Intern defektkart over litiumbatteriviklingsceller

Intern defektkart over litiumbatteriviklingsceller

Vikling er en nøkkelprosess i produksjonsprosessen av litium-ion-batterier, som setter sammen positive og negative elektrodeplater og separatorer. Hvis det oppstår defekte produkter, er hele spolekjernen, inkludert positive og negative elektrodeplater og separatorer, bortkastet. Yield rate har en betydelig innvirkning på produksjonskostnaden til batteriet, og påvirker også ytelsen og sikkerheten til batteriet.

Vanligvis er de vanlige interne defektkartene til spolekjernen vist i følgende figur, og hvert kart inkluderer den positive elektrodeplaten, diafragmaen og den negative elektrodeplaten.

Figur 1 Intern defektkart av spolekjerne

Blant dem er den første raden (a) et normalt mønster uten indre defekter.

Det tredje bildet i andre rad (b) viser en bøyedeformasjon av elektrodeplaten, som kan skyldes at spenningen ikke er godt kontrollert i viklingsprosessen og at elektrodeplaten er bøyd. Denne defekten kan forårsake et stort antall rynker i batterielektroden under gjentatt ekspansjon og sammentrekning under lading og utlading, begrense kapasitetsutnyttelsen, og kan føre til problemer som litiumutfelling.

Defekten i den tredje raden (c) er tilstedeværelsen av fremmedlegemer av metall på membranen, som kan ha blitt introdusert under elektrodepreparering eller transportprosesser, slik som elektroderulling, kutting og andre prosesser. Det er også mulig at folien skraper som genereres ved kutting av viklingsprosessens polstykker. Fremmedlegemer av metall kan forårsake mikrokortslutninger inne i batteriet, forårsake alvorlig selvutlading og utgjøre sikkerhetsfarer. De generelle deteksjonsmetodene inkluderer hovedsakelig spenningsmotstandstesting av batterikjerneisolasjon, høytemperatur-aldringsovervåking og selvutlading av k-verdivurdering av ukvalifiserte produkter.

Hovedproblemet med den fjerde raden (d) er ujevnt belegg, inkludert to forskjellige tykkelser på de positive og negative overflatene, og ingen belegg på den ene siden. Denne defekten er hovedsakelig forårsaket av belegningsprosessen eller løsgjøring av belegget under elektrodeklargjøringsprosessen. Generelt sett er CCD-deteksjon satt opp for rulle- og skjæreprosesser for polplater, og defekte polplater er merket for å fjerne defekte produkter under viklingsprosessen. Det er imidlertid ingen garanti for 100 % eliminering av defekte produkter. Hvis denne situasjonen oppstår, går batterikapasiteten tapt, og det er et misforhold mellom den positive og negative elektrodekapasiteten, noe som fører til litiumutfelling og andre problemer.

Defekten i den femte raden (e) er tilstedeværelsen av ikke-metalliske fremmedlegemer som støv inni. Selv om denne situasjonen ikke er like skadelig som fremmedlegemer av metall, kan den også påvirke batteriytelsen. Når størrelsen er relativt stor, kan det også føre til membransprekker og mikrokortslutninger mellom de positive og negative polene.

Metoden for å oppnå grafen ovenfor er som følger: Legg inn hele spolekjernen i A- og B-klebende epoksyharpiks, og størk for å opprettholde de indre strukturelle egenskapene til spiralkjernen. Skjær tverrsnittet, slip det med sandpapir, poler det for å lage en prøve, og observer det ved hjelp av skanningselektronmikroskopi. Fikk tak i et stort antall bilder og identifiserte disse feilmønstrene.

Figur 2. Observasjonsprosess av kjernemikrostruktur


I tillegg kan det være stolpebrudd i hjørnene av sårcellen, som vist i figur 3. Polstykket er for sprøtt og har stor tykkelse, som er spesielt utsatt for brudd.

Ovenstående er det interne defektkartet til spolekjernen.