Kontroll av främmande ämnen på produktionsplatsen för litiumjonbatterier

Det finns två grundläggande processer för intern kortslutning av batteriet orsakad av främmande metallämnen, som visas i figur 1. I det första fallet tränger stora metallpartiklar direkt igenom membranet, vilket orsakar en kortslutning mellan de positiva och negativa elektroderna, vilket är en fysisk kortslutning.

I det andra fallet, när det främmande metallmaterialet blandas med den positiva elektroden, stiger den positiva elektrodpotentialen efter laddning, det främmande metallmaterialet löses upp vid hög potential, diffunderar genom elektrolyten och sedan löses metallen med låg potential upp i det negativa elektroden avsätts på den negativa elektrodytan, tränger slutligen igenom membranet för att bilda en kortslutning, det vill säga en kortslutning av kemisk lösning. De vanligaste metallföroreningarna i batterianläggningar inkluderar järn, koppar, zink, aluminium, tenn, rostfritt stål etc.

På batteriproduktionsplatsen är batteriprodukterna lätta att blanda med främmande ämnen, inklusive elektrodslurry blandat med metallföroreningar; Skärning av grader eller metallspån som genereras under stolpskärning; När elektrodstycket skärs av i lindningsprocessen blandas grader eller främmande metallpartiklar in i järnkärnan. Svetsning av klack och skal kommer att producera metallspån, etc., som visas i figuren. 3 och 4.

För kontrollstandarden för främmande metallämnen och grader, generellt sett, är gradstorleken mindre än hälften av membranets tjocklek, men vissa tillverkare har strängare kontrollkrav och graderna överstiger inte beläggningen.

Under testet testas batteriet för intern kortslutning som inte överensstämmer med produkter genom spänningstest före injektion; Röntgen upptäckte främmande kroppar i celler. Åldringsprocess genom batterispänningsfall δ V Inspektera de okvalificerade produkterna.

Detektering av främmande metallämnen genom test av tålspänning

Isolationsmotståndsspänningstestet använder i allmänhet en säkerhetsmätare. Under batterivarmpressningstestet applicerar instrumentet en spänning på batteriet under en viss tidsperiod och kontrollerar sedan om strömmen hålls inom det specificerade området för att avgöra om det finns en kortslutning inuti de positiva och negativa elektroderna på batteri. I allmänhet visas den applicerade spänningen i figur 5:

① Öka spänningen på batteriet från 0 till U inom en viss tid T1.

② Spänningen U ligger kvar på T2 under en viss tid.

③ Efter testet, bryt testspänningen och ladda ur batteriets strökapacitans.

Under testet ligger anodplattorna nära varandra, endast 15 till 30 mikron. En viss kapacitans (strökkapacitans) kan bildas inuti det blottade batteriet. På grund av kapacitansen måste testspänningen börja från "noll" och stiga långsamt. För att undvika överdriven laddningsström, ju större den erforderliga kapacitansen är, desto långsammare stiger den. Ju längre t1-tiden är, desto lägre kan spänningen ökas.

När laddningsströmmen är för stor kommer det oundvikligen att leda till felbedömning av testaren, vilket resulterar i felaktiga testresultat. När löskapacitansen för det testade batteriet är fulladdat, återstår bara den faktiska läckströmmen. Eftersom DC-spänningstestet kommer att ladda det testade batteriet, se till att batteriet är urladdat efter testet.

Membranet har en viss spänningsstyrka. När belastningsspänningen är för hög kommer membranet definitivt att gå sönder och bilda en läckström. Därför bör först och främst kärnisolationstestspänningen vara lägre än genombrottsspänningen. Som visas i figur 6, när det inte finns några främmande föremål mellan de positiva och negativa elektroderna, är läckströmmen under testspänningen mindre än det specificerade värdet, och batteriet bedöms som kvalificerat.

Om det finns en viss storlek av främmande material mellan de positiva och negativa elektroderna, kommer membranet att klämmas, avståndet mellan de positiva och negativa elektroderna kommer att minska och genombrottsspänningen mellan de positiva och negativa elektroderna sjunker. Om samma spänning läggs på samtidigt kan läckströmmen överstiga det inställda larmvärdet. Genom att ställa in parametrar som testspänning kan du statistiskt analysera och bedöma storleken på främmande föremål i batteriet. Sedan kan du, enligt den faktiska produktionssituationen och kvalitetskraven, ställa in testparametrar och formulera kvalitetsbedömningsstandarder.

Prov på främmande föremåls storlek och tål spänningstest (antaget värde)

I testet inkluderar huvudparametrarna den långsamma spänningens stigtid T1, spänningshålltid T2, belastningsspänning U och larmläckström. Som nämnts ovan är T1 och U relaterade till batteriets strökapacitans. Ju större kapacitansen är, desto längre krävs den långsamma stigtiden T1, och desto lägre är belastningsspänningen U. Dessutom är U också relaterat till tryckhållfastheten hos själva membranet. Om det finns främmande föremål i testenheten kommer det att orsaka intern kortslutning och membranet kommer att skadas, som visas i figur 7.

Därför är litiumbatteriets isoleringsmotståndsspänningstest en viktig del av produktprocessinspektionen, som kan upptäcka okvalificerade produkter och förbättra säkerhetsfaktorn för slutliga batteriprodukter. Det faktiska testet måste ta hänsyn till många faktorer, såsom parameterinställningar och bedömningskriterier.