Control de materias extrañas en el sitio de producción de baterías de iones de litio

Hay dos procesos básicos de cortocircuito interno de la batería causados ​​por materias extrañas metálicas, como se muestra en la Figura 1. En el primer caso, las partículas metálicas grandes perforan directamente el diafragma, provocando un cortocircuito entre los electrodos positivo y negativo, lo cual es un cortocircuito físico.

En el segundo caso, cuando la materia extraña metálica se mezcla con el electrodo positivo, el potencial del electrodo positivo aumenta después de la carga, la materia extraña metálica se disuelve a alto potencial, se difunde a través del electrolito y luego el metal con bajo potencial se disuelve en el negativo. El electrodo se deposita en la superficie del electrodo negativo y finalmente perfora el diafragma para formar un cortocircuito, es decir, un cortocircuito de solución química. Las impurezas metálicas más comunes en las plantas de baterías incluyen hierro, cobre, zinc, aluminio, estaño, acero inoxidable, etc.

En el sitio de producción de baterías, los productos de la batería son fáciles de mezclar con materias extrañas, incluida la suspensión de electrodos mezclada con impurezas metálicas; Cortar rebabas o virutas de metal generadas durante el corte de postes; Cuando la pieza del electrodo se corta en el proceso de bobinado, se mezclan rebabas o partículas metálicas extrañas en el núcleo de hierro. La soldadura de la orejeta y la carcasa producirá virutas de metal, etc., como se muestra en la figura. 3 y 4.

Para el estándar de control de materias extrañas y rebabas metálicas, en términos generales, el tamaño de las rebabas es inferior a la mitad del espesor del diafragma, pero algunos fabricantes tienen requisitos de control más estrictos y las rebabas no exceden el recubrimiento.

Durante la prueba, la batería se prueba para detectar productos no conformes con cortocircuitos internos mediante una prueba de voltaje antes de la inyección; Los rayos X detectaron cuerpos extraños en las células. Proceso de envejecimiento por caída de voltaje de la batería δ V Inspeccione los productos no calificados.

Detección de materias extrañas metálicas mediante prueba de tensión soportada.

La prueba de tensión soportada de aislamiento generalmente utiliza un medidor de seguridad. Durante la prueba de prensado en caliente de la batería, el instrumento aplica un voltaje a la batería durante un período de tiempo específico y luego verifica si la corriente se mantiene dentro del rango especificado para determinar si hay un cortocircuito dentro de los electrodos positivo y negativo de la batería. batería. En general, el voltaje aplicado se muestra en la Figura 5:

① Aumente el voltaje de la batería de 0 a U dentro de un tiempo determinado T1.

② La tensión U permanece en T2 durante un período de tiempo.

③ Después de la prueba, corte el voltaje de prueba y descargue la capacitancia parásita de la batería.

Durante la prueba, las placas del ánodo están cerca una de otra, sólo entre 15 y 30 micras. Se puede formar una cierta capacitancia (capacitancia parásita) dentro de la batería desnuda. Debido a la capacitancia, el voltaje de prueba debe comenzar desde "cero" y aumentar lentamente. Para evitar una corriente de carga excesiva, cuanto mayor sea la capacitancia requerida, más lento aumentará. Cuanto mayor sea el tiempo t1, menor será el voltaje que se podrá aumentar.

Cuando la corriente de carga es demasiado grande, inevitablemente provocará un error de evaluación del probador, lo que dará como resultado resultados de prueba incorrectos. Una vez que la capacitancia parásita de la batería probada está completamente cargada, solo queda la corriente de fuga real. Dado que la prueba de voltaje CC cargará la batería probada, asegúrese de que la batería esté descargada después de la prueba.

El diafragma tiene una cierta intensidad de voltaje. Cuando el voltaje de carga es demasiado alto, el diafragma definitivamente se romperá y formará una corriente de fuga. Por lo tanto, en primer lugar, el voltaje de prueba de aislamiento del núcleo debe ser menor que el voltaje de ruptura. Como se muestra en la Figura 6, cuando no hay materias extrañas entre los electrodos positivo y negativo, la corriente de fuga bajo el voltaje de prueba es menor que el valor especificado y la batería se considera calificada.

Si hay un cierto tamaño de materia extraña entre los electrodos positivo y negativo, el diafragma se apretará, la distancia entre los electrodos positivo y negativo disminuirá y el voltaje de ruptura entre los electrodos positivo y negativo disminuirá. Si se aplica el mismo voltaje al mismo tiempo, la corriente de fuga puede exceder el valor de alarma establecido. Al configurar parámetros como el voltaje de prueba, puede analizar y juzgar estadísticamente el tamaño de las materias extrañas en la batería. Luego, de acuerdo con la situación de producción real y los requisitos de calidad, puede establecer parámetros de prueba y formular estándares de evaluación de calidad.

Tamaño de la materia extraña de la muestra y prueba de tensión soportada (valor supuesto)

En la prueba, los parámetros principales incluyen el tiempo de aumento lento de voltaje T1, el tiempo de mantenimiento de voltaje T2, el voltaje de carga U y la corriente de fuga de alarma. Como se mencionó anteriormente, T1 y U están relacionados con la capacitancia parásita de la batería. Cuanto mayor es la capacitancia, mayor es el tiempo de aumento lento T1 requerido y menor es el voltaje de carga U. Además, U también está relacionada con la resistencia a la compresión del propio diafragma. Si hay materias extrañas en la unidad de prueba, provocará un cortocircuito interno y se dañará el diafragma, como se muestra en la Figura 7.

Por lo tanto, la prueba de tensión soportada de aislamiento de la batería de litio es una parte importante de la inspección del proceso del producto, que puede detectar productos no calificados y mejorar el factor de seguridad de los productos finales de la batería. La prueba real debe considerar muchos factores, como la configuración de parámetros y los criterios de juicio.