Uzroci i preventivne mjere za nisku izolaciju u kvadratnim litijumskim baterijama
May 25, 2026
Ostavi poruku
Sa brzim razvojem novih energetskih vozila, elektrana za skladištenje energije i industrije potrošačke elektronike, litijum{0}}jonske baterije postale su glavni uređaji za pohranu energije zbog svoje velike gustine energije, dugog vijeka trajanja i odličnih performansi brzine. Među njima, prizmatične litijumske baterije, sa svojom jednostavnom strukturom i jakom stabilnošću pakovanja, sve se više koriste u oblasti akumulatora za automobile. Aluminijska školjka glavne litijum-prizmatične baterije, sa svojim laganim i visokim{3}}karakteristikama čvrstoće, postala je osnovna noseća struktura za prizmatične ćelije. Međutim, tokom proizvodnje i upotrebe, problemi kao što su loša izolacija, korozija kućišta i mikro-kratki spojevi mogu lako dovesti do curenja baterije, kvara sistema, pa čak i rizika od toplotnog bijega, ozbiljno utječući na ukupnu sigurnost i vijek trajanja baterije.
U masovno{0}}proizvedenim aplikacijama za napajanje baterijama, niske vrijednosti izolacije modula su čest problem kvaliteta koji može direktno uzrokovati kvarove u vozilu i gašenje akumulatorskog sistema. Kroz rješavanje tipičnih slučajeva kvarova, otkriveno je da je otpor izolacije neispravnog modula samo 0,113 MΩ, daleko ispod industrijskog standarda. Vizuelna inspekcija nije otkrila nikakve abnormalnosti u ožičenju ili konektorima, a vanjski zaštitni film ćelije bio je netaknut. Samo dno jedne ćelije pokazalo je očito curenje elektrolita i tragove korozije na ljusci. Aluminijska školjka litijumske baterije uključena u ovaj kvar nije pokazala nikakva fizička oštećenja. Osnovni uzrok kvara bio je koncentrisan u abnormalnoj izolaciji unutar gornjeg poklopca ćelije, što je tipičan skriveni defekt procesa.
Podaci testiranja električnih performansi pokazali su da su parametri napona i unutrašnjeg otpora neispravne ćelije unutar normalnog raspona, a konvencionalna električna ispitivanja nisu mogla identificirati skrivenu opasnost. Međutim, napon negativnog terminala ćelije bio je znatno niži od standardne vrijednosti. Rastavljanje i testiranje otkrili su abnormalnu provodljivost između negativnog terminala i gornjeg poklopca. CT skeniranje je potvrdilo da su metalni strani predmeti ugrađeni unutar izolacijskog sloja gornjeg poklopca, direktno razbijajući izolacijsku strukturu između terminala i školjke. Ovaj nedostatak je uobičajen u masovnoj proizvodnji različitih aluminijskih školjki za litijum-jonske prizmatične ćelije, a predstavlja skriveni kvar uzrokovan nepažnjom u kontroli stranih predmeta u procesu.
Praćenje procesa proizvodnje otkrilo je da su metalni strani predmeti uglavnom nastali iz dva procesa visokog rizika. Prvo, u fazama brizganja i presovanja, razmak između reznih ivica matrice za slepljenje negativnih terminala bio je prevelik, stvarajući bakrene strugotine i metalne neravnine tokom procesa presovanja. Drugo, čestice nehrđajućeg čelika su pomiješane u izolacijski PPS sirovi materijal, a nakon brizganja, metalni fragmenti su ugrađeni unutar izolacijskog sloja. Istovremeno, metode otvorenog sušenja i hranjenja lako su dovele do udisanja suspendovane metalne prašine u radionici, dodatno povećavajući verovatnoću mešanja nečistoća u izolacioni sloj gornjeg poklopca aluminijumskog omotača litijumske energetske ćelije.
Ovu vrstu kvara izolacije karakterizira spora indukcija i odgođeni kvar i nije trenutni kvar u tvornici. Ćelija prolazi test izolacije otpornog napona od 500 V u fabrici, ali sitni metalni ostaci unutar izolacionog sloja ne mogu biti otkriveni. Nakon montaže baterije i zavarivanja, visoke temperature otapaju PP izolacijski sloj gornjeg poklopca, a metalni ostaci se istiskuju sa protokom koloida. Nakon hlađenja, plastika se skuplja, stvarajući male praznine. Vibracije tokom rada opreme uzrokuju isprekidanu provodljivost između terminala i gornjeg poklopca, kontinuirano pokrećući mikro-kratke spojeve, postepeno dovodeći do elektrohemijske korozije i curenja elektrolita u aluminijumskom omotaču jedne-ćelijske litijum-ionske baterije.
