Le fort soutien de l'Etat, les nouveaux véhicules d'énergie au cours des dernières années, le développement rapide, la croissance rapide du marché en tant que composante de base des véhicules neufs d'énergie, la batterie lithium-ion développée rapidement. En même temps, le marché de la densité batterie au lithium-ion énergie, durée de vie, la sécurité etc. ont fait de nouvelles demandes, des ajustements de la politique des subventions de l'État au coût de la batterie est également mis en avant des exigences plus élevées. Par conséquent, l'usine de batteries doivent accorder plus d'attention à la qualité et le coût du processus de production, et nous nous efforçons d'améliorer la qualité des produits et de cohérence, de réduire les coûts de production. la pièce polaire batterie lithium-ion procédé de fabrication de la batterie est critique dans le procédé de production, y compris une préparation bouillie, l'enduction et le séchage des pièces polaires, les pièces polaires roulent le compactage, et à couper la pièce polaire. actuellement, dans l'électrode de la batterie procédé de préparation de feuilles, un nombre croissant de techniques de détection de ligne sont utilisés pour identifier efficacement les produits défectueux du fabricant, les produits défectueux exclus, et de la rétroaction en temps opportun à la ligne de production, de façon automatique ou manuelle pour régler le processus de production et de réduire le taux de défauts.
Les techniques de détection de la ligne de fabrication de tôles de pôles couramment utilisés dans la suspension, y compris les aspects de la fonction contrôle de la qualité de la pièce polaire de détection, la détection de la taille, telles que: (1) monté directement en ligne viscosimètre propriétés rhéologiques de la matière de revêtement de la cuve de stockage de suspension détectée en temps réel la détection de la stabilité de la suspension, et (2) de rayons X ou des mesures β rayons directement dans le processus de revêtement pour obtenir la densité de surface du revêtement, une grande précision de mesure, mais le rayonnement, le prix élevé de l'équipement et des problèmes de maintenance, (3) ligne laser épaisseur technique de mesure pour déterminer l'épaisseur des pièces polaires, la précision de mesure de ± 1,0 pm jusqu'à, peut afficher une mesure en temps réel de l'épaisseur et de la tendance d'épaisseur, et des données faciles analyse rétrospective; (4) en utilisant une vision à CCD pour détecter la surface de la pièce polaire défauts, à savoir en utilisant CCD linéaire balayage de l'objet mesuré, le traitement des images en temps réel et des catégories de défauts d'analyse, la détection de la ligne de perte de défauts de surface sur les pièces polaires.
En tant qu'outil de contrôle de qualité, il est également essentiel de comprendre la relation entre les défauts et les performances de la batterie afin de déterminer les critères de réussite / échec pour les produits semi-finis.Un nouveau procédé de détection des défauts de surface des batteries lithium-ion - La thermographie infrarouge et un bref aperçu de la relation entre ces différents défauts et les performances électrochimiques D. Mohanty et autres ont mené une étude approfondie de leur travail pour aborder les questions scientifiques importantes suivantes:
1) Quels sont les défauts possibles dans le processus de fabrication des électrodes?
2) Ces défauts sur le cycle de charge-décharge de la batterie lithium-ion Quel est l'impact?
3) Le défaut est de savoir comment changer l'efficacité de Coulomb, les performances de taux et la durée de vie de la batterie lithium-ion?
4) Les performances des pièces polaires défectueuses sont altérées, y a-t-il un changement de microstructure correspondant?
