Причини та профілактичні заходи щодо низької ізоляції квадратних літієвих батарей

Дані випробувань електричних характеристик показали, що параметри напруги та внутрішнього опору несправного елемента були в межах норми, а звичайні електричні випробування не змогли виявити приховану небезпеку. Однак негативна напруга на клемі осередку була значно нижчою за стандартне значення. Розбирання та тестування виявили ненормальну провідність між мінусовою клемою та верхньою кришкою. Комп’ютерна томографія підтвердила, що металеві сторонні предмети були вбудовані в ізоляційний шар верхньої кришки, безпосередньо порушуючи ізоляційну структуру між клемою та корпусом. Цей дефект є поширеним у масовому виробництві різноманітних алюмінієвих оболонок для літій-іонних призматичних елементів і є прихованою несправністю, спричиненою недбалістю у контролі сторонніх предметів у процесі.

Відстеження виробничого процесу показало, що металеві сторонні предмети в основному походять від двох -процесів високого ризику. По-перше, на стадіях лиття під тиском і пресування проміжок між ріжучими кромками матриці для заготовки негативної клеми був занадто великим, утворюючи мідну стружку та металеві задирки під час процесу пресування. По-друге, частинки нержавіючої сталі були змішані з ізоляційною сировиною PPS, а після лиття під тиском фрагменти металу були вбудовані в ізоляційний шар. У той же час відкриті методи сушіння та подачі легко призвели до вдихання зваженого металевого пилу в цеху, що ще більше збільшило ймовірність змішування домішок з ізоляційним шаром верхньої кришки алюмінієвої оболонки літієвих елементів живлення.

Цей тип руйнування ізоляції характеризується повільною індукцією та відстроченим руйнуванням і не є миттєвим дефектом на заводі. Елемент проходить випробування ізоляції на витримку напруги 500 В на заводі, але крихітні металеві уламки в шарі ізоляції виявити неможливо. Після складання батареї та зварювання високі температури розплавляють ізоляційний шар PP верхньої кришки, і металеві уламки витісняються з потоком колоїду. При охолодженні пластик стискається, утворюючи крихітні щілини. Вібрація під час роботи обладнання спричиняє переривчасту провідність між клемами та верхньою кришкою, безперервно викликаючи мікро-коротке замикання, що поступово призводить до електрохімічної корозії та витоку електроліту в алюмінієвій оболонці одно-елементної літій-іонної батареї.

Корозія алюмінієвої оболонки в літієвих батареях має чіткий електрохімічний механізм, що вимагає одночасного виконання як електронних, так і іонних умов короткого замикання. За нормальних умов оболонка батареї має високий потенціал і повністю ізольована від негативного електрода; як тільки металевий сторонній предмет створює провідність між клемою та оболонкою, потенціал алюмінієвої оболонки швидко зменшується, створюючи умови для літієвої корозії. Після контакту оболонки з іонами літію в електроліті відбувається окислювально-відновна реакція, у результаті якої поступово утворюється алюміній-літієвий сплав, що відповідає основній логіці корозійного руйнування алюмінієвих оболонок для літій-залізо-фосфатних призматичних елементів.

Процес корозії оболонки складається з трьох стадій: поверхневого відновлення оксиду алюмінію, утворення літієвого сплаву та глибокої електрохімічної корозії. Коли реакція інтеркаляції літію триває, продукти корозії поєднуються з повітрям і вуглекислим газом, утворюючи лужні солі, що прискорює ерозію оболонки та витік. Оскільки зовнішнє покриття елемента забезпечує повну ізоляцію лише з попередньо просвердленим монтажним зазором і позиціонуючим отвором у нижній частині, проблеми з корозією, протіканням і несправністю ізоляції здебільшого зосереджені в нижній частині алюмінієвого корпусу літій-іонного елемента.

Щоб усунути основну причину потрапляння металевих сторонніх домішок, промисловості необхідно оптимізувати контроль процесу протягом усього процесу. Цього можна досягти, оновивши матеріали форми, зменшивши зазор леза та додавши процес видалення задирок і полірування для усунення металевих уламків, що утворюються під час обробки електродами; додавання процесу сепарації та тестування металу сировини для фільтрації домішок сировини PPS; а також модифікація обладнання для сушіння та всмоктування для використання режиму замкнутого-циклу, що значно знижує ризик забруднення сторонніми речовинами під час виробництва алюмінієвих корпусів для призматичних і циліндричних корпусів батарей.

Оптимізація стандартів тестування є основним засобом перехоплення прихованих помилок. Існуючий тест на витримку напруги 500 В не може проникнути через крихітні щілини ізоляції та недостатній для виявлення вбудованих металевих уламків. Зберігаючи оригінальні стандарти тестування, додано новий процес повної -фінішної перевірки під високою-напругою 1500 В і струмом 2 мА, який може ефективно виявляти ненормальні проблеми ізоляції у верхній кришці, точно перехоплювати дефектні елементи та значно покращувати заводський рівень проходження й довго{7}}робочу стабільність відповідних елементів для алюмінієвого корпусу батареї глибокого витягування.

Таким чином, основною причиною низької ізоляції та корозії корпусу квадратних літієвих батарей є відсутність контролю над металевими сторонніми предметами під час виробничого процесу. Приховані мікро-короткі замикання можуть поступово призвести до виходу з ладу акумулятора та загрози безпеці. У масовому виробництві силових акумуляторів необхідними є контроль сировини, оптимізація процесів і-тестування під високою напругою. Лише за допомогою комплексної системи контролю якості можна уникнути проблем ізоляції в різних алюмінієвих оболонках літієвих батарей із сухими елементами, забезпечуючи безпечну та стабільну роботу системи живлення.

Для оптимізації процесуалюмінієві корпуси літієвих сухих елементів, діагностики дефектів ізоляції та рішень для перевірки якості масового виробництва, зверніться до нашої професійної технічної команди. Ми можемо налаштувати комплексне рішення для контролю на основі умов виробництва, щоб ефективно уникнути пошкодження ізоляції батареї та проблем з корозією корпусу.