Príčiny a preventívne opatrenia pre nízku izoláciu v štvorcových lítiových batériách

Údaje z testovania elektrického výkonu ukázali, že parametre napätia a vnútorného odporu chybného článku boli v normálnom rozsahu a konvenčné elektrické testovanie nedokázalo identifikovať skryté nebezpečenstvo. Záporné svorkové napätie článku však bolo výrazne nižšie ako štandardná hodnota. Demontáž a testovanie odhalilo abnormálnu vodivosť medzi záporným pólom a horným krytom. CT vyšetrenie potvrdilo, že vo vnútri izolačnej vrstvy horného krytu boli zapustené kovové cudzie predmety, ktoré priamo porušili izolačnú štruktúru medzi terminálom a plášťom. Táto chyba je bežná pri hromadnej výrobe rôznych hliníkových plášťov pre lítium-iónové prizmatické články a ide o skrytú poruchu spôsobenú nedbalosťou pri kontrole cudzích predmetov v procese.

Sledovanie výrobného procesu odhalilo, že cudzie kovové predmety pochádzajú najmä z dvoch vysoko{0}}rizikových procesov. Po prvé, vo fázach vstrekovania a lisovania bola medzera medzi reznými hranami záslepky so zápornými svorkami príliš veľká, čo vytváralo medené hobliny a kovové otrepy počas procesu lisovania. Po druhé, častice nehrdzavejúcej ocele boli primiešané do izolačnej PPS suroviny a po vstrekovaní boli kovové úlomky zapustené do izolačnej vrstvy. Súčasne metódy otvoreného sušenia a podávania ľahko viedli k vdýchnutiu suspendovaného kovového prachu v dielni, čím sa ďalej zvýšila pravdepodobnosť primiešania nečistôt do izolačnej vrstvy hliníkového krytu lítiového energetického článku.

Tento typ zlyhania izolácie sa vyznačuje pomalou indukciou a oneskoreným zlyhaním a nejde o bezprostrednú poruchu vo výrobe. Článok prejde testom izolácie proti napätiu 500 V v továrni, ale drobné kovové úlomky v izolačnej vrstve nie je možné zistiť. Po zložení batérie a zváraní vysoké teploty roztavia PP izolačnú vrstvu horného krytu a prúdom koloidu sa vytlačia kovové úlomky. Po ochladení sa plast zmrští a vytvoria sa malé medzery. Vibrácie počas prevádzky zariadenia spôsobujú prerušovanú vodivosť medzi svorkami a horným krytom, čím sa nepretržite spúšťajú mikro-skraty, ktoré postupne vedú k elektrochemickej korózii a úniku elektrolytu v hliníkovom obale jednočlánkovej lítium-iónovej-batérie.

Korózia hliníkového obalu lítiových batérií má jasný elektrochemický mechanizmus, ktorý si vyžaduje súčasné splnenie podmienok elektronického aj iónového skratu. Za normálnych podmienok má plášť batérie vysoký potenciál a je úplne izolovaný od zápornej elektródy; akonáhle kovový cudzí predmet spôsobí vodivosť medzi koncovkou a plášťom, potenciál hliníkového plášťa sa rýchlo zníži, čím sa vytvoria podmienky pre koróziu lítia. Potom, čo sa plášť dostane do kontaktu s iónmi lítia v elektrolyte, dôjde k redoxnej reakcii, pri ktorej sa postupne vytvorí zliatina hliníka-lítia, ktorá je v súlade s hlavnou logikou zlyhania korózie hliníkových plášťov pre prizmatické články s fosforečnanom lítnym.

Proces korózie plášťa pozostáva z troch stupňov: redukcia povrchového oxidu hlinitého, tvorba zliatiny lítia a hlboká elektrochemická korózia. Keď interkalačná reakcia lítia pokračuje, produkty korózie sa spájajú so vzduchom a oxidom uhličitým za vzniku alkalických solí, čím sa urýchľuje erózia plášťa a únik. Pretože vonkajší povlak článku poskytuje úplnú izoláciu, iba s predvŕtanou montážnou medzerou a polohovacím otvorom v spodnej časti, problémy s koróziou, únikmi a poruchami izolácie sa väčšinou sústreďujú v spodnej časti hliníkového plášťa lítium-iónových článkov.

Aby sa vyriešila hlavná príčina vnášania kovových cudzích látok, priemysel potrebuje optimalizovať riadenie procesu počas celého procesu. To sa dá dosiahnuť modernizáciou materiálov foriem, znížením vôle čepele a pridaním procesu odhrotovania a leštenia, aby sa eliminovali kovové úlomky vznikajúce počas spracovania elektródy; pridanie procesu separácie a testovania kovov v surovine na filtrovanie nečistôt v surovine PPS; a úpravu sušiaceho a sacieho zariadenia tak, aby prijalo prevádzkový režim s uzavretým{1}}cyklom, čím sa komplexne znižuje riziko kontaminácie cudzími látkami počas výroby hliníkových plášťov pre prizmatické a valcové puzdrá na batérie.

Optimalizácia testovacích štandardov je základným prostriedkom na zachytenie skrytých chýb. Existujúci 500V test odolnosti voči napätiu nemôže preniknúť cez malé izolačné medzery a je nedostatočný na zistenie defektov vložených kovových úlomkov. Pri zachovaní pôvodných testovacích štandardov bol pridaný nový 1500V vysoko{4}}napäťový, 2mA prúdový kompletný-proces kontroly dokončenia, ktorý dokáže efektívne identifikovať abnormálne problémy s izoláciou v hornom kryte, presne zachytiť chybné články a výrazne zlepšiť továrenskú rýchlosť a dlhodobú{7}}prevádzkovú stabilitu zodpovedajúcich článkov pre hliníkové puzdro na hĺbkovú lisovaciu batériu.

Stručne povedané, hlavnou príčinou nízkej izolácie a korózie krytu v štvorcových lítiových batériách je nedostatok kontroly nad kovovými cudzími predmetmi počas výrobného procesu. Skryté mikro-skraty môžu postupne spôsobiť zlyhanie batérie a bezpečnostné riziká. Pri hromadnej výrobe napájacích batérií je kontrola surovín, optimalizácia procesov a vylepšenia- vysokonapäťového testovania nevyhnutné. Iba zavedením komplexného systému kontroly kvality je možné vyhnúť sa problémom so zlyhaním izolácie v rôznych hliníkových plášťoch lítiových batérií so suchými článkami pri ich zdroji, čím sa zabezpečí bezpečná a stabilná prevádzka systému napájacích batérií.

Pre optimalizáciu procesovlítium-suché hliníkové škrupiny, diagnostiku porúch izolácie a riešenia kontroly kvality hromadnej výroby, obráťte sa na náš profesionálny technický tím. Dokážeme prispôsobiť komplexné riešenie riadenia založené na výrobných podmienkach, aby sme sa účinne vyhli poruchám izolácie batérie a problémom s koróziou krytu.