สาเหตุและมาตรการป้องกันฉนวนต่ำในแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยม

ข้อมูลการทดสอบประสิทธิภาพทางไฟฟ้าแสดงให้เห็นว่าพารามิเตอร์แรงดันไฟฟ้าและความต้านทานภายในของเซลล์ที่ผิดพลาดนั้นอยู่ในช่วงปกติ และการทดสอบทางไฟฟ้าแบบทั่วไปไม่สามารถระบุอันตรายที่ซ่อนอยู่ได้ อย่างไรก็ตาม แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วลบของเซลล์มีค่าต่ำกว่าค่ามาตรฐานอย่างมาก การถอดประกอบและการทดสอบเผยให้เห็นการนำไฟฟ้าที่ผิดปกติระหว่างขั้วลบและฝาครอบด้านบน การสแกน CT ยืนยันว่ามีสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะฝังอยู่ในชั้นฉนวนของฝาครอบด้านบน ทำลายโครงสร้างการแยกฉนวนระหว่างเทอร์มินัลและเปลือกโดยตรง ข้อบกพร่องนี้พบได้ทั่วไปในการผลิตจำนวนมากของเปลือกอลูมิเนียมต่างๆ สำหรับเซลล์ปริซึมลิเธียมไอออน และเป็นความล้มเหลวที่ซ่อนอยู่ซึ่งเกิดจากความประมาทเลินเล่อในการควบคุมวัตถุแปลกปลอมในกระบวนการ

การติดตามกระบวนการผลิตพบว่าสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะส่วนใหญ่มาจากกระบวนการที่มีความเสี่ยงสูง-สองกระบวนการ ประการแรก ในขั้นตอนการขึ้นรูปแบบฉีดและการอัดขึ้นรูป ช่องว่างระหว่างขอบตัดของแม่พิมพ์ปิดขั้วลบมีขนาดใหญ่เกินไป ทำให้เกิดเศษทองแดงและเศษโลหะในระหว่างกระบวนการอัด ประการที่สอง อนุภาคสแตนเลสถูกผสมลงในวัตถุดิบ PPS ที่เป็นฉนวน และหลังจากการฉีดขึ้นรูป ชิ้นส่วนโลหะก็ถูกฝังอยู่ภายในชั้นฉนวน ในเวลาเดียวกัน วิธีการทำให้แห้งและการป้อนแบบเปิดทำให้เกิดการสูดดมฝุ่นโลหะที่แขวนลอยในโรงงานได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเพิ่มความน่าจะเป็นที่สิ่งสกปรกจะถูกผสมลงในชั้นฉนวนของฝาครอบด้านบนของเปลือกอะลูมิเนียมเซลล์พลังงานลิเธียม

ความล้มเหลวของฉนวนประเภทนี้มีลักษณะเฉพาะคือการเหนี่ยวนำช้าและความล้มเหลวล่าช้า และไม่ใช่ข้อบกพร่องทันทีที่โรงงาน เซลล์ผ่านการทดสอบฉนวนแรงดันไฟฟ้า 500V ที่โรงงาน แต่ไม่สามารถตรวจพบเศษโลหะเล็กๆ ภายในชั้นฉนวนได้ หลังจากการประกอบและการเชื่อมแบตเตอรี่ อุณหภูมิสูงจะละลายชั้นฉนวน PP ของฝาครอบด้านบน และเศษโลหะจะถูกแทนที่ด้วยการไหลของคอลลอยด์ เมื่อเย็นลง พลาสติกจะหดตัวทำให้เกิดช่องว่างเล็กๆ การสั่นสะเทือนระหว่างการทำงานของอุปกรณ์ทำให้เกิดการนำไฟฟ้าเป็นระยะๆ ระหว่างขั้วต่อและฝาครอบด้านบน ทำให้เกิดการลัดวงจรระดับไมโคร-อย่างต่อเนื่อง ซึ่งค่อยๆ นำไปสู่การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าและการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ในเปลือกอลูมิเนียมของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน-เซลล์เดียว-

การกัดกร่อนของเปลือกอะลูมิเนียมในแบตเตอรี่ลิเธียมมีกลไกเคมีไฟฟ้าที่ชัดเจน ซึ่งต้องปฏิบัติตามสภาวะไฟฟ้าลัดวงจรทั้งแบบอิเล็กทรอนิกส์และแบบไอออนิกพร้อมกัน ภายใต้สภาวะปกติ เปลือกแบตเตอรี่จะมีศักย์ไฟฟ้าสูงและเป็นฉนวนอย่างสมบูรณ์จากขั้วไฟฟ้าลบ เมื่อวัตถุแปลกปลอมที่เป็นโลหะทำให้เกิดการนำไฟฟ้าระหว่างขั้วปลายสายไฟและเปลือก ศักยภาพของเปลือกอะลูมิเนียมจะลดลงอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดสภาวะสำหรับการกัดกร่อนแบบลิไธเอชัน หลังจากที่เปลือกสัมผัสกับลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรไลต์ จะเกิดปฏิกิริยารีดอกซ์ โดยค่อยๆ ก่อตัวเป็นอะลูมิเนียมอัลลอยด์-ลิเธียม ซึ่งเป็นไปตามตรรกะความล้มเหลวในการกัดกร่อนกระแสหลักของเปลือกอะลูมิเนียมสำหรับเซลล์ปริซึมลิเธียมเหล็กฟอสเฟต

