การควบคุมสิ่งแปลกปลอมในสถานที่ผลิตแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

มีกระบวนการพื้นฐานสองประการของการลัดวงจรภายในแบตเตอรี่ที่เกิดจากสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะ ดังแสดงในรูปที่ 1 ในกรณีแรก อนุภาคโลหะขนาดใหญ่เจาะไดอะแฟรมโดยตรง ทำให้เกิดการลัดวงจรระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบ ซึ่งเป็นก ลัดวงจรทางกายภาพ

ในกรณีที่สอง เมื่อสิ่งแปลกปลอมของโลหะผสมกับอิเล็กโทรดบวก ศักย์ไฟฟ้าบวกจะเพิ่มขึ้นหลังจากการชาร์จ สิ่งแปลกปลอมของโลหะจะละลายที่มีศักยภาพสูง แพร่กระจายผ่านอิเล็กโทรไลต์ จากนั้นโลหะที่มีศักยภาพต่ำจะละลายในเชิงลบ อิเล็กโทรดถูกสะสมบนพื้นผิวอิเล็กโทรดเชิงลบ และในที่สุดก็เจาะไดอะแฟรมเพื่อสร้างไฟฟ้าลัดวงจร นั่นคือ การลัดวงจรของสารละลายเคมี โลหะเจือปนที่พบบ่อยที่สุดในโรงงานแบตเตอรี่ ได้แก่ เหล็ก ทองแดง สังกะสี อลูมิเนียม ดีบุก สแตนเลส ฯลฯ

ที่ไซต์การผลิตแบตเตอรี่ ผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่สามารถผสมกับสิ่งแปลกปลอมได้ง่าย รวมถึงสารละลายอิเล็กโทรดที่ผสมกับสิ่งเจือปนที่เป็นโลหะ การตัดเสี้ยนหรือเศษโลหะที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดเสา เมื่อชิ้นส่วนอิเล็กโทรดถูกตัดออกในกระบวนการม้วน เศษเสี้ยนหรือสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะจะถูกผสมเข้าไปในแกนเหล็ก การเชื่อมตัวดึงและเปลือกจะทำให้เกิดเศษโลหะ ฯลฯ ดังแสดงในรูป 3 และ 4.

สำหรับมาตรฐานการควบคุมสิ่งแปลกปลอมและเสี้ยนของโลหะ โดยทั่วไปแล้ว ขนาดเสี้ยนจะน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของความหนาของไดอะแฟรม แต่ผู้ผลิตบางรายมีข้อกำหนดในการควบคุมที่เข้มงวดกว่า และเสี้ยนไม่เกินการเคลือบ

ในระหว่างการทดสอบ แบตเตอรี่จะถูกทดสอบสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของการลัดวงจรภายในโดยผ่านการทดสอบแรงดันไฟฟ้าก่อนการฉีด เอ็กซ์เรย์ตรวจพบสิ่งแปลกปลอมในเซลล์ กระบวนการชราภาพเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลง δ V ตรวจสอบผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการรับรอง

การตรวจจับสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะโดยการทดสอบการทนต่อแรงดันไฟฟ้า

การทดสอบฉนวนทนต่อแรงดันไฟฟ้าโดยทั่วไปจะใช้เครื่องวัดความปลอดภัย ในระหว่างการทดสอบการกดร้อนของแบตเตอรี่ เครื่องมือจะส่งแรงดันไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่ตามระยะเวลาที่กำหนด จากนั้นตรวจสอบว่ากระแสไฟถูกเก็บไว้ภายในช่วงที่กำหนดหรือไม่ เพื่อตรวจสอบว่ามีการลัดวงจรภายในขั้วบวกและขั้วลบของแบตเตอรี่หรือไม่ แบตเตอรี่. โดยทั่วไปแรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะแสดงในรูปที่ 5:

1) เพิ่มแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่จาก 0 เป็น U ภายในเวลาที่กำหนด T1

2) แรงดันไฟฟ้า U ยังคงอยู่ที่ T2 เป็นระยะเวลาหนึ่ง

3 หลังการทดสอบ ให้ตัดแรงดันไฟฟ้าทดสอบและปล่อยประจุไฟฟ้าที่หลงเหลือของแบตเตอรี่ออก

