Neljakandiliste liitiumpatareide madala isolatsiooni põhjused ja ennetavad meetmed

Elektrilise jõudluse testimise andmed näitasid, et vigase elemendi pinge ja sisetakistuse parameetrid jäid normi piiridesse ning tavapärase elektrilise testimisega ei õnnestunud varjatud ohtu tuvastada. Kuid elemendi negatiivne klemmipinge oli standardväärtusest oluliselt madalam. Lahtivõtmine ja testimine näitasid negatiivse klemmi ja ülemise katte vahel ebanormaalset juhtivust. CT-skaneerimine kinnitas, et ülemise katte isolatsioonikihi sees olid metallist võõrkehad, mis lõhkusid otseselt isolatsiooni isolatsioonistruktuuri klemmi ja kesta vahel. See defekt on tavaline liitiumioonprismaelementide jaoks mõeldud erinevate alumiiniumkestade masstootmisel ja on varjatud rike, mis on põhjustatud hooletusest võõrkehade kontrollimisel protsessis.

Tootmisprotsessi jälgimisel selgus, et metallilised võõrkehad pärinesid peamiselt kahest suure{0}}riskiga protsessist. Esiteks oli survevalu ja pressimisetappides vahe negatiivse klemmi tühjendusvormi lõikeservade vahel liiga suur, tekitades pressimise käigus vaselaaste ja metallipuru. Teiseks segati isoleerivasse PPS-i toorainesse roostevabast terasest osakesed ning peale survevalu sisestati isolatsioonikihi sisse metallikillud. Samal ajal viisid avatud kuivatus- ja söötmismeetodid kergesti hõljuva metallitolmu sissehingamiseni töökojas, suurendades veelgi lisandite segunemise tõenäosust liitiumjõuelemendi alumiiniumist kesta pealmise katte isolatsioonikihti.

Seda tüüpi isolatsioonirikkeid iseloomustab aeglane induktsioon ja viivitusega rike ning see ei ole tehases vahetu defekt. Element läbib tehases 500 V pingetaluvusega isolatsioonikatse, kuid isolatsioonikihi sees olevat pisikest metallipuru ei tuvastata. Pärast aku kokkupanemist ja keevitamist sulavad kõrged temperatuurid ülemise katte PP isolatsioonikihi ja metallipuru nihkub kolloidi vooluga. Jahtumisel plastik tõmbub kokku, moodustades pisikesi vahesid. Seadme töötamise ajal tekkiv vibratsioon põhjustab vahelduvat juhtivust klemmide ja ülemise kaane vahel, käivitades pidevalt mikro{5}}lühiseid, mis viib järk-järgult elektrokeemilise korrosioonini ja elektrolüüdi lekkimiseni ühe-elemendiga liitium{7}}ioonaku alumiiniumkestas.

Liitiumpatareide alumiiniumkesta korrosioonil on selge elektrokeemiline mehhanism, mis nõuab nii elektroonilise kui ka ioonse lühise tingimuste samaaegset täitmist. Tavatingimustes on aku kest suure potentsiaaliga ja negatiivsest elektroodist täielikult isoleeritud; kui metallist võõrkeha põhjustab terminali ja kesta vahel juhtivuse, väheneb alumiiniumkesta potentsiaal kiiresti, luues tingimused liitiatsiooni korrosiooniks. Pärast seda, kui kest puutub kokku elektrolüüdis sisalduvate liitiumioonidega, toimub redoksreaktsioon, mille käigus moodustub järk-järgult alumiinium-liitiumisulam, mis vastab liitiumraudfosfaadi prismaelementide alumiiniumkestade peamisele korrosioonitõrke loogikale.

Kesta korrosiooniprotsess koosneb kolmest etapist: pinna alumiiniumoksiidi redutseerimine, liitiumisulami moodustumine ja sügav elektrokeemiline korrosioon. Liitiumi interkalatsioonireaktsiooni jätkudes ühinevad korrosiooniproduktid õhu ja süsinikdioksiidiga, moodustades leeliselisi sooli, kiirendades kesta erosiooni ja lekkimist. Kuna elemendi välimine kate tagab täieliku isolatsiooni, mille põhjas on ainult eelpuuritud montaažipilu ja positsioneerimisauk, on korrosiooni-, lekke- ja isolatsioonitõrgetega seotud probleemid koondunud enamasti liitiumioonelemendiga alumiiniumkesta alumisse piirkonda.

Metalli võõrkehade sissetoomise algpõhjuse kõrvaldamiseks peab tööstus optimeerima protsessi juhtimist kogu protsessi vältel. Seda on võimalik saavutada vormimaterjalide täiustamise, tera kliirensi vähendamise ning jämedus- ja poleerimisprotsessi lisamisega, et kõrvaldada elektroodide töötlemisel tekkiv metallipraht; tooraine metallide eraldamise ja testimise protsessi lisamine PPS-i tooraine lisandite filtreerimiseks; ning kuivatus- ja imemisseadmete muutmine suletud ahelaga töörežiimile, vähendades põhjalikult võõrkehade saastumise ohtu prismaatiliste ja silindriliste akukorpuste alumiiniumkorpuste tootmisel.

Testimisstandardite optimeerimine on varjatud vigade pealtkuulamise põhivahend. Olemasolev 500 V vastupidavuspinge test ei suuda läbida pisikesi isolatsioonipilusid ja sellest ei piisa sisseehitatud metallipuru defektide tuvastamiseks. Säilitades algsed testimisstandardid, on lisatud uus 1500 V kõrge-pinge ja 2 mA vooluga täis-viimistluskontrolli protsess, mis võimaldab tõhusalt tuvastada ebanormaalseid isolatsiooniprobleeme ülemises kaanes, tuvastada täpselt defektsed elemendid ning oluliselt parandada tehase läbimise kiirust ja Aluminpingtami süvajoonisega aku pikaajalist tööstabiilsust.

Kokkuvõtteks võib öelda, et neljakandiliste liitiumakude madala isolatsiooni ja korpuse korrosiooni peamiseks põhjuseks on kontrolli puudumine metalliliste võõrkehade üle tootmisprotsessi ajal. Varjatud mikro{1}}lühised võivad järk-järgult põhjustada aku rikke ja ohutusriske. Toiteakude masstootmises on tooraine juhtimine, protsesside optimeerimine ja kõrge-pinge testimise uuendused hädavajalikud. Ainult tervikliku kvaliteedikontrollisüsteemi loomisega saab vältida erinevate liitiumkuivpatareide alumiiniumkestade isolatsioonitõrkeid nende tekkekohas, tagades toiteaku süsteemi ohutu ja stabiilse töö.

Protsessi optimeerimiseksliitiumi kuivelemendiga alumiiniumist kestad, isolatsioonitõrgete diagnostika ja masstootmise kvaliteedikontrolli lahendused, võtke ühendust meie professionaalse tehnilise meeskonnaga. Saame kohandada terviklikku juhtimislahendust, mis põhineb tootmistingimustel, et tõhusalt vältida aku isolatsiooni rikkeid ja korpuse korrosiooniprobleeme.