Controle de corpos estranhos no local de produção de bateria de íon de lítio

Existem dois processos básicos de curto-circuito interno da bateria causado por corpos estranhos metálicos, conforme mostrado na Figura 1. No primeiro caso, grandes partículas metálicas perfuram diretamente o diafragma, causando um curto-circuito entre os eletrodos positivo e negativo, o que é um curto-circuito físico.

No segundo caso, quando a matéria estranha metálica é misturada com o eletrodo positivo, o potencial do eletrodo positivo aumenta após o carregamento, a matéria estranha metálica se dissolve em alto potencial, se difunde através do eletrólito e, em seguida, o metal com baixo potencial dissolvido no negativo O eletrodo é depositado na superfície negativa do eletrodo e finalmente perfura o diafragma para formar um curto-circuito, ou seja, um curto-circuito da solução química. As impurezas metálicas mais comuns em fábricas de baterias incluem ferro, cobre, zinco, alumínio, estanho, aço inoxidável, etc.

No local de produção da bateria, os produtos da bateria são fáceis de misturar com materiais estranhos, incluindo pasta de eletrodo misturada com impurezas metálicas; Rebarbas de corte ou cavacos de metal gerados durante o corte de postes; Quando a peça do eletrodo é cortada no processo de enrolamento, rebarbas ou partículas metálicas estranhas são misturadas ao núcleo de ferro. A soldagem da saliência e da carcaça produzirá lascas de metal, etc., conforme mostrado na figura. 3 e 4.

Para o padrão de controle de corpos estranhos e rebarbas metálicas, em geral, o tamanho da rebarba é inferior à metade da espessura do diafragma, mas alguns fabricantes têm requisitos de controle mais rígidos e a rebarba não excede o revestimento.

Durante o teste, a bateria é testada para produtos não conformes de curto-circuito interno por meio de teste de tensão antes da injeção; O raio X detectou corpos estranhos nas células. Processo de envelhecimento devido à queda de tensão da bateria δ V Inspecione os produtos não qualificados.

Detecção de corpos estranhos metálicos por teste de tensão suportável

O teste de tensão suportável de isolamento geralmente usa um medidor de segurança. Durante o teste de pressão a quente da bateria, o instrumento aplica uma tensão à bateria por um período de tempo especificado e, em seguida, verifica se a corrente é mantida dentro da faixa especificada para determinar se há um curto-circuito dentro dos eletrodos positivo e negativo do bateria. Em geral, a tensão aplicada é mostrada na Figura 5:

① Aumente a tensão da bateria de 0 a U dentro de um certo tempo T1.

② A tensão U permanece em T2 por um período de tempo.

③ Após o teste, corte a tensão de teste e descarregue a capacitância parasita da bateria.

Durante o teste, as placas anódicas ficam próximas umas das outras, apenas 15 a 30 mícrons. Uma certa capacitância (capacitância parasita) pode ser formada dentro da bateria desencapada. Devido à capacitância, a tensão de teste deve começar em “zero” e aumentar lentamente. Para evitar corrente de carga excessiva, quanto maior for a capacitância necessária, mais lentamente ela aumentará. Quanto maior for o tempo t1, menor será a tensão que pode ser aumentada.

Quando a corrente de carga é muito grande, inevitavelmente levará ao erro de julgamento do testador, resultando em resultados de teste incorretos. Uma vez que a capacitância parasita da bateria testada esteja totalmente carregada, apenas a corrente de fuga real permanece. Como o teste de tensão CC carregará a bateria testada, certifique-se de que a bateria esteja descarregada após o teste.

O diafragma tem uma certa intensidade de tensão. Quando a tensão de carga é muito alta, o diafragma irá definitivamente quebrar e formar uma corrente de fuga. Portanto, em primeiro lugar, a tensão de teste de isolamento do núcleo deve ser inferior à tensão de ruptura. Conforme mostrado na Figura 6, quando não há corpos estranhos entre os eletrodos positivo e negativo, a corrente de fuga sob a tensão de teste é menor que o valor especificado e a bateria é considerada qualificada.

Se houver um certo tamanho de matéria estranha entre os eletrodos positivo e negativo, o diafragma será comprimido, a distância entre os eletrodos positivo e negativo diminuirá e a tensão de ruptura entre os eletrodos positivo e negativo diminuirá. Se a mesma tensão for aplicada ao mesmo tempo, a corrente de fuga poderá exceder o valor de alarme definido. Ao definir parâmetros como tensão de teste, você pode analisar estatisticamente e avaliar o tamanho de corpos estranhos na bateria. Então, de acordo com a situação real de produção e os requisitos de qualidade, você pode definir parâmetros de teste e formular padrões de julgamento de qualidade.

Amostra de tamanho de matéria estranha e teste de tensão suportável (valor assumido)

No teste, os parâmetros principais incluem o tempo de aumento lento da tensão T1, o tempo de retenção da tensão T2, a tensão de carga U e a corrente de fuga do alarme. Conforme mencionado acima, T1 e U estão relacionados à capacitância parasita da bateria. Quanto maior for a capacitância, maior será o tempo de subida lenta T1 necessário e menor será a tensão de carga U. Além disso, U também está relacionado à resistência à compressão do próprio diafragma. Se houver materiais estranhos na unidade de teste, causará curto-circuito interno e o diafragma será danificado, conforme mostrado na Figura 7.

Portanto, o teste de tensão suportável de isolamento da bateria de lítio é uma parte importante da inspeção do processo do produto, que pode detectar produtos não qualificados e melhorar o fator de segurança dos produtos finais da bateria. O teste real precisa considerar muitos fatores, como configurações de parâmetros e critérios de julgamento.