngay cả những thay đổi tương đối nhỏ về mật độ dòng điện cũng có thể được phát hiện rất nhanh. Điều này có nghĩa là từ trường được tạo ra ở cấp độ hạt có thể được đo để xác định bất kỳ dao động mật độ dòng điện nào trong thời gian thực.
Do kích thước hoặc chức năng của điện trở shunt và thiết bị cổng thông lượng, có thể bị hạn chế khi lắp đặt, độ nhỏ gọn của cảm biến GHS có thể cải thiện đáng kể độ chính xác của không gian (phần tử cảm biến chỉ chiếm 1,3 mm²). Điều này giúp dễ dàng đặt các cảm biến này ở nhiều điểm khác nhau trong toàn bộ pin, cho phép đánh giá toàn diện hơn về pin. Cách tiếp cận GHS cũng cung cấp khả năng dự phòng tích hợp lớn hơn. Nếu cảm biến bị lỗi, phần còn lại của hệ thống có thể tiếp tục hoạt động. Chỉ nút cảm biến bị lỗi này cần được thay thế, không phải tất cả các nút, chẳng hạn như điện trở shunt.
GHS là một giải pháp cho tất cả những người chơi chính trong chuỗi cung ứng pin. Các đại lý pin có thể lập bản đồ thông qua GHS trong giai đoạn nghiên cứu để họ có thể đảm bảo rằng dòng điện được phân bổ đều trên pin và không có điểm nóng hoặc các điểm bất thường khác. Sau khi các tế bào được tích hợp, các nhà sản xuất pin có thể thực hiện một cuộc khảo sát. Sau khi dữ liệu được tích hợp, các nhà sản xuất có thể cung cấp thông tin có giá trị với các nhà phân phối pin đối tác. Vòng phản hồi này cho phép các nhà sản xuất hợp tác với các nhà cung cấp để đổi mới và phát triển sản phẩm dựa trên nhu cầu của thị trường.Người tái chế cũng được hưởng lợi bằng cách hoàn thành quy trình thử nghiệm nhanh hơn. Họ có thể sử dụng ít thời gian hơn để xác định loại pin mà họ muốn tái sử dụng. Pin có thể được phân phối cho khách hàng nhanh hơn, dẫn đến tạo doanh thu nhanh hơn. Ngoài ra, với sự hiểu biết tốt hơn về các thông số, dung sai, v.v. của các loại pin này, một tỷ lệ lớn pin sẽ được tái sử dụng. Những người tái chế tự tin hơn vào chất lượng sản phẩm họ bán và mở ra những thị trường mới tiềm năng cho họ.