Kontroll av fremmedlegemer på produksjonsstedet for litiumionbatterier

Det er to grunnleggende prosesser for intern kortslutning av batteriet forårsaket av fremmedlegemer av metall, som vist i figur 1. I det første tilfellet trenger store metallpartikler direkte gjennom membranen, og forårsaker en kortslutning mellom de positive og negative elektrodene, som er en fysisk kortslutning.

I det andre tilfellet, når det fremmede metallet blandes med den positive elektroden, stiger det positive elektrodepotensialet etter lading, metallets fremmedlegeme oppløses ved høyt potensial, diffunderer gjennom elektrolytten, og deretter løses metallet med lavt potensial opp i det negative. elektrode avsettes på den negative elektrodeoverflaten, gjennomborer til slutt membranen for å danne en kortslutning, det vil si en kortslutning av kjemisk løsning. De vanligste metallurenhetene i batterianlegg inkluderer jern, kobber, sink, aluminium, tinn, rustfritt stål, etc.

På batteriproduksjonsstedet er batteriproduktene enkle å blande med fremmedlegemer, inkludert elektrodeslurry blandet med metallurenheter; Kutting av grader eller metallspon generert under skjæring av stolper; Når elektrodestykket kuttes av i viklingsprosessen, blandes grader eller metallpartikler inn i jernkjernen. Sveising av knast og skall vil produsere metallspon, etc., som vist på figuren. 3 og 4.

For kontrollstandarden for fremmedlegemer og grader av metall, generelt sett, er gradstørrelsen mindre enn halvparten av membrantykkelsen, men noen produsenter har strengere kontrollkrav, og graten overskrider ikke belegget.

Under testen blir batteriet testet for intern kortslutning som ikke samsvarer med produkter gjennom spenningstest før injeksjon; Røntgen oppdaget fremmedlegemer i celler. Aldringsprosess gjennom batterispenningsfall δ V Inspiser de ukvalifiserte produktene.

Påvisning av fremmedlegemer av metall ved å tåle spenningstest

Isolasjonsmotstandsspenningstesten bruker vanligvis en sikkerhetsmåler. Under batterivarmpressingstesten tilfører instrumentet en spenning til batteriet i en spesifisert tidsperiode, og sjekker deretter om strømmen holdes innenfor det spesifiserte området for å avgjøre om det er en kortslutning inne i de positive og negative elektrodene til batteri. Generelt er den påførte spenningen vist i figur 5:

① Øk spenningen på batteriet fra 0 til U innen en viss tid T1.

② Spenningen U forblir på T2 i en periode.

③ Etter testen må du kutte av testspenningen og lade ut batterikapasitansen.

Under testen er anodeplatene nær hverandre, kun 15 til 30 mikron. En viss kapasitans (stray capacitance) kan dannes inne i det bare batteriet. På grunn av kapasitansen må testspenningen starte fra "null" og stige sakte. For å unngå overdreven ladestrøm, jo ​​større den nødvendige kapasitansen er, jo langsommere stiger den. Jo lengre t1-tiden er, jo lavere kan spenningen økes.

Når ladestrømmen er for stor, vil det uunngåelig føre til feilvurdering av testeren, noe som resulterer i feil testresultater. Når strøkapasitansen til det testede batteriet er fulladet, gjenstår bare den faktiske lekkasjestrømmen. Siden DC-spenningstesten vil lade det testede batteriet, vennligst sørg for at batteriet er utladet etter testen.

Membranen har en viss spenningsstyrke. Når belastningsspenningen er for høy, vil membranen definitivt bryte sammen og danne en lekkasjestrøm. Derfor, først av alt, bør kjerneisolasjonstestspenningen være lavere enn sammenbruddsspenningen. Som vist i figur 6, når det ikke er fremmedlegemer mellom de positive og negative elektrodene, er lekkasjestrømmen under testspenningen mindre enn den angitte verdien, og batteriet bedømmes som kvalifisert.

Hvis det er en viss størrelse av fremmedlegemer mellom de positive og negative elektrodene, vil membranen bli klemt, avstanden mellom de positive og negative elektrodene vil avta, og nedbrytningsspenningen mellom de positive og negative elektrodene vil falle. Hvis samme spenning påføres samtidig, kan lekkasjestrømmen overstige den innstilte alarmverdien. Ved å stille inn parametere som testspenning kan du statistisk analysere og bedømme størrelsen på fremmedlegemer i batteriet. Deretter kan du, i henhold til den faktiske produksjonssituasjonen og kvalitetskravene, sette testparametere og formulere kvalitetsvurderingsstandarder.

Prøvestørrelse for fremmedlegemer og tåle spenningstest (antatt verdi)

I testen inkluderer hovedparametrene langsom spenningsstigetid T1, spenningsholdetid T2, belastningsspenning U og alarmlekkasjestrøm. Som nevnt ovenfor er T1 og U relatert til batterikapasiteten. Jo større kapasitansen er, desto lengre kreves den langsomme stigetiden T1, og jo lavere er lastspenningen U. I tillegg er U også relatert til trykkstyrken til selve membranen. Hvis det er fremmedlegemer i testenheten, vil det forårsake intern kortslutning og membranen vil bli skadet, som vist i figur 7.

Derfor er isolasjonsmotstandsspenningstesten av litiumbatteri en viktig del av produktprosessinspeksjonen, som kan oppdage ukvalifiserte produkter og forbedre sikkerhetsfaktoren til sluttbatteriprodukter. Selve testen må ta hensyn til mange faktorer, for eksempel parameterinnstillinger og vurderingskriterier.