Příčiny a preventivní opatření pro nízkou izolaci u čtvercových lithiových baterií

Údaje z testů elektrického výkonu ukázaly, že parametry napětí a vnitřního odporu vadného článku byly v normálním rozmezí a konvenční elektrické testování nemohlo identifikovat skryté nebezpečí. Záporné svorkové napětí článku však bylo výrazně nižší než standardní hodnota. Demontáž a testování odhalilo abnormální vodivost mezi záporným pólem a horním krytem. CT sken potvrdil, že kovové cizí předměty byly zapuštěny uvnitř izolační vrstvy horního krytu a přímo porušily izolační izolační strukturu mezi terminálem a pláštěm. Tato vada je běžná při hromadné výrobě různých hliníkových plášťů pro lithium-iontové prizmatické články a je skrytou poruchou způsobenou nedbalostí při kontrole cizích předmětů v procesu.

Sledování výrobního procesu odhalilo, že kovové cizí předměty pocházejí hlavně ze dvou vysoce{0}}rizikových procesů. Za prvé, ve fázích vstřikování a lisování byla mezera mezi řeznými hranami záslepky záporných pólů příliš velká, což během lisovacího procesu generovalo měděné hobliny a kovové otřepy. Za druhé, částice nerezové oceli byly přimíchány do izolační suroviny PPS a po vstřikování byly kovové úlomky zapuštěny do izolační vrstvy. Zároveň metody otevřeného sušení a podávání snadno vedly k vdechování suspendovaného kovového prachu v dílně, což dále zvyšovalo pravděpodobnost přimíchání nečistot do izolační vrstvy hliníkového krytu lithiového napájecího článku.

Tento typ selhání izolace je charakterizován pomalou indukcí a zpožděným selháním a není okamžitým defektem v továrně. Článek prošel testem izolace odolnosti proti napětí 500 V v továrně, ale drobné kovové úlomky uvnitř izolační vrstvy nelze detekovat. Po sestavení baterie a svaření vysoké teploty roztaví PP izolační vrstvu horního krytu a proudem koloidu se vytlačí kovové úlomky. Po ochlazení se plast smrští a vytvoří drobné mezery. Vibrace během provozu zařízení způsobují přerušovanou vodivost mezi svorkami a horním krytem, ​​což nepřetržitě spouští mikro-zkraty, které postupně vedou k elektrochemické korozi a úniku elektrolytu v hliníkovém plášti jednočlánkové lithium-iontové baterie.

Koroze hliníkového pláště lithiových baterií má jasný elektrochemický mechanismus, který vyžaduje současné splnění podmínek elektronického i iontového zkratu. Za normálních podmínek má pouzdro baterie vysoký potenciál a je zcela izolováno od záporné elektrody; jakmile kovový cizí předmět způsobí vodivost mezi terminálem a pláštěm, potenciál hliníkového pláště rychle klesá, což vytváří podmínky pro lithiační korozi. Poté, co se plášť dostane do kontaktu s ionty lithia v elektrolytu, dojde k redoxní reakci, při níž se postupně vytvoří hliníková-lithná slitina, která je v souladu s hlavní logikou korozního selhání hliníkových plášťů pro prizmatické články s fosforečnanem lithným.

Proces koroze pláště se skládá ze tří fází: redukce povrchového oxidu hlinitého, tvorba slitiny lithia a hluboká elektrochemická koroze. Jak interkalační reakce lithia pokračuje, korozní produkty se spojují se vzduchem a oxidem uhličitým za vzniku alkalických solí, což urychluje erozi pláště a netěsnosti. Vzhledem k tomu, že vnější povlak článku poskytuje úplnou izolaci, pouze s předvrtanou montážní mezerou a polohovacím otvorem ve spodní části, problémy s korozí, prosakováním a selháním izolace se většinou soustřeďují ve spodní části hliníkového pouzdra lithium-iontových článků.

Aby se vyřešila hlavní příčina vnášení kovových cizích látek, průmysl potřebuje optimalizovat řízení procesu v průběhu celého procesu. Toho lze dosáhnout modernizací materiálů forem, snížením vůle čepele a přidáním procesu odstraňování otřepů a leštění, aby se odstranily kovové úlomky vznikající během zpracování elektrod; přidání procesu separace a testování surového kovu pro filtrování nečistot ze surovin PPS; a úpravu sušícího a sacího zařízení tak, aby přijalo provozní režim s uzavřenou-smyčkou, což komplexně snižuje riziko kontaminace cizími látkami během výroby hliníkových plášťů pro hranolové a válcové bateriové skříně.

Optimalizace testovacích standardů je základním prostředkem pro zachycení skrytých chyb. Stávající test výdržného napětí 500 V nemůže proniknout malými izolačními mezerami a je nedostatečný k detekci defektů vložených kovových úlomků. Při zachování původních testovacích standardů byl přidán nový 1500V vysokonapěťový, 2mA proud, plný-kontrolní proces, který dokáže účinně identifikovat abnormální problémy s izolací v horním krytu, přesně zachytit vadné články a výrazně zlepšit tovární rychlost a dlouhodobou provozní stabilitu odpovídajících článků pro hliníkové pouzdro na hlubokotažnou baterii.

Stručně řečeno, hlavní příčinou nízké izolace a koroze krytu u čtvercových lithiových baterií je nedostatek kontroly nad kovovými cizími předměty během výrobního procesu. Skryté mikro-zkraty mohou postupně způsobit selhání baterie a bezpečnostní rizika. Při hromadné výrobě napájecích baterií je kontrola surovin, optimalizace procesů a upgrady vysokonapěťového testování nepostradatelné. Pouze zavedením komplexního systému kontroly kvality se lze vyhnout problémům se selháním izolace v různých hliníkových pouzdrech lithiových baterií se suchými články u jejich zdroje a zajistit bezpečný a stabilní provoz systému napájecích baterií.

Pro optimalizaci procesůlithiové suché články hliníkové pláště, diagnostiku závad izolace a řešení kontroly kvality hromadné výroby, obraťte se na náš profesionální technický tým. Můžeme přizpůsobit komplexní řešení řízení na základě výrobních podmínek, abychom se účinně vyhnuli selhání izolace baterie a problémům s korozí pláště.