리튬이온 배터리 생산현장의 이물질 관리

금속 이물질로 인한 배터리 내부 단락의 기본 과정은 그림 1과 같이 두 가지가 있습니다. 첫 번째 경우에는 큰 금속 입자가 다이어프램을 직접 관통하여 양극과 음극 사이의 단락이 발생하는데, 이는 물리적 단락.

두 번째 경우는 양극에 금속 이물질이 혼합되면 충전 후 양극 전위가 상승하고, 금속 이물질은 고전위에서 용해되어 전해질을 통해 확산되고, 음극에서는 전위가 낮은 금속이 용해된다. 전극은 음극 표면에 증착되고 최종적으로 다이어프램을 관통하여 단락, 즉 약액의 단락을 형성합니다. 배터리 공장에서 가장 흔한 금속 불순물로는 철, 구리, 아연, 알루미늄, 주석, 스테인리스강 등이 있습니다.

배터리 생산 현장에서 배터리 제품은 금속 불순물이 혼합된 전극 슬러리를 포함하여 이물질과 쉽게 혼합됩니다. 폴 절단 시 발생하는 버 또는 금속 칩 절단 권취 공정에서 전극편이 절단되면 버(Burr)나 금속 이물질 입자가 철심에 혼입됩니다. 러그와 쉘을 용접하면 그림과 같이 금속 칩 등이 생성됩니다. 3과 4.

금속 이물질 및 버에 대한 관리 표준의 경우 일반적으로 버 크기는 다이어프램 두께의 절반 미만이지만 일부 제조업체에서는 제어 요구 사항이 더 엄격하고 버가 코팅을 초과하지 않습니다.

테스트 중 배터리는 주입 전 전압 테스트를 통해 내부 단락 부적합 제품에 대한 테스트를 거칩니다. 엑스레이를 통해 세포에서 이물질이 발견되었습니다. 배터리 전압 강하 δ V로 인한 노화 과정 부적격 제품을 검사하십시오.

내전압 시험을 통한 금속 이물질 검출

절연 내전압 시험은 일반적으로 안전계를 사용합니다. 배터리 핫 프레싱 테스트 중에 기기는 지정된 시간 동안 배터리에 전압을 가한 후 전류가 지정된 범위 내에서 유지되는지 확인하여 배터리의 양극 및 음극 내부에 단락이 있는지 확인합니다. 배터리. 일반적으로 인가되는 전압은 그림 5와 같습니다.

① 일정 시간 T1 내에 배터리의 전압을 0에서 U까지 높인다.

② 전압 U는 일정 시간 동안 T2에 유지됩니다.

③ 테스트 후 테스트 전압을 차단하고 배터리의 부유 용량을 방전시킵니다.

테스트 중에 양극판은 15~30미크론으로 서로 가깝습니다. 베어 배터리 내부에는 일정한 용량(부유 용량)이 형성될 수 있습니다. 정전 용량으로 인해 테스트 전압은 "0"에서 시작하여 천천히 상승해야 합니다. 과도한 충전 전류를 피하기 위해 필요한 정전 용량이 클수록 증가하는 속도가 느려집니다. t1 시간이 길수록 전압을 더 낮게 높일 수 있다.

충전 전류가 너무 크면 필연적으로 테스터의 오판으로 이어져 잘못된 테스트 결과가 발생합니다. 테스트된 배터리의 부유 용량이 완전히 충전되면 실제 누설 전류만 남습니다. DC 전압 테스트는 테스트된 배터리를 충전하므로 테스트 후에는 배터리가 방전되었는지 확인하십시오.

다이어프램에는 특정 전압 강도가 있습니다. 부하 전압이 너무 높으면 다이어프램이 확실히 파손되어 누설 전류가 형성됩니다. 따라서 우선 심선절연시험전압은 항복전압보다 낮아야 한다. 그림 6에서 볼 수 있듯이 양극과 음극 사이에 이물질이 없을 경우 테스트 전압 하에서 누설 전류가 규정 값보다 작아 배터리가 적합하다고 판단됩니다.

양극과 음극 사이에 일정 크기의 이물질이 있으면 다이어프램이 눌려 양극과 음극 사이의 거리가 줄어들고 양극과 음극 사이의 항복 전압이 떨어집니다. 동일한 전압을 동시에 인가할 경우 누설전류가 설정된 경보값을 초과할 수 있습니다. 테스트 전압 등의 매개변수를 설정하면 배터리 내부의 이물질 크기를 통계적으로 분석하고 판단할 수 있습니다. 그런 다음 실제 생산 상황과 품질 요구 사항에 따라 테스트 매개변수를 설정하고 품질 판단 표준을 공식화할 수 있습니다.

시료의 이물질 크기 및 내전압 시험(추정치)

테스트에서 주요 매개변수에는 느린 전압 상승 시간 T1, 전압 유지 시간 T2, 부하 전압 U 및 경보 누설 전류가 포함됩니다. 위에서 언급한 바와 같이 T1과 U는 배터리의 부유 용량과 관련이 있습니다. 커패시턴스가 클수록 느린 상승 시간 T1이 길어지고 부하 전압 U가 낮아집니다. 또한 U는 다이어프램 자체의 압축 강도와도 관련이 있습니다. 테스트 장치에 이물질이 있으면 그림 7과 같이 내부 단락이 발생하고 다이어프램이 손상됩니다.

따라서 리튬 배터리의 절연 내전압 테스트는 제품 공정 검사의 중요한 부분으로, 부적격 제품을 감지하고 최종 배터리 제품의 안전율을 향상시킬 수 있습니다. 실제 테스트에서는 매개변수 설정, 판단 기준 등 다양한 요소를 고려해야 합니다.