Årsaker og forebyggende tiltak for lav isolasjon i kvadratiske litiumbatterier

Testdata for elektrisk ytelse viste at spennings- og interne motstandsparametere til den defekte cellen var innenfor normalområdet, og konvensjonell elektrisk testing kunne ikke identifisere den skjulte faren. Imidlertid var den negative terminalspenningen til cellen betydelig lavere enn standardverdien. Demontering og testing avdekket unormal ledningsevne mellom minuspolen og toppdekselet. CT-skanning bekreftet at metalliske fremmedlegemer var innebygd inne i isolasjonslaget på toppdekselet, og brøt direkte isolasjonsisolasjonsstrukturen mellom terminalen og skallet. Denne defekten er vanlig ved masseproduksjon av ulike aluminiumskall for litiumionprismatiske celler, og er en skjult feil forårsaket av uaktsomhet i kontrollen av fremmedlegemer i prosessen.

Sporing av produksjonsprosessen viste at de metalliske fremmedlegemene hovedsakelig stammet fra to høy-risikoprosesser. For det første, i sprøytestøpings- og pressetrinnene, var gapet mellom skjærekantene på den negative terminale blanking-dysen for stor, noe som genererte kobberspon og metallgrader under presseprosessen. For det andre ble rustfrie stålpartikler blandet inn i det isolerende PPS-råmaterialet, og etter sprøytestøping ble metallfragmenter innebygd inne i isolasjonslaget. Samtidig førte de åpne tørke- og fôringsmetodene lett til innånding av suspendert metallstøv i verkstedet, noe som ytterligere økte sannsynligheten for at urenheter ble blandet inn i isolasjonslaget til toppdekselet av litiumkraftcelle-aluminiumskall.

Denne typen isolasjonssvikt er preget av langsom induksjon og forsinket svikt, og er ikke en umiddelbar feil på fabrikken. Cellen består 500V tåle spenningsisolasjonstesten på fabrikken, men små metallrester i isolasjonslaget kan ikke oppdages. Etter batterimontering og sveising smelter høye temperaturer PP-isolasjonslaget på toppdekselet, og metallrester forskyves med strømmen av kolloidet. Ved avkjøling krymper plasten og danner små hull. Vibrasjoner under drift av utstyret forårsaker intermitterende ledningsevne mellom terminalene og toppdekselet, og utløser kontinuerlig mikro-kortslutninger, som gradvis fører til elektrokjemisk korrosjon og elektrolyttlekkasje i aluminiumskallet til et enkelt-litium--cellebatteri.

Korrosjonen av aluminiumsskallet i litiumbatterier har en klar elektrokjemisk mekanisme, som krever samtidig oppfyllelse av både elektroniske og ioniske kortslutningsforhold. Under normale forhold er batteriskallet på et høyt potensial og fullstendig isolert fra den negative elektroden; Når et metallisk fremmedlegeme forårsaker ledningsevne mellom terminalen og skallet, reduseres aluminiumsskallpotensialet raskt, noe som skaper forhold for litiumkorrosjon. Etter at skallet kommer i kontakt med litiumioner i elektrolytten, oppstår en redoksreaksjon, som gradvis danner en aluminium-litiumlegering, som samsvarer med den vanlige korrosjonsfeillogikken til aluminiumskall for prismatiske celler av litiumjernfosfat.

Skallkorrosjonsprosessen består av tre stadier: overflatealuminiumoksidreduksjon, litiumlegeringsdannelse og dyp elektrokjemisk korrosjon. Ettersom litiuminterkaleringsreaksjonen fortsetter, kombineres korrosjonsprodukter med luft og karbondioksid for å danne alkaliske salter, noe som akselererer skallerosjon og lekkasje. Fordi cellens ytre belegg gir fullstendig isolasjon, med bare et forhåndsboret monteringsgap og posisjoneringshull i bunnen, er problemer med korrosjon, lekkasje og isolasjonssvikt stort sett konsentrert i bunnområdet av litiumioncelle-aluminiumskallet.

For å løse årsaken til introduksjon av fremmedlegemer i metall, må industrien optimalisere prosesskontrollen gjennom hele prosessen. Dette kan oppnås ved å oppgradere formmaterialer, redusere bladklaringen og legge til en avgradings- og poleringsprosess for å eliminere metallrester som genereres under elektrodebehandling; legge til en råvaremetallseparasjons- og testprosess for å filtrere PPS-råstoffurenheter; og modifisere tørke- og sugeutstyret for å ta i bruk en lukket-sløyfedriftsmodus, noe som reduserer risikoen for kontaminering av fremmedlegemer under produksjonen av aluminiumsskall for prismatiske og sylindriske batterikasser.

Optimalisering av teststandarder er kjernen for å avskjære latente feil. Den eksisterende 500V tålespenningstesten kan ikke trenge gjennom små isolasjonshull og er utilstrekkelig til å oppdage defekter i innebygd metallavfall. Mens de opprinnelige teststandardene er beholdt, er det lagt til en ny 1500V høyspenning, 2mA strøm full-inspeksjonsprosess, som effektivt kan identifisere unormale isolasjonsproblemer i toppdekselet, nøyaktig avskjære defekte celler, og betydelig forbedre fabrikkpasseringsraten og langtids-batteristabiliteten til alum-stamping-celledekselet.

Oppsummert er kjerneårsaken til lav isolasjon og foringsrørskorrosjon i firkantede litiumbatterier mangelen på kontroll over metalliske fremmedlegemer under produksjonsprosessen. Skjulte mikro-kortslutninger kan gradvis indusere batterisvikt og sikkerhetsfarer. I masseproduksjonen av strømbatterier er råvarekontroll, prosessoptimalisering og høyspenningstesting uunnværlig. Bare ved å etablere et omfattende kvalitetskontrollsystem kan problemer med isolasjonsfeil i ulike aluminiumsskall av litiumtørrcellebatterier unngås ved kilden, noe som sikrer sikker og stabil drift av strømbatterisystemet.

For prosessoptimalisering avlitium tørrcelle aluminiumskall, isolasjonsfeildiagnose og kvalitetsinspeksjonsløsninger for masseproduksjon, vennligst kontakt vårt profesjonelle tekniske team. Vi kan skreddersy en omfattende kontrollløsning basert på produksjonsforhold for effektivt å unngå batteriisolasjonssvikt og korrosjonsproblemer i huset.