کنترل مواد خارجی در سایت تولید باتری لیتیوم یون

دو فرآیند اساسی اتصال کوتاه داخلی باتری ناشی از مواد خارجی فلزی وجود دارد، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. در حالت اول، ذرات فلزی بزرگ مستقیماً دیافراگم را سوراخ می کنند و باعث ایجاد یک اتصال کوتاه بین الکترودهای مثبت و منفی می شوند که یک اتصال کوتاه فیزیکی

در حالت دوم، هنگامی که ماده خارجی فلزی با الکترود مثبت مخلوط می شود، پتانسیل الکترود مثبت پس از شارژ بالا می رود، ماده خارجی فلزی با پتانسیل بالا حل می شود، از طریق الکترولیت پخش می شود و سپس فلز با پتانسیل پایین در منفی حل می شود. الکترود بر روی سطح الکترود منفی رسوب می کند، در نهایت دیافراگم را سوراخ می کند تا یک اتصال کوتاه، یعنی یک اتصال کوتاه محلول شیمیایی ایجاد کند. رایج ترین ناخالصی های فلزی در کارخانه های باتری عبارتند از آهن، مس، روی، آلومینیوم، قلع، فولاد ضد زنگ و غیره.

در محل تولید باتری، محصولات باتری به راحتی با مواد خارجی، از جمله دوغاب الکترود مخلوط با ناخالصی های فلزی مخلوط می شوند. برش های برش یا تراشه های فلزی که در حین برش میله ایجاد می شوند. هنگامی که قطعه الکترود در فرآیند سیم پیچی قطع می شود، سوراخ ها یا ذرات ماده خارجی فلزی در هسته آهنی مخلوط می شوند. همانطور که در شکل نشان داده شده است، جوشکاری لگ و پوسته باعث تولید براده های فلزی و غیره می شود. 3 و 4.

برای استاندارد کنترل مواد خارجی فلزی و فرزها، به طور کلی، اندازه سوراخ کمتر از نیمی از ضخامت دیافراگم است، اما برخی از تولیدکنندگان الزامات کنترلی سخت گیرانه تری دارند و فرز از پوشش فراتر نمی رود.

در طول آزمایش، باتری از طریق آزمایش ولتاژ قبل از تزریق، برای محصولات ناسازگار داخلی اتصال کوتاه آزمایش می شود. اشعه ایکس اجسام خارجی را در سلول ها شناسایی کرد. فرآیند پیری از طریق افت ولتاژ باتری δ V محصولات فاقد صلاحیت را بررسی کنید.

تشخیص مواد خارجی فلزی با تست ولتاژ مقاومتی

تست ولتاژ مقاومت عایق معمولاً از یک متر ایمنی استفاده می کند. در طول آزمایش پرس گرم باتری، دستگاه برای مدت زمان مشخصی ولتاژی را به باتری اعمال می‌کند و سپس بررسی می‌کند که آیا جریان در محدوده مشخص‌شده نگه داشته شده است تا مشخص شود که آیا اتصال کوتاهی در داخل الکترودهای مثبت و منفی وجود دارد یا خیر. باتری به طور کلی ولتاژ اعمال شده در شکل 5 نشان داده شده است:

① ولتاژ باتری را از 0 به U در یک زمان معین T1 افزایش دهید.

② ولتاژ U برای مدتی در T2 باقی می ماند.

③ پس از آزمایش، ولتاژ تست را قطع کنید و ظرفیت سرگردان باتری را تخلیه کنید.

در طول آزمایش، صفحات آند به یکدیگر نزدیک هستند، تنها 15 تا 30 میکرون. یک ظرفیت خازنی خاص (خازن سرگردان) می تواند در داخل باتری خالی تشکیل شود. به دلیل ظرفیت خازنی، ولتاژ تست باید از "صفر" شروع شود و به آرامی افزایش یابد. به منظور جلوگیری از جریان شارژ بیش از حد، هرچه ظرفیت خازن مورد نیاز بیشتر باشد، کندتر افزایش می یابد. هرچه زمان t1 طولانی تر باشد، ولتاژ را می توان افزایش داد.

هنگامی که جریان شارژ بیش از حد زیاد باشد، به ناچار منجر به قضاوت نادرست تستر و در نتیجه نتایج آزمایش نادرست می شود. هنگامی که ظرفیت سرگردان باتری آزمایش شده به طور کامل شارژ شد، تنها جریان نشتی واقعی باقی می ماند. از آنجایی که آزمایش ولتاژ DC باتری آزمایش شده را شارژ می کند، لطفاً مطمئن شوید که باتری پس از آزمایش تخلیه شده است.

دیافراگم دارای قدرت ولتاژ مشخصی است. وقتی ولتاژ بار خیلی زیاد باشد، دیافراگم قطعا خراب می شود و جریان نشتی ایجاد می کند. بنابراین، اول از همه، ولتاژ آزمایش عایق هسته باید کمتر از ولتاژ شکست باشد. همانطور که در شکل 6 نشان داده شده است، هنگامی که هیچ ماده خارجی بین الکترودهای مثبت و منفی وجود ندارد، جریان نشتی تحت ولتاژ تست کمتر از مقدار مشخص شده است و باتری واجد شرایط ارزیابی می شود.

اگر مقدار مشخصی ماده خارجی بین الکترودهای مثبت و منفی وجود داشته باشد، دیافراگم فشرده می شود، فاصله بین الکترودهای مثبت و منفی کاهش می یابد و ولتاژ شکست بین الکترودهای مثبت و منفی کاهش می یابد. اگر ولتاژ یکسانی به طور همزمان اعمال شود، جریان نشتی ممکن است از مقدار هشدار تنظیم شده بیشتر شود. با تنظیم پارامترهایی مانند ولتاژ تست، می توانید اندازه مواد خارجی موجود در باتری را به صورت آماری تجزیه و تحلیل و قضاوت کنید. سپس، با توجه به وضعیت واقعی تولید و الزامات کیفیت، می توانید پارامترهای تست را تنظیم کنید و استانداردهای قضاوت کیفیت را تدوین کنید.

اندازه ماده خارجی نمونه و تست ولتاژ مقاومتی (مقدار فرضی)

در آزمایش، پارامترهای اصلی شامل زمان افزایش آهسته ولتاژ T1، زمان نگهداری ولتاژ T2، ولتاژ بار U و جریان نشتی زنگ هشدار است. همانطور که در بالا ذکر شد، T1 و U مربوط به ظرفیت سرگردان باتری هستند. هرچه ظرفیت خازن بزرگتر باشد، زمان افزایش آهسته T1 بیشتر مورد نیاز است و ولتاژ بار U کمتر است. علاوه بر این، U با مقاومت فشاری خود دیافراگم نیز مرتبط است. همانطور که در شکل 7 نشان داده شده است، در صورت وجود ماده خارجی در واحد تست، باعث اتصال کوتاه داخلی و آسیب دیافراگم می شود.

بنابراین، تست ولتاژ مقاومت عایق باتری لیتیومی بخش مهمی از بازرسی فرآیند محصول است که می تواند محصولات نامرغوب را شناسایی کرده و ضریب ایمنی محصولات باتری نهایی را بهبود بخشد. آزمون واقعی نیاز به در نظر گرفتن بسیاری از عوامل، مانند تنظیمات پارامتر و معیارهای قضاوت دارد.