กระบวนการกัดกร่อนของเปลือกประกอบด้วยสามขั้นตอน: การลดอลูมินาที่พื้นผิว การสร้างโลหะผสมลิเธียม และการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าในระดับลึก ในขณะที่ปฏิกิริยาอินเทอร์คาเลชันของลิเธียมดำเนินต่อไป ผลิตภัณฑ์ที่มีฤทธิ์กัดกร่อนจะรวมตัวกับอากาศและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างเกลืออัลคาไลน์ ซึ่งจะเร่งการกัดเซาะของเปลือกและการรั่วไหล เนื่องจากการเคลือบด้านนอกของเซลล์เป็นฉนวนที่สมบูรณ์ โดยมีเพียงช่องว่างการประกอบที่เจาะไว้ล่วงหน้า-และรูตำแหน่งที่ด้านล่าง ปัญหาการกัดกร่อน การรั่วไหล และความล้มเหลวของฉนวนส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ที่บริเวณด้านล่างของเปลือกอะลูมิเนียมเซลล์ลิเธียมไอออน

ในการจัดการกับสาเหตุหลักของการมีสิ่งแปลกปลอมที่เป็นโลหะ อุตสาหกรรมจำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพการควบคุมกระบวนการตลอดทั้งกระบวนการ ซึ่งสามารถทำได้โดยการอัพเกรดวัสดุแม่พิมพ์ ลดระยะห่างของใบมีด และเพิ่มกระบวนการลบคมและขัดเงาเพื่อกำจัดเศษโลหะที่เกิดขึ้นระหว่างการประมวลผลอิเล็กโทรด เพิ่มกระบวนการแยกและทดสอบโลหะวัตถุดิบเพื่อกรองสิ่งเจือปนของวัตถุดิบ PPS และการปรับเปลี่ยนอุปกรณ์ทำให้แห้งและดูดเพื่อใช้โหมดการทำงานแบบวงปิด- ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการปนเปื้อนของสิ่งแปลกปลอมอย่างครอบคลุมในระหว่างการผลิตเปลือกอะลูมิเนียมสำหรับกล่องแบตเตอรี่แบบแท่งปริซึมและทรงกระบอก

การเพิ่มประสิทธิภาพมาตรฐานการทดสอบเป็นวิธีการหลักในการสกัดกั้นข้อผิดพลาดที่แฝงอยู่ การทดสอบแรงดันไฟฟ้าทน 500V ที่มีอยู่ไม่สามารถเจาะช่องว่างฉนวนเล็กๆ ได้ และไม่เพียงพอที่จะตรวจจับข้อบกพร่องของเศษโลหะที่ฝังอยู่ ในขณะที่ยังคงรักษามาตรฐานการทดสอบแบบเดิมไว้ เราได้เพิ่มกระบวนการตรวจสอบขั้นสุดท้ายแรงดันสูง 1500V- กระแสไฟ 2mA เต็มรูปแบบ- ซึ่งสามารถระบุปัญหาฉนวนที่ผิดปกติในฝาครอบด้านบนได้อย่างมีประสิทธิภาพ สกัดกั้นเซลล์ที่มีข้อบกพร่องได้อย่างแม่นยำ และปรับปรุงอัตราการผ่านของโรงงานได้อย่างมาก และ-ความเสถียรในการดำเนินงานระยะยาว-ของเซลล์ที่ตรงกันสำหรับกล่องแบตเตอรี่ปั๊มขึ้นรูปอลูมิเนียมแบบลึก

โดยสรุป สาเหตุหลักของฉนวนต่ำและการกัดกร่อนของปลอกในแบตเตอรี่ลิเธียมทรงสี่เหลี่ยมก็คือการขาดการควบคุมวัตถุแปลกปลอมที่เป็นโลหะในระหว่างกระบวนการผลิต การลัดวงจรขนาดเล็ก-ที่ซ่อนอยู่สามารถค่อยๆ กระตุ้นให้แบตเตอรี่ทำงานล้มเหลวและเป็นอันตรายต่อความปลอดภัย ในการผลิตแบตเตอรี่พลังงานจำนวนมาก การควบคุมวัตถุดิบ การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ และการอัพเกรดการทดสอบแรงดันไฟฟ้าสูง- ล้วนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ การสร้างระบบควบคุมคุณภาพที่ครอบคลุมเท่านั้นจึงจะสามารถหลีกเลี่ยงปัญหาความล้มเหลวของฉนวนในเปลือกอลูมิเนียมของแบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์แห้งต่างๆ ที่แหล่งกำเนิดได้ ทำให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่ปลอดภัยและมีเสถียรภาพของระบบแบตเตอรี่พลังงาน

สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการของเปลือกอลูมิเนียมเซลล์แห้งลิเธียมการวินิจฉัยข้อบกพร่องของฉนวน และโซลูชันการตรวจสอบคุณภาพการผลิตจำนวนมาก โปรดปรึกษาทีมเทคนิคมืออาชีพของเรา เราสามารถปรับแต่งโซลูชันการควบคุมที่ครอบคลุมตามเงื่อนไขการผลิต เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของฉนวนแบตเตอรี่และปัญหาการกัดกร่อนของปลอกได้อย่างมีประสิทธิภาพ