Årsager og forebyggende foranstaltninger til lav isolering i firkantede lithiumbatterier

Testdata for elektrisk ydeevne viste, at spændings- og interne modstandsparametre for den defekte celle var inden for det normale område, og konventionel elektrisk test kunne ikke identificere den skjulte fare. Imidlertid var cellens negative terminalspænding betydeligt lavere end standardværdien. Demontering og test afslørede unormal ledningsevne mellem den negative terminal og topdækslet. CT-scanning bekræftede, at metalliske fremmedlegemer var indlejret inde i isoleringslaget på topdækslet, hvilket direkte bryder isoleringsisoleringsstrukturen mellem terminalen og skallen. Denne defekt er almindelig i masseproduktionen af ​​forskellige aluminiumsskaller til lithium-ion prismatiske celler, og er en skjult fejl forårsaget af uagtsomhed i kontrollen af ​​fremmedlegemer i processen.

Sporing af produktionsprocessen viste, at de metalliske fremmedlegemer hovedsageligt stammede fra to højrisikoprocesser.- For det første, i sprøjtestøbnings- og presningsstadierne, var mellemrummet mellem skærekanterne af den negative terminale blanking-matrice for stor, hvilket genererede kobberspåner og metalgrater under presseprocessen. For det andet blev rustfri stålpartikler blandet ind i det isolerende PPS-råmateriale, og efter sprøjtestøbning blev metalfragmenter indlejret i isoleringslaget. Samtidig førte de åbne tørre- og fodringsmetoder let til indånding af suspenderet metalstøv i værkstedet, hvilket yderligere øgede sandsynligheden for, at urenheder blev blandet ind i isoleringslaget på lithium-kraftcellens aluminiumsskal-topdæksel.

Denne type isolationsfejl er karakteriseret ved langsom induktion og forsinket svigt, og er ikke en umiddelbar defekt på fabrikken. Cellen består 500V modstå spændingsisolationstesten på fabrikken, men små metalrester i isoleringslaget kan ikke detekteres. Efter batterisamling og svejsning smelter høje temperaturer PP-isoleringslaget af topdækslet, og metalaffald forskydes med kolloidstrømmen. Ved afkøling krymper plastikken og danner små huller. Vibrationer under udstyrets drift forårsager intermitterende ledningsevne mellem terminalerne og topdækslet, der konstant udløser mikro-kortslutninger, hvilket gradvist fører til elektrokemisk korrosion og elektrolytlækage i aluminiumsskallen på et enkelt-celle lithium-ionbatteri.

Korrosionen af ​​aluminiumsskallen i lithiumbatterier har en klar elektrokemisk mekanisme, der kræver samtidig opfyldelse af både elektroniske og ioniske kortslutningsbetingelser. Under normale forhold er batteriskallen ved et højt potentiale og fuldstændig isoleret fra den negative elektrode; når først et metallisk fremmedlegeme forårsager ledningsevne mellem terminalen og skallen, falder aluminiumskalpotentialet hurtigt, hvilket skaber betingelser for lithiationskorrosion. Efter at skallen kommer i kontakt med lithiumioner i elektrolytten, opstår der en redoxreaktion, der gradvist danner en aluminium-lithiumlegering, der er i overensstemmelse med den almindelige korrosionsfejllogik for aluminiumskaller til prismatiske lithiumjernfosfatceller.

Skalkorrosionsprocessen består af tre trin: overfladealuminiumoxidreduktion, lithiumlegeringdannelse og dyb elektrokemisk korrosion. Efterhånden som lithium-interkalationsreaktionen fortsætter, kombineres korrosionsprodukter med luft og kuldioxid for at danne alkaliske salte, hvilket fremskynder skalerosion og lækage. Fordi cellens ydre belægning giver komplet isolering med kun et for-boret samlingsgab og positioneringshul i bunden, er problemer med korrosion, lækage og isoleringsfejl for det meste koncentreret i bunden af ​​lithium-ioncelle-aluminiumsskallen.

For at imødegå årsagen til introduktion af fremmedlegemer i metal, er industrien nødt til at optimere proceskontrol gennem hele processen. Dette kan opnås ved at opgradere formmaterialer, reducere bladfrigang og tilføje en afgratnings- og poleringsproces for at eliminere metalaffald, der dannes under elektrodebehandling; tilføjelse af en råmaterialemetalseparations- og testproces for at filtrere PPS-råmaterialeurenheder; og ændring af tørre- og sugeudstyret til at anvende en lukket-sløjfedriftstilstand, hvilket i vid udstrækning reducerer risikoen for fremmedlegemer under produktionen af ​​aluminiumsskaller til prismatiske og cylindriske batterikasser.

Optimering af teststandarder er det centrale middel til at opsnappe latente fejl. Den eksisterende 500V modstå spændingstest kan ikke trænge igennem små isoleringshuller og er utilstrækkelig til at detektere indlejrede metalaffaldsfejl. Mens de originale teststandarder bibeholdes, er der tilføjet en ny 1500V høj-højspænding, 2mA strøm fuld-eftersynsproces, som effektivt kan identificere unormale isoleringsproblemer i topdækslet, præcist opfange defekte celler og markant forbedre fabriksgennemgangsraten og langtids-afstemt batteridempningsstabilitet i alum-stemplingscellen.

Sammenfattende er kerneårsagen til lav isolering og huskorrosion i firkantede lithiumbatterier manglen på kontrol over metalliske fremmedlegemer under produktionsprocessen. Skjulte mikro-kortslutninger kan gradvist forårsage batterisvigt og sikkerhedsrisici. I masseproduktionen af ​​strømbatterier er råmaterialestyring, procesoptimering og højspændingstestopgraderinger alle uundværlige. Kun ved at etablere et omfattende kvalitetskontrolsystem kan problemer med isoleringsfejl i forskellige lithium-tørcellebatterier i aluminium undgås ved deres kilde, hvilket sikrer sikker og stabil drift af strømbatterisystemet.

Til procesoptimering aflithium tørcelle aluminiumsskaller, isolationsfejldiagnose og masseproduktions kvalitetsinspektionsløsninger, kontakt venligst vores professionelle tekniske team. Vi kan skræddersy en omfattende kontrolløsning baseret på produktionsforhold for effektivt at undgå batteriisoleringsfejl og kappekorrosionsproblemer.