Причины и меры профилактики низкой изоляции квадратных литиевых батарей

Данные испытаний электрических характеристик показали, что параметры напряжения и внутреннего сопротивления неисправного элемента находились в пределах нормы, и обычные электрические испытания не смогли выявить скрытую опасность. Однако напряжение на отрицательной клемме элемента было значительно ниже стандартного значения. Разборка и тестирование выявили аномальную проводимость между отрицательной клеммой и верхней крышкой. Компьютерная томография подтвердила, что металлические посторонние предметы попали внутрь изоляционного слоя верхней крышки, что непосредственно нарушило изоляционную структуру между клеммой и корпусом. Этот дефект распространен при массовом производстве различных алюминиевых корпусов для литий-ионных призматических элементов и представляет собой скрытый отказ, вызванный небрежностью в контроле посторонних предметов в процессе.

Отслеживание производственного процесса показало, что металлические посторонние предметы в основном возникли в результате двух процессов высокого-риска. Во-первых, на этапах литья под давлением и прессования зазор между режущими кромками штампа для заглушки отрицательного вывода был слишком большим, что приводило к образованию медной стружки и металлических заусенцев в процессе прессования. Во-вторых, частицы нержавеющей стали были подмешаны в изоляционное сырье ППС, и после литья под давлением металлические фрагменты были внедрены внутрь изоляционного слоя. В то же время методы открытой сушки и подачи легко приводили к вдыханию взвешенной металлической пыли в цехе, что еще больше увеличивало вероятность попадания примесей в изоляционный слой верхней крышки алюминиевого корпуса литиевого силового элемента.

Этот тип нарушения изоляции характеризуется медленным индукционным и отсроченным разрушением и не является непосредственным заводским дефектом. Элемент выдерживает испытание изоляции на выдерживаемое напряжение 500 В на заводе, но крошечный металлический мусор внутри изоляционного слоя обнаружить невозможно. После сборки и сварки аккумулятора под воздействием высоких температур полипропиленовый изоляционный слой верхней крышки расплавляется, а металлический мусор вытесняется потоком коллоида. При охлаждении пластик сжимается, образуя крошечные зазоры. Вибрация во время работы оборудования вызывает прерывистую проводимость между клеммами и верхней крышкой, что приводит к постоянным микро-коротким замыканиям, постепенно приводящим к электрохимической коррозии и утечке электролита в алюминиевом корпусе одноэлементной литий-ионной-батареи.

Коррозия алюминиевой оболочки литиевых аккумуляторов имеет четкий электрохимический механизм, требующий одновременного выполнения условий как электронного, так и ионного короткого замыкания. В нормальных условиях корпус аккумулятора находится под высоким потенциалом и полностью изолирован от отрицательного электрода; Как только металлический посторонний предмет вызывает проводимость между клеммой и корпусом, потенциал алюминиевой оболочки быстро снижается, создавая условия для литиационной коррозии. После того, как оболочка вступает в контакт с ионами лития в электролите, происходит окислительно-восстановительная реакция, в результате которой постепенно образуется алюминиево-литиевый сплав, что соответствует основной логике коррозионного разрушения алюминиевых оболочек призматических элементов из литий-железо-фосфата.

Процесс коррозии оболочки состоит из трех стадий: восстановления поверхностного глинозема, образования литиевого сплава и глубокой электрохимической коррозии. По мере продолжения реакции интеркаляции лития продукты коррозии соединяются с воздухом и углекислым газом, образуя щелочные соли, ускоряя эрозию оболочки и утечку. Поскольку внешнее покрытие элемента обеспечивает полную изоляцию, имея только предварительно -установочный зазор и установочное отверстие внизу, проблемы с коррозией, утечками и нарушением изоляции в основном сосредоточены в нижней части алюминиевого корпуса литий-ионного элемента.

Чтобы устранить основную причину попадания металлических посторонних примесей, отрасли необходимо оптимизировать управление процессом на протяжении всего процесса. Этого можно достичь за счет модернизации материалов пресс-формы, уменьшения зазора между лезвиями и добавления процессов удаления заусенцев и полировки для устранения металлического мусора, образующегося во время обработки электродами; добавление процесса разделения и тестирования металлов сырья для фильтрации примесей сырья PPS; а также модификацию оборудования для сушки и всасывания для работы в режиме замкнутого-контура, что полностью снижает риск загрязнения посторонними веществами при производстве алюминиевых корпусов для призматических и цилиндрических аккумуляторных корпусов.

Оптимизация стандартов тестирования является основным средством выявления скрытых ошибок. Существующие испытания выдерживаемым напряжением 500 В не могут проникнуть в крошечные изоляционные зазоры и недостаточны для обнаружения встроенных дефектов металлического мусора. При сохранении первоначальных стандартов испытаний был добавлен новый процесс полной проверки при высоком-напряжении 2 мА и токе 2 мА-, который позволяет эффективно выявлять аномальные проблемы с изоляцией в верхней крышке, точно выявлять дефектные элементы, а также значительно повышать скорость заводских испытаний и долгосрочную-рабочую стабильность соответствующих элементов для корпуса батареи для штамповки алюминия глубокой вытяжки.

Таким образом, основной причиной плохой изоляции и коррозии корпуса литиевых батарей квадратной формы является отсутствие контроля над металлическими посторонними предметами в процессе производства. Скрытые микро-короткие замыкания могут постепенно привести к выходу батареи из строя и создать угрозу безопасности. При массовом производстве аккумуляторов необходимы контроль сырья, оптимизация процессов и модернизация испытаний под высоким напряжением. Только путем создания комплексной системы контроля качества можно избежать проблем с повреждением изоляции в различных алюминиевых корпусах литиевых сухих элементов, гарантируя безопасную и стабильную работу системы силовых батарей.

Для оптимизации процессовлитиевые сухие элементы, алюминиевые корпуса, диагностику повреждений изоляции и решения по проверке качества массового производства, пожалуйста, проконсультируйтесь с нашей профессиональной технической командой. Мы можем адаптировать комплексное решение по управлению в зависимости от производственных условий, чтобы эффективно избежать разрушения изоляции аккумулятора и проблем с коррозией корпуса.