Przyczyny i środki zapobiegawcze w przypadku niskiej izolacji w kwadratowych bateriach litowych

Dane z testów wydajności elektrycznej wykazały, że parametry napięcia i rezystancji wewnętrznej wadliwego ogniwa mieściły się w normalnym zakresie, a konwencjonalne testy elektryczne nie pozwoliły zidentyfikować ukrytego zagrożenia. Jednakże ujemne napięcie na zaciskach ogniwa było znacznie niższe od wartości standardowej. Demontaż i testowanie wykazały nieprawidłowe przewodnictwo pomiędzy zaciskiem ujemnym a górną pokrywą. Tomografia komputerowa potwierdziła, że ​​w warstwie izolacyjnej górnej pokrywy osadzono metalowe ciała obce, bezpośrednio niszcząc strukturę izolacji pomiędzy zaciskiem a obudową. Wada ta jest powszechna w masowej produkcji różnych aluminiowych osłon ogniw pryzmatycznych litowo-jonowych i jest ukrytą awarią spowodowaną zaniedbaniem w kontroli ciał obcych w procesie.

Śledzenie procesu produkcyjnego ujawniło, że metalowe ciała obce pochodziły głównie z dwóch procesów-wysokiego ryzyka. Po pierwsze, na etapach formowania wtryskowego i prasowania szczelina pomiędzy krawędziami tnącymi matrycy zaślepiającej zacisk ujemny była zbyt duża, co powodowało powstawanie wiórów miedzianych i zadziorów metalowych podczas procesu prasowania. Po drugie, do izolacyjnego surowca PPS domieszano cząstki stali nierdzewnej, a po procesie formowania wtryskowego w warstwę izolacyjną wtopiono fragmenty metalu. Jednocześnie otwarte metody suszenia i podawania łatwo prowadziły do ​​wdychania zawieszonego pyłu metalicznego w warsztacie, co jeszcze bardziej zwiększało prawdopodobieństwo wmieszania się zanieczyszczeń do warstwy izolacyjnej górnej pokrywy aluminiowej obudowy ogniwa litowego.

Ten typ uszkodzenia izolacji charakteryzuje się powolną indukcją i opóźnioną awarią i nie jest natychmiastową wadą fabryczną. Ogniwo przechodzi fabrycznie test izolacji pod napięciem 500 V, ale w warstwie izolacyjnej nie można wykryć drobnych cząstek metalu. Po montażu i spawaniu akumulatora wysokie temperatury topią warstwę izolacyjną PP górnej pokrywy, a cząsteczki metalu są wypierane wraz ze strumieniem koloidu. Po ochłodzeniu plastik kurczy się, tworząc małe szczeliny. Wibracje podczas pracy sprzętu powodują przerywane przewodnictwo między zaciskami a górną pokrywą, stale wywołując mikro-zwarcia, stopniowo prowadzące do korozji elektrochemicznej i wycieku elektrolitu w aluminiowej obudowie jednoogniwowego-akumulatora litowo-jonowego.

Korozja powłoki aluminiowej w bateriach litowych ma wyraźny mechanizm elektrochemiczny, wymagający jednoczesnego spełnienia warunków zwarcia zarówno elektronicznego, jak i jonowego. W normalnych warunkach obudowa akumulatora ma wysoki potencjał i jest całkowicie odizolowana od elektrody ujemnej; gdy metaliczny obiekt obcy powoduje przewodnictwo między końcówką a powłoką, potencjał powłoki aluminiowej gwałtownie maleje, tworząc warunki dla korozji litowej. Po zetknięciu się powłoki z jonami litu w elektrolicie zachodzi reakcja redoks, w wyniku której stopniowo powstaje stop aluminium-litu, zgodny z główną logiką uszkodzeń korozyjnych powłok aluminiowych w ogniwach pryzmatycznych z fosforanu litowo-żelazowego.

Proces korozji powłokowej składa się z trzech etapów: redukcji powierzchniowego tlenku glinu, tworzenia stopu litu i głębokiej korozji elektrochemicznej. W miarę trwania reakcji interkalacji litu produkty korozji łączą się z powietrzem i dwutlenkiem węgla, tworząc sole alkaliczne, przyspieszając erozję powłoki i wycieki. Ponieważ zewnętrzna powłoka ogniwa zapewnia pełną izolację, a jedynie-wywiercona szczelina montażowa i otwór pozycjonujący znajdują się na dole, problemy z korozją, wyciekami i awariami izolacji koncentrują się głównie w dolnej części aluminiowej obudowy ogniwa litowo-jonowego.

Aby wyeliminować pierwotną przyczynę wprowadzania obcych ciał metalowych, przemysł musi zoptymalizować kontrolę procesu w całym procesie. Można to osiągnąć poprzez ulepszenie materiałów formy, zmniejszenie luzu ostrza oraz dodanie procesu gratowania i polerowania w celu wyeliminowania resztek metalu powstających podczas obróbki elektrody. dodanie procesu separacji i testowania metalu surowca w celu filtrowania zanieczyszczeń surowca PPS; oraz modyfikację sprzętu suszącego i odsysającego w celu przyjęcia-trybu pracy w pętli zamkniętej, kompleksowo zmniejszając ryzyko zanieczyszczenia ciałami obcymi podczas produkcji aluminiowych osłon do pryzmatycznych i cylindrycznych obudów akumulatorów.

Optymalizacja standardów testowania jest podstawowym sposobem przechwytywania ukrytych błędów. Istniejący test napięcia wytrzymywanego 500 V nie jest w stanie przeniknąć przez małe szczeliny izolacyjne i jest niewystarczający do wykrycia defektów osadzonych w metalu. Zachowując oryginalne standardy testowania, dodano nowy proces kontroli pełnego-wykończenia przy wysokim-napięciem 1500 V i natężeniu prądu 2 mA, który może skutecznie identyfikować nieprawidłowe problemy z izolacją w górnej pokrywie, dokładnie przechwytywać uszkodzone ogniwa i znacznie poprawiać fabryczny współczynnik pomyślności oraz długoterminową-stabilność działania pasujących ogniw do aluminiowej obudowy akumulatora do głębokiego tłoczenia.

Podsumowując, główną przyczyną słabej izolacji i korozji obudowy kwadratowych baterii litowych jest brak kontroli nad metalowymi ciałami obcymi podczas procesu produkcyjnego. Ukryte mikro-zwarcia mogą stopniowo powodować awarię baterii i zagrożenie bezpieczeństwa. W masowej produkcji akumulatorów zasilających kontrola surowców, optymalizacja procesów i ulepszenia testów wysokonapięciowych są niezbędne. Tylko poprzez ustanowienie kompleksowego systemu kontroli jakości można uniknąć problemów z awarią izolacji w różnych aluminiowych obudowach akumulatorów litowych z suchymi ogniwami u ich źródła, zapewniając bezpieczną i stabilną pracę systemu akumulatorów.

Do optymalizacji procesówObudowy aluminiowe z suchymi ogniwami litowymi, diagnostykę uszkodzeń izolacji i rozwiązania w zakresie kontroli jakości produkcji masowej, prosimy o konsultację z naszym profesjonalnym zespołem technicznym. Możemy dostosować kompleksowe rozwiązanie sterujące w oparciu o warunki produkcyjne, aby skutecznie uniknąć awarii izolacji akumulatora i problemów z korozją obudowy.