Contrôle des corps étrangers sur le site de production de batteries lithium-ion

Il existe deux processus de base de court-circuit interne de la batterie provoqué par des corps étrangers métalliques, comme le montre la figure 1. Dans le premier cas, de grosses particules métalliques transpercent directement le diaphragme, provoquant un court-circuit entre les électrodes positives et négatives, ce qui est un court-circuit physique.

Dans le deuxième cas, lorsque la matière étrangère métallique est mélangée à l'électrode positive, le potentiel de l'électrode positive augmente après la charge, la matière étrangère métallique se dissout à un potentiel élevé, se diffuse à travers l'électrolyte, puis le métal à faible potentiel se dissout dans le négatif. L'électrode est déposée sur la surface de l'électrode négative, perce finalement le diaphragme pour former un court-circuit, c'est-à-dire un court-circuit de solution chimique. Les impuretés métalliques les plus courantes dans les usines de batteries comprennent le fer, le cuivre, le zinc, l'aluminium, l'étain, l'acier inoxydable, etc.

Sur le site de production de batteries, les produits de batterie sont faciles à mélanger avec des matières étrangères, notamment des boues d'électrodes mélangées à des impuretés métalliques ; Bavures de coupe ou copeaux métalliques générés lors de la coupe des poteaux ; Lorsque le morceau d'électrode est coupé lors du processus d'enroulement, des bavures ou des particules métalliques étrangères sont mélangées au noyau de fer. Le soudage de la cosse et de la coque produira des copeaux métalliques, etc., comme le montre la figure. 3 et 4.

Pour la norme de contrôle des corps étrangers métalliques et des bavures, d'une manière générale, la taille des bavures est inférieure à la moitié de l'épaisseur du diaphragme, mais certains fabricants ont des exigences de contrôle plus strictes et les bavures ne dépassent pas le revêtement.

Pendant le test, la batterie est testée pour les produits non conformes en court-circuit interne via un test de tension avant injection ; Les rayons X ont détecté des corps étrangers dans les cellules. Processus de vieillissement dû à une chute de tension de la batterie δ V Inspectez les produits non qualifiés.

Détection de corps étrangers métalliques par test de tension de tenue

Le test de tension de tenue d'isolement utilise généralement un compteur de sécurité. Pendant le test de pressage à chaud de la batterie, l'instrument applique une tension à la batterie pendant une période de temps spécifiée, puis vérifie si le courant est maintenu dans la plage spécifiée pour déterminer s'il y a un court-circuit à l'intérieur des électrodes positives et négatives de la batterie. batterie. En général, la tension appliquée est indiquée sur la figure 5 :

① Augmentez la tension sur la batterie de 0 à U dans un certain temps T1.

② La tension U reste à T2 pendant un certain temps.

③ Après le test, coupez la tension de test et déchargez la capacité parasite de la batterie.

Lors du test, les plaques anodiques sont proches les unes des autres, de seulement 15 à 30 microns. Une certaine capacité (capacité parasite) peut se former à l’intérieur de la batterie nue. En raison de la capacité, la tension de test doit partir de « zéro » et augmenter lentement. Afin d'éviter un courant de charge excessif, plus la capacité requise est grande, plus elle augmente lentement. Plus le temps t1 est long, plus la tension peut être augmentée.

Lorsque le courant de charge est trop important, cela entraînera inévitablement une erreur de jugement du testeur, entraînant des résultats de test incorrects. Une fois la capacité parasite de la batterie testée complètement chargée, seul le courant de fuite réel demeure. Étant donné que le test de tension CC chargera la batterie testée, veuillez vous assurer que la batterie est déchargée après le test.

Le diaphragme a une certaine résistance à la tension. Lorsque la tension de charge est trop élevée, le diaphragme se brisera définitivement et formera un courant de fuite. Par conséquent, tout d’abord, la tension de test d’isolation du noyau doit être inférieure à la tension de claquage. Comme le montre la figure 6, lorsqu'il n'y a aucun corps étranger entre les électrodes positives et négatives, le courant de fuite sous la tension de test est inférieur à la valeur spécifiée et la batterie est jugée qualifiée.

S'il y a une certaine taille de corps étrangers entre les électrodes positives et négatives, le diaphragme sera comprimé, la distance entre les électrodes positives et négatives diminuera et la tension de claquage entre les électrodes positives et négatives diminuera. Si la même tension est appliquée en même temps, le courant de fuite peut dépasser la valeur d'alarme définie. En définissant des paramètres tels que la tension de test, vous pouvez analyser statistiquement et juger la taille des corps étrangers dans la batterie. Ensuite, en fonction de la situation de production réelle et des exigences de qualité, vous pouvez définir les paramètres de test et formuler des normes de jugement de qualité.

Taille de l'échantillon de corps étrangers et test de tension de tenue (valeur supposée)

Dans le test, les principaux paramètres incluent le temps de montée lente de la tension T1, le temps de maintien de la tension T2, la tension de charge U et le courant de fuite d'alarme. Comme mentionné ci-dessus, T1 et U sont liés à la capacité parasite de la batterie. Plus la capacité est grande, plus le temps de montée lente T1 est long et plus la tension de charge U est faible. De plus, U est également lié à la résistance à la compression du diaphragme lui-même. S'il y a des corps étrangers dans l'unité de test, cela provoquera un court-circuit interne et le diaphragme sera endommagé, comme le montre la figure 7.

Par conséquent, le test de tension de tenue d’isolation de la batterie au lithium constitue une partie importante de l’inspection du processus de produit, qui peut détecter les produits non qualifiés et améliorer le facteur de sécurité des produits de batterie finaux. Le test lui-même doit prendre en compte de nombreux facteurs, tels que les paramètres et les critères de jugement.