ในระหว่างการทดสอบ แผ่นขั้วบวกจะอยู่ใกล้กันเพียง 15 ถึง 30 ไมครอน ความจุบางอย่าง (ความจุจรจัด) สามารถเกิดขึ้นได้ภายในแบตเตอรี่เปล่า เนื่องจากความจุไฟฟ้า แรงดันทดสอบจึงต้องเริ่มจาก "ศูนย์" และเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ เพื่อหลีกเลี่ยงกระแสไฟชาร์จที่มากเกินไป ยิ่งความจุที่ต้องการมากเท่าไรก็ยิ่งเพิ่มช้าลงเท่านั้น ยิ่งเวลา t1 นานขึ้น แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งเพิ่มขึ้นน้อยลงเท่านั้น

เมื่อกระแสไฟชาร์จสูงเกินไป จะนำไปสู่การตัดสินที่ผิดพลาดของผู้ทดสอบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ส่งผลให้ผลการทดสอบไม่ถูกต้อง เมื่อประจุประจุไฟฟ้าจรจัดของแบตเตอรี่ที่ทดสอบจนเต็มแล้ว จะเหลือเพียงกระแสไฟฟ้ารั่วตามจริงเท่านั้น เนื่องจากการทดสอบแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงจะชาร์จแบตเตอรี่ที่ทดสอบ โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่หมดหลังจากการทดสอบ

ไดอะแฟรมมีความแรงของแรงดันไฟฟ้าที่แน่นอน เมื่อแรงดันไฟฟ้าโหลดสูงเกินไป ไดอะแฟรมจะพังทลายและทำให้เกิดกระแสรั่วไหลอย่างแน่นอน ดังนั้นก่อนอื่น แรงดันทดสอบฉนวนแกนควรต่ำกว่าแรงดันพังทลาย ดังแสดงในรูปที่ 6 เมื่อไม่มีสิ่งแปลกปลอมระหว่างขั้วบวกและขั้วลบ กระแสรั่วไหลภายใต้แรงดันทดสอบจะน้อยกว่าค่าที่ระบุ และแบตเตอรี่จะถูกตัดสินว่ามีคุณสมบัติ

หากมีสิ่งแปลกปลอมขนาดหนึ่งระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบ ไดอะแฟรมจะถูกบีบ ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบจะลดลง และแรงดันพังทลายระหว่างอิเล็กโทรดบวกและลบจะลดลง หากใช้แรงดันไฟฟ้าเดียวกันในเวลาเดียวกัน กระแสไฟรั่วอาจเกินค่าสัญญาณเตือนที่ตั้งไว้ ด้วยการตั้งค่าพารามิเตอร์ เช่น แรงดันทดสอบ คุณสามารถวิเคราะห์และตัดสินขนาดของสิ่งแปลกปลอมในแบตเตอรี่ในทางสถิติได้ จากนั้น ตามสถานการณ์การผลิตจริงและข้อกำหนดด้านคุณภาพ คุณสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์การทดสอบและกำหนดมาตรฐานการตัดสินคุณภาพได้

ตัวอย่างการทดสอบขนาดสิ่งแปลกปลอมและแรงดันไฟฟ้าทน (ค่าสมมติ)

ในการทดสอบ พารามิเตอร์หลักได้แก่ เวลาที่เพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้าช้า T1, เวลาคงแรงดันไฟฟ้า T2, แรงดันไฟฟ้าโหลด U และกระแสไฟรั่วของสัญญาณเตือน ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น T1 และ U เกี่ยวข้องกับความจุหลงทางของแบตเตอรี่ ยิ่งความจุมีขนาดใหญ่เท่าใด ต้องใช้เวลาเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ T1 นานขึ้น และแรงดันไฟฟ้าโหลด U ก็จะยิ่งต่ำลง นอกจากนี้ U ยังเกี่ยวข้องกับกำลังอัดของไดอะแฟรมด้วย หากมีสิ่งแปลกปลอมในหน่วยทดสอบจะทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรภายในและไดอะแฟรมจะเสียหาย ดังแสดงในรูปที่ 7

ดังนั้นการทดสอบแรงดันไฟฟ้าของฉนวนของแบตเตอรี่ลิเธียมจึงเป็นส่วนสำคัญของการตรวจสอบกระบวนการผลิตภัณฑ์ ซึ่งสามารถตรวจจับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ผ่านการรับรองและปรับปรุงปัจจัยด้านความปลอดภัยของผลิตภัณฑ์แบตเตอรี่ขั้นสุดท้าย การทดสอบจริงจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ เช่น การตั้งค่าพารามิเตอร์และเกณฑ์การพิจารณา