Cauze și măsuri preventive pentru izolarea scăzută a bateriilor pătrate cu litiu
May 25, 2026
Lăsaţi un mesaj
Odată cu dezvoltarea rapidă a noilor vehicule cu energie, a centralelor electrice de stocare a energiei și a industriilor electronice de larg consum, bateriile cu litiu-ion au devenit dispozitivul de stocare a energiei curent datorită densității ridicate a energiei, duratei de viață lungi și performanței excelente. Printre acestea, bateriile prismatice cu litiu, cu structura lor simplă și stabilitatea puternică a ambalajului, sunt din ce în ce mai utilizate pe scară largă în domeniul bateriilor de putere pentru automobile. Carcasa din aluminiu a bateriei prismatice cu litiu, cu caracteristicile sale ușoare și de înaltă{3}}rezistență, a devenit structura de susținere a celulelor prismatice. Cu toate acestea, în timpul producției și utilizării, probleme precum izolarea slabă, coroziunea carcasei și micro-scurtcircuite pot duce cu ușurință la scurgeri ale bateriei, defecțiuni ale sistemului și chiar riscuri de evaporare termică, afectând grav siguranța generală și durata de viață a acumulatorului.
În aplicațiile cu baterii de putere produse în serie-, valorile scăzute ale izolației modulului sunt o problemă frecventă de calitate care poate cauza în mod direct defecțiuni ale vehiculului și opriri ale sistemului de baterii. Prin depanarea cazurilor tipice de defecțiuni, s-a constatat că rezistența de izolație a modulului defect a fost de numai 0,113MΩ, mult sub standardul industriei. Inspecția vizuală nu a evidențiat nicio anomalie în cablajul sau conectorii, iar pelicula de protecție exterioară a celulei a fost intactă. Doar partea inferioară a unei singure celule prezenta scurgeri evidente de electrolit și urme de coroziune a carcasei. Carcasa din aluminiu a bateriei cu litiu pentru celule implicată în această defecțiune nu a prezentat nicio deteriorare fizică. Cauza principală a defecțiunii a fost concentrată în izolația anormală din interiorul capacului superior al celulei, care este un defect tipic de proces ascuns.
Datele de testare a performanței electrice au arătat că parametrii de tensiune și rezistență internă ai celulei defecte se aflau în intervalul normal, iar testele electrice convenționale nu au putut identifica pericolul ascuns. Cu toate acestea, tensiunea la borna negativă a celulei a fost semnificativ mai mică decât valoarea standard. Dezasamblarea și testarea au evidențiat o conductivitate anormală între terminalul negativ și capacul superior. Scanarea CT a confirmat că obiectele străine metalice au fost încorporate în stratul izolator al capacului superior, rupând direct structura de izolare a izolației dintre terminal și carcasă. Acest defect este obișnuit în producția în masă a diferitelor carcase de aluminiu pentru celule prismatice cu ioni de litiu și este o defecțiune ascunsă cauzată de neglijența în controlul obiectelor străine în proces.
Urmărirea procesului de producție a arătat că obiectele străine metalice au provenit în principal din două procese-cu risc ridicat. În primul rând, în etapele de turnare prin injecție și presare, spațiul dintre muchiile de tăiere ale matriței de obturare a terminalului negativ a fost prea mare, generând așchii de cupru și bavuri metalice în timpul procesului de presare. În al doilea rând, particulele de oțel inoxidabil au fost amestecate în materia primă izolatoare PPS, iar după turnarea prin injecție, fragmentele de metal au fost încorporate în stratul izolator. În același timp, metodele deschise de uscare și alimentare au dus cu ușurință la inhalarea prafului metalic în suspensie în atelier, crescând și mai mult probabilitatea ca impuritățile să fie amestecate în stratul izolator al capacului superior din aluminiu al celulei de putere cu litiu.
Acest tip de defecțiune a izolației se caracterizează prin inducție lentă și defecțiune întârziată și nu este un defect imediat din fabrică. Celula trece testul de izolație la tensiunea de rezistență de 500 V din fabrică, dar resturile mici de metal din stratul de izolație nu pot fi detectate. După asamblarea bateriei și sudare, temperaturile ridicate topesc stratul izolator PP al capacului superior, iar resturile metalice sunt deplasate odată cu fluxul coloidului. La răcire, plasticul se micșorează, formând goluri minuscule. Vibrațiile în timpul funcționării echipamentului determină o conductivitate intermitentă între terminale și capacul superior, declanșând continuu micro-scurtcircuite, ducând treptat la coroziune electrochimică și la scurgeri de electroliți în carcasa de aluminiu a unei baterii cu o singură celulă-litiu-.
