Причини и превантивни мерки за ниска изолация в квадратни литиеви батерии

Данните от изпитването на електрическата ефективност показват, че параметрите на напрежението и вътрешното съпротивление на дефектната клетка са в рамките на нормалния диапазон и конвенционалното електрическо изпитване не може да идентифицира скритата опасност. Отрицателното клемно напрежение на клетката обаче беше значително по-ниско от стандартната стойност. Разглобяването и тестването разкриха необичайна проводимост между отрицателния извод и горния капак. CT сканирането потвърди, че метални чужди предмети са вградени в изолационния слой на горния капак, като директно нарушават изолационната изолационна структура между терминала и корпуса. Този дефект е често срещан при масовото производство на различни алуминиеви черупки за литиево-йонни призматични клетки и е скрита повреда, причинена от небрежност при контрола на чужди обекти в процеса.

Проследяването на производствения процес разкри, че металните чужди предмети произхождат главно от два високо{0}}рискови процеса. Първо, в етапите на леене под налягане и пресоване, празнината между режещите ръбове на матрицата за заготовка на отрицателния край беше твърде голяма, генерирайки медни стърготини и метални стърготини по време на процеса на пресоване. Второ, частици от неръждаема стомана бяха смесени в изолационния PPS суров материал и след леене под налягане метални фрагменти бяха вградени вътре в изолационния слой. В същото време откритите методи за сушене и подаване лесно доведоха до вдишване на суспендиран метален прах в работилницата, като допълнително увеличиха вероятността от примеси да бъдат смесени в изолационния слой на горния капак на алуминиевия корпус на литиевата захранваща клетка.

Този тип повреда на изолацията се характеризира с бавна индукция и забавена повреда и не е незабавен дефект във фабриката. Клетката преминава теста за издържане на изолация на напрежение от 500 V във фабриката, но малки метални остатъци в изолационния слой не могат да бъдат открити. След сглобяването на батерията и заваряването, високите температури разтопяват изолационния слой PP на горния капак и металните остатъци се изместват с потока на колоида. При охлаждане пластмасата се свива, образувайки малки празнини. Вибрацията по време на работа на оборудването причинява прекъсваща проводимост между клемите и горния капак, като непрекъснато задейства микро-късо съединение, което постепенно води до електрохимична корозия и изтичане на електролит в алуминиевата обвивка на едно-клетъчна литиево-йонна батерия.

Корозията на алуминиевата обвивка в литиевите батерии има ясен електрохимичен механизъм, изискващ едновременно изпълнение на електронни и йонни условия на късо съединение. При нормални условия обвивката на батерията е с висок потенциал и е напълно изолирана от отрицателния електрод; след като метален чужд обект причини проводимост между терминала и обвивката, потенциалът на алуминиевата обвивка бързо намалява, създавайки условия за литиева корозия. След като обвивката влезе в контакт с литиевите йони в електролита, настъпва редокс реакция, която постепенно образува алуминиева-литиева сплав, съответстваща на основната логика на корозионна повреда на алуминиевите обвивки за призматични клетки с литиево-железен фосфат.

Процесът на корозия на черупката се състои от три етапа: повърхностна редукция на алуминиев оксид, образуване на литиева сплав и дълбока електрохимична корозия. Докато реакцията на интеркалиране на лития продължава, корозионните продукти се комбинират с въздуха и въглеродния диоксид, за да образуват алкални соли, ускорявайки ерозията на корпуса и изтичането. Тъй като външното покритие на клетката осигурява пълна изолация, само с предварително-пробита междина за сглобяване и отвор за позициониране на дъното, проблемите с корозията, течовете и повредата на изолацията са концентрирани най-вече в долната част на алуминиевата обвивка на литиево-йонната клетка.

За да се справи с основната причина за въвеждането на метални чужди частици, индустрията трябва да оптимизира контрола на процеса по време на целия процес. Това може да се постигне чрез надграждане на материалите на матрицата, намаляване на хлабината на острието и добавяне на процес на премахване на мухъл и полиране, за да се елиминират метални остатъци, генерирани по време на обработката на електрода; добавяне на процес на разделяне на суровия метал и тестване за филтриране на примеси от суров материал PPS; и модифициране на оборудването за изсушаване и засмукване, за да приеме режим на работа в затворен -контур, като цялостно намалява риска от замърсяване с чужди тела по време на производството на алуминиеви корпуси за призматични и цилиндрични кутии за батерии.

Оптимизирането на стандартите за тестване е основното средство за прихващане на латентни грешки. Съществуващият тест за издържано напрежение от 500 V не може да проникне през малки изолационни пролуки и е недостатъчен за откриване на вградени дефекти от метални остатъци. Докато се запазват оригиналните стандарти за тестване, е добавен нов процес на пълна{6}}финишна инспекция от 1500V високо-напрежение, 2mA ток, който може ефективно да идентифицира необичайни проблеми с изолацията в горния капак, точно да прихване дефектните клетки и значително да подобри фабричната скорост на преминаване и дългосрочната-оперативна стабилност на съответстващите клетки за алуминиевата кутия за батерии с дълбоко изтегляне.

В обобщение, основната причина за ниската изолация и корозията на корпуса на квадратните литиеви батерии е липсата на контрол върху метални чужди предмети по време на производствения процес. Скритите микро-къси съединения могат постепенно да предизвикат повреда на батерията и опасности за безопасността. При масовото производство на захранващи батерии, контролът на суровините, оптимизирането на процесите и надстройките за тестване на високо{3}}напрежение са незаменими. Само чрез установяване на цялостна система за контрол на качеството могат да се избегнат проблемите с повредата на изолацията в различни алуминиеви черупки на литиеви сухи батерии при техния източник, като се гарантира безопасна и стабилна работа на системата за захранваща батерия.

За оптимизиране на процесите наалуминиеви черупки с литиеви сухи клетки, диагностика на грешки в изолацията и решения за проверка на качеството на масовото производство, моля, консултирайте се с нашия професионален технически екип. Ние можем да персонализираме цялостно решение за контрол въз основа на производствените условия, за да избегнем ефективно повреда на изолацията на батерията и проблеми с корозията на корпуса.