1, la technologie de détection de défaut de surface de pièce polaire
technique de la thermographie infrarouge (IR) a également été utilisé pour détecter des défauts minuscules dans les pièces polaires sèches, ces défauts peuvent dégrader les performances de la batterie au lithium-ion lorsque la ligne de détection, si le défaut d'électrode ou contaminant est détectée et indiquée sur la pièce polaire dans une étape ultérieure de celui-ci retiré, et la rétroaction de la ligne de production, pour régler le processus pour éliminer les défauts. IR est une onde électromagnétique, la lumière visible et des ondes radio ayant la même nature. la température de la surface par un dispositif électronique particulier conversion de distribution d'images de l'œil adulte visible affichés dans des couleurs différentes et la technique de distribution de température de surface appelée technologie d'imagerie thermique infrarouge, un tel dispositif électronique appelé un imageur thermique. Tout le zéro absolu ci-dessus (-273 deg.] C) de l'objet émet un rayonnement infrarouge. Comme représenté, la caméra infrarouge (IRCamera) en utilisant un détecteur infrarouge et une lentille d'imagerie optique recevant un rayonnement infrarouge mesuré objet cible et réfléchi motif de distribution d'énergie sur l'élément photosensible à un détecteur infrarouge pour obtenir la thermographie infrarouge, par exemple un motif de champ de distribution de chaleur thermique correspondant à la surface de l'objet. lorsque le défaut de surface, la zone Température de décalage se produit et, par conséquent, cette technique peut également être utilisée pour détecter des défauts dans la surface, particulièrement approprié pour une partie des moyens optiques de détection de défaut ne peut pas distinguer lors de la détection des lignes de pièces polaires séché dans des batteries au lithium-ion, flash à travers la première pièce polaire irradiation, le changement de température de surface, suivi d'un dispositif d'imagerie thermique pour détecter la température de la surface de la visualisation de l'image de distribution de chaleur, et le traitement et l'analyse des images en temps réel, afin de détecter des défauts de surface dans un délai raisonnable pour le marqueur. étude D.Mohanty de caméra thermique monté le séchage de la machine d'enduction à la sortie du four, l'image de distribution de température de détection de surface de la pièce polaire.
1 Dispositif d'imagerie thermique pour détecter une surface de pièce polaire se produit schématique
La figure 2 (a) est un profil de température de la surface de la pièce polaire revêtement NMC l'électrode positive d'une caméra d'imagerie thermique pour détecter, qui contient une très petits défauts, à l'oeil nu ne peut pas distinguer le profil de température comme indiqué dans le segment médian correspondant à l'illustration, Figure 2 (b) Image correspondant à la boîte il y a une élévation de température locale, correspondant à la surface des défauts de la pièce polaire.La figure 3 est la distribution de la température de surface de la pièce polaire négative montre la présence de défauts, qui L'élévation de température du pic correspond à des bulles ou à des agrégats, la chute de température dans la zone correspondant au trou d'épingle ou au matériau.
Figure 2 Répartition de la température d'imagerie thermique à la surface d'une pièce polaire positive, montrant les défauts de surface de la pièce polaire
Figure 3 distribution de la température d'imagerie thermique de surface de pièce polaire négative, montrant les défauts de surface
Ainsi, la détection par imagerie thermique de la répartition de la température est un très bon moyen de détecter les défauts de surface de la pièce polaire et peut être utilisée pour le contrôle qualité de la fabrication de la pièce polaire.
2, défauts de surface communs
(A, b) Bosse / agglomérat; (c, d) Découpage / trou d'épingle; (e, f) Corps étranger en métal; (g, h) Revêtement irrégulier
La figure 4 est un défaut courant sur la surface d'une pièce polaire de batterie lithium-ion, la gauche est l'image optique, la droite est l'image capturée par l'imageur thermique, dont:
(a, b) bosse / agglomérats qui peuvent se produire si la suspension n'est pas agitée uniformément ou si la vitesse d'alimentation du revêtement est instable L'agglomération du liant et de l'agent conducteur du noir de carbone conduit à une faible teneur en ingrédient actif , Pôle pièce poids léger.
(c, d) Les pertes / trous d'épingle qui sont non revêtus, habituellement par des bulles dans la boue, réduisent la quantité de matière active et exposent le collecteur de courant à l'électrolyte, réduisant Capacité électrochimique.
(E, F) métallique de corps étrangers, d'une suspension ou d'un équipement, un métal objet étranger introduit dans l'environnement, un grand mal aux dimensions de l'objet étranger de métal de lithium particules de métal plus grandes percer directement la cloison, ce qui provoque un court-circuit entre les électrodes positive et négative, qui est court-circuit physique. de plus, lorsque la matière d'électrode positive métallique mixte, le potentiel d'électrode positive étranger augmente après la charge, le métal se dissout par diffusion de l'électrolyte, puis déposé sur la surface de l'électrode négative, éventuellement percer le septum, un court-circuit, qui est la batterie de dissolution chimique en court-circuit la plante la plus commune plancher Fe corps étranger métallique, Cu, Zn, Al, Sn, SUS et analogues.
