Kiểm soát tạp chất tại nơi sản xuất pin lithium ion

Có hai quá trình cơ bản gây đoản mạch bên trong pin do vật lạ kim loại gây ra, như trong Hình 1. Trong trường hợp đầu tiên, các hạt kim loại lớn xuyên trực tiếp vào màng ngăn, gây ra đoản mạch giữa các điện cực dương và âm, đó là một ngắn mạch vật lý.

Trong trường hợp thứ hai, khi vật lạ kim loại được trộn với điện cực dương, thế điện cực dương tăng lên sau khi sạc, vật lạ kim loại hòa tan ở điện thế cao, khuếch tán qua chất điện phân, sau đó kim loại có điện thế thấp hòa tan trong điện thế âm. điện cực được lắng đọng trên bề mặt điện cực âm, cuối cùng xuyên qua màng ngăn để tạo thành đoản mạch, tức là đoản mạch của dung dịch hóa học. Các tạp chất kim loại phổ biến nhất trong các nhà máy sản xuất pin bao gồm sắt, đồng, kẽm, nhôm, thiếc, thép không gỉ, v.v.

Tại nơi sản xuất pin, sản phẩm pin rất dễ lẫn tạp chất, bao gồm bùn điện cực lẫn tạp chất kim loại; Cắt các gờ hoặc phoi kim loại được tạo ra trong quá trình cắt cột; Khi mảnh điện cực bị cắt trong quá trình cuộn dây, các vệt hoặc các hạt vật chất kim loại lạ sẽ trộn vào lõi sắt. Hàn vấu và vỏ sẽ tạo ra các mảnh kim loại, v.v., như thể hiện trong hình. 3 và 4.

Nói chung, đối với tiêu chuẩn kiểm soát các tạp chất và vệt kim loại, kích thước của vệt nhỏ hơn một nửa độ dày màng ngăn, nhưng một số nhà sản xuất có yêu cầu kiểm soát chặt chẽ hơn và vệt không vượt quá lớp phủ.

Trong quá trình thử nghiệm, pin được kiểm tra các sản phẩm không phù hợp ngắn mạch bên trong thông qua kiểm tra điện áp trước khi tiêm; X-quang phát hiện vật thể lạ trong tế bào. Quá trình lão hóa do sụt áp pin δ V Kiểm tra các sản phẩm không đạt tiêu chuẩn.

Phát hiện tạp chất kim loại bằng cách kiểm tra điện áp chịu đựng

Kiểm tra điện áp chịu được cách điện thường sử dụng đồng hồ đo an toàn. Trong quá trình kiểm tra ép nóng pin, thiết bị sẽ cấp điện áp vào pin trong một khoảng thời gian xác định, sau đó kiểm tra xem dòng điện có được giữ trong phạm vi quy định hay không để xác định xem có đoản mạch bên trong các điện cực dương và âm của pin hay không. ắc quy. Nói chung, điện áp ứng dụng được thể hiện trong Hình 5:

① Tăng điện áp trên ắc quy từ 0 lên U trong khoảng thời gian nhất định T1.

② Điện áp U duy trì ở mức T2 trong một khoảng thời gian.

③ Sau khi kiểm tra, cắt điện áp kiểm tra và xả điện dung lạc của pin.

Trong quá trình thử nghiệm, các tấm cực dương nằm sát nhau, chỉ từ 15 đến 30 micron. Một điện dung nhất định (điện dung đi lạc) có thể được hình thành bên trong pin trần. Do điện dung, điện áp thử nghiệm phải bắt đầu từ "0" và tăng chậm. Để tránh dòng sạc quá mức, điện dung cần thiết càng lớn thì tốc độ tăng càng chậm. Thời gian t1 càng dài thì điện áp có thể tăng càng thấp.

Khi dòng sạc quá lớn chắc chắn sẽ dẫn đến việc người kiểm tra đánh giá sai, dẫn đến kết quả kiểm tra không chính xác. Sau khi điện dung rò rỉ của pin đã kiểm tra được sạc đầy, chỉ còn lại dòng điện rò rỉ thực tế. Vì kiểm tra điện áp DC sẽ sạc pin đã kiểm tra, vui lòng đảm bảo rằng pin đã được xả sau khi kiểm tra.

Cơ hoành có cường độ điện áp nhất định. Khi điện áp tải quá cao, màng chắn chắc chắn sẽ bị đứt và hình thành dòng điện rò rỉ. Do đó, trước hết, điện áp thử nghiệm cách điện lõi phải thấp hơn điện áp đánh thủng. Như được hiển thị trong Hình 6, khi không có vật lạ giữa cực dương và cực âm, dòng điện rò rỉ dưới điện áp thử nghiệm nhỏ hơn giá trị quy định và pin được đánh giá là đủ tiêu chuẩn.

Nếu có một kích thước nhất định của vật lạ giữa điện cực dương và điện cực âm, màng ngăn sẽ bị ép lại, khoảng cách giữa điện cực dương và âm sẽ giảm và điện áp đánh thủng giữa điện cực dương và âm sẽ giảm. Nếu đặt cùng một điện áp vào cùng một thời điểm, dòng điện rò rỉ có thể vượt quá giá trị cảnh báo đã đặt. Bằng cách thiết lập các thông số như điện áp thử nghiệm, bạn có thể phân tích thống kê và đánh giá kích thước của vật lạ trong pin. Sau đó, căn cứ vào tình hình sản xuất thực tế và yêu cầu chất lượng, bạn có thể thiết lập các thông số kiểm tra và xây dựng các tiêu chuẩn đánh giá chất lượng.

Kích thước vật lạ mẫu và thử nghiệm điện áp chịu đựng (giá trị giả định)

Trong thử nghiệm, các thông số chính bao gồm thời gian tăng điện áp chậm T1, thời gian giữ điện áp T2, điện áp tải U và dòng rò báo động. Như đã đề cập ở trên, T1 và U có liên quan đến điện dung tạp tán của pin. Điện dung càng lớn thì thời gian tăng chậm T1 càng dài và điện áp tải U càng thấp. Ngoài ra, U còn liên quan đến cường độ nén của chính màng ngăn. Nếu có vật lạ trong thiết bị kiểm tra, nó sẽ gây đoản mạch bên trong và màng ngăn sẽ bị hỏng, như trong Hình 7.

Do đó, kiểm tra điện áp chịu được cách điện của pin lithium là một phần quan trọng trong quá trình kiểm tra quy trình sản phẩm, có thể phát hiện các sản phẩm không đủ tiêu chuẩn và cải thiện hệ số an toàn của sản phẩm pin cuối cùng. Thử nghiệm thực tế cần xem xét nhiều yếu tố, chẳng hạn như cài đặt thông số và tiêu chí đánh giá.