Korozija aluminijumskog omotača u litijumskim baterijama ima jasan elektrohemijski mehanizam, koji zahteva istovremeno ispunjavanje i elektronskih i jonskih uslova kratkog spoja. U normalnim uslovima, kućište baterije je pod visokim potencijalom i potpuno je izolovano od negativne elektrode; kada metalni strani predmet izazove provodljivost između terminala i školjke, potencijal aluminijumske ljuske brzo se smanjuje, stvarajući uslove za litijsku koroziju. Nakon što školjka dođe u kontakt sa litijum jonima u elektrolitu, dolazi do redoks reakcije, postepeno formirajući aluminijum-litijum leguru, u skladu sa glavnom logikom kvara u koroziji aluminijumskih ljuski za prizmatične ćelije litijum gvožđe fosfata.
Proces korozije ljuske sastoji se od tri faze: površinske redukcije glinice, formiranja legure litijuma i duboke elektrohemijske korozije. Kako se reakcija interkalacije litijuma nastavlja, proizvodi korozije se kombiniraju sa zrakom i ugljičnim dioksidom kako bi formirali alkalne soli, ubrzavajući eroziju i curenje ljuske. Budući da vanjski premaz ćelije pruža potpunu izolaciju, sa samo unaprijed-izbušenim otvorom za montažu i rupom za pozicioniranje na dnu, problemi sa korozijom, curenjem i neuspjehom izolacije uglavnom su koncentrisani u donjem dijelu aluminijumske školjke litijum-jonske ćelije.
Kako bi se riješio osnovni uzrok unošenja stranih materija metala, industrija treba optimizirati kontrolu procesa kroz cijeli proces. Ovo se može postići nadogradnjom materijala kalupa, smanjenjem zazora oštrice i dodavanjem procesa uklanjanja ivica i poliranja kako bi se eliminisali metalni ostaci koji nastaju tokom obrade elektroda; dodavanje procesa odvajanja metala sirovog materijala i procesa testiranja za filtriranje nečistoća PPS sirovog materijala; i modificiranje opreme za sušenje i usisavanje kako bi se usvojio način rada zatvorene-petlje, sveobuhvatno smanjujući rizik od kontaminacije stranim materijama tokom proizvodnje aluminijumskih školjki za prizmatična i cilindrična kućišta baterija.
Optimizacija standarda testiranja je osnovno sredstvo za presretanje latentnih grešaka. Postojeći test otpornog napona od 500 V ne može probiti male izolacijske praznine i nije dovoljan da otkrije umetnute metalne krhotine. Uz zadržavanje originalnih standarda testiranja, dodat je novi 1500V visokog-napona, 2mA struje potpune-inspekcije, koji može efikasno identificirati abnormalne probleme sa izolacijom u gornjem poklopcu, precizno presresti neispravne ćelije i značajno poboljšati tvorničku brzinu prolaza i dugotrajno-održavanje dugotrajne radne stabilnosti baterije za stabilnost baterije A.
Ukratko, osnovni uzrok niske izolacije i korozije kućišta u kvadratnim litijumskim baterijama je nedostatak kontrole nad metalnim stranim predmetima tokom proizvodnog procesa. Skriveni mikro-kratki spojevi mogu postepeno uzrokovati kvar baterije i sigurnosne opasnosti. U masovnoj proizvodnji energetskih baterija, kontrola sirovina, optimizacija procesa i nadogradnje visokog napona{3}} su nezamjenjivi. Samo uspostavljanjem sveobuhvatnog sistema kontrole kvaliteta mogu se izbeći problemi kvara izolacije u različitim aluminijumskim omotačima litijumskih baterija sa suvim ćelijama na njihovom izvoru, obezbeđujući siguran i stabilan rad sistema baterija za napajanje.
Za optimizaciju procesalitijum suhe ćelije aluminijumske školjke, dijagnostiku kvarova izolacije i rješenja za inspekciju kvalitete masovne proizvodnje, obratite se našem stručnom tehničkom timu. Možemo prilagoditi sveobuhvatno kontrolno rješenje zasnovano na proizvodnim uvjetima kako bismo efikasno izbjegli kvar izolacije baterije i probleme sa korozijom kućišta.
kontaktirajte nas
Pošaljite upit