(G, h) de revêtement inégal, suspension a été agitée comme suffisante pour ne pas sujette à des stries de finesse de grain plus gros, ce qui entraîne un revêtement irrégulier, ce qui affecte la consistance de la capacité de la batterie, ou même pas de séquence de revêtement , Avoir un impact sur la capacité et la sécurité.
3, les défauts de surface de la pièce polaire sur les performances de la batterie
3.1, la capacité de la batterie et l'efficacité de l'effet Coulomb
La figure 5 est une capacité de batterie sténopé et AGGREGATE et rendement coulombien de la courbe de débit, est en mesure de regrouper augmenter la capacité de la batterie, mais réduit le rendement faradique. Réduction sténopé de la capacité de la batterie et de rendement coulombien, le déclin fort grossissement et rendement coulombien Big
Figure 5 Effet des agrégats positifs et des piqûres sur la capacité de la pile et l'efficacité coulombienne
La figure 6 est un revêtement irrégulier, Co et Al et le métal objet étranger sur la capacité de la batterie et de rendement coulombien des courbes de taux, la diminution de revêtement inégal dans la capacité de la batterie par unité de masse de 10% à 20%, mais la capacité totale de la batterie est réduite de 60%, ce qui pièces polaires DESCRIPTION vivant de masse a été significativement réduite. réduire les matières étrangères Co en métal capacité et l'efficacité de Coulomb, même à fort grossissement 2C et 5C, il n'y a pas de capacité à jouer, cela peut être dû à la formation d'un alliage métallique Co de entravée dans la réaction électrochimique et incrustation de lithium, des particules de métal peuvent également être provoqués par l'obstruction des pores de la membrane de micro-circuit court.
La figure revêtement inégal de l'électrode positive 6, et l'effet du métal Co et Al taux étranger de la capacité de la batterie et du rendement coulombien
Défaut de pôle positif
Les agrégats dans le revêtement de la pièce polaire positive réduisent l'efficacité coulombique de la batterie.
Le revêtement d'électrode positive rendement faradique sténopé est abaissée, ce qui entraîne une baisse du rendement de débit, en particulier à fortes densités de courant.
Les revêtements non uniformes présentent des performances de vitesse médiocres.
Les contaminants de particules métalliques peuvent causer des micro-courts-circuits, ce qui peut réduire considérablement la capacité de la batterie.
La figure 7 est une frange de feuille d'électrode négative influence de la capacité de taux de fuite et d'efficacité faradique de la batterie, l'électrode négative de la batterie diminue lorsque la fuite de capacité se produit une feuille, mais pas significativement réduit g de capacité, rendement coulombien sans incidence sur grande.
Figure 7 bande de fuite de feuille négative sur la capacité de la batterie et l'efficacité de Coulomb
3.2, la performance du taux de cycle de la batterie
Figure 8 est les défauts de surface de la pièce polaire sur les résultats du cycle de grossissement de la batterie, l'impact des résultats sont résumés comme suit:
Granulats: Lorsque 2C, le taux de rétention capacité de cycle pôle de la batterie non défectueux pièce 200 de 70%, 12% des cellules présentant des défauts, tandis que le cycle 5C, le taux de rétention capacité de cycle pôle de la batterie non défectueux pièce 200 de 50%, 14% batterie défectueuse.
Sténopé: fondu significative de capacité, mais aucun défaut total d'atténuation rapide, taux de rétention de capacité après 200 cycles et 5C 2C 47% et 40%, respectivement.
substance métal étranger: matières étrangères Co métalliques plusieurs cycles capacité est presque nulle, feuille d'aluminium, métal objet étranger cycle 5C fondu de capacité importante.
une feuille de bande de fuite: la même zone d'une condition de fuite de la feuille, une grande taille par rapport à la bande (200 Taux de rétention de la capacité de cycle de 47% lorsque le cycle 5C), une pluralité de capacité de la batterie de petite taille décroît plus rapidement rayures (200 cycles lorsque le cycle 5C Taux de maintien de la capacité de 7%) Cela montre que plus le nombre de franges sur le cycle de la batterie est important, plus grand est l'impact.
Figure 8 défauts de surface de la pièce polaire sur le cycle de la batterie