Coroziunea carcasei de aluminiu din bateriile cu litiu are un mecanism electrochimic clar, care necesita indeplinirea simultana a conditiilor de scurtcircuit electronic si ionic. În condiții normale, carcasa bateriei este la un potențial ridicat și complet izolată de electrodul negativ; odată ce un obiect străin metalic determină conductivitate între terminal și carcasă, potențialul carcasei de aluminiu scade rapid, creând condiții pentru coroziunea prin litiare. După ce carcasa intră în contact cu ionii de litiu din electrolit, are loc o reacție redox, formând treptat un aliaj de aluminiu-litiu, conform cu logica generală de eroare a coroziunii a carcaselor de aluminiu pentru celulele prismatice cu fosfat de fier litiu.
Procesul de coroziune a carcasei constă din trei etape: reducerea suprafeței aluminei, formarea aliajului de litiu și coroziune electrochimică profundă. Pe măsură ce reacția de intercalare a litiului continuă, produsele de coroziune se combină cu aerul și dioxidul de carbon pentru a forma săruri alcaline, accelerând eroziunea și scurgerea învelișului. Deoarece învelișul exterior al celulei oferă o izolație completă, cu doar un spațiu de asamblare pre-forat și o gaură de poziționare în partea de jos, problemele de coroziune, scurgeri și defecțiuni ale izolației sunt concentrate în cea mai mare parte în zona inferioară a carcasei din aluminiu a celulei cu ioni de litiu.
Pentru a aborda cauza principală a introducerii de materii străine metalice, industria trebuie să optimizeze controlul procesului pe parcursul întregului proces. Acest lucru poate fi realizat prin îmbunătățirea materialelor matriței, reducerea spațiului lamei și adăugarea unui proces de debavurare și lustruire pentru a elimina resturile metalice generate în timpul procesării electrozilor; adăugarea unui proces de testare și separare a metalelor de materii prime pentru a filtra impuritățile de materie primă PPS; și modificarea echipamentului de uscare și aspirare pentru a adopta un mod de funcționare în buclă închisă-, reducând cuprinzător riscul de contaminare cu materii străine în timpul producției de carcase de aluminiu pentru carcase de baterii prismatice și cilindrice.
Optimizarea standardelor de testare este mijlocul principal de interceptare a erorilor latente. Testul existent de tensiune de rezistență de 500 V nu poate pătrunde în golurile de izolație minuscule și este insuficient pentru a detecta defectele de resturi metalice încorporate. Păstrând standardele de testare originale, a fost adăugat un nou proces de inspecție complet-de înaltă tensiune de 1500 V, curent de 2 mA, curent de 2 mA, care poate identifica în mod eficient problemele anormale de izolație în capacul superior, poate intercepta cu precizie celulele defecte și poate îmbunătăți semnificativ rata de trecere din fabrică și-pe termen lung stabilitatea operațională a bateriei de aluminiu.
În rezumat, cauza principală a izolației scăzute și a coroziunii carcasei bateriilor pătrate cu litiu este lipsa de control asupra obiectelor străine metalice în timpul procesului de producție. Micro-scurtcircuite ascunse pot induce treptat defectarea bateriei și pericole de siguranță. În producția în masă de baterii de putere, controlul materiilor prime, optimizarea proceselor și upgrade-urile de testare de înaltă-tensiune sunt indispensabile. Numai prin stabilirea unui sistem cuprinzător de control al calității pot fi evitate problemele de defecțiune a izolației în diferite carcase din aluminiu pentru bateriile cu litiu uscate, asigurând funcționarea sigură și stabilă a sistemului de baterii de putere.
Pentru optimizarea procesului decarcase din aluminiu cu celule uscate de litiu, diagnosticarea defecțiunilor de izolație și soluții de inspecție a calității producției de masă, vă rugăm să consultați echipa noastră tehnică profesionistă. Putem personaliza o soluție cuprinzătoare de control bazată pe condițiile de producție pentru a evita eficient defecțiunea izolației bateriei și problemele de coroziune a carcasei.
contactaţi-ne
Trimite anchetă