El fuerte apoyo del estado, vehículos de nueva energía en los últimos años, el rápido desarrollo, crecimiento rápido del mercado como un componente central de vehículos de nueva energía, la batería de iones de litio se desarrolló rápidamente. Al mismo tiempo, el mercado para la densidad de energía de la batería de iones de litio, tiempo de vida, la seguridad etc han hecho nuevas demandas, los ajustes de política subsidios estatales para el costo de la batería también se ponen presentado mayores requerimientos. Por lo tanto, la fábrica de baterías deben prestar más atención a la calidad y el coste del proceso de producción, y se esfuerzan por mejorar la calidad y consistencia del producto, reducir los costos de producción. la pieza polar proceso de fabricación de baterías de iones de litio de la batería es crítica en el proceso de producción, incluyendo una suspensión de preparación, recubrimiento y secado de las piezas polares, las piezas polares rodillo de compactado, y el corte de la pieza de polo. Actualmente, en el electrodo de batería proceso de preparación de la hoja, se emplean un número creciente de las técnicas de detección de línea para identificar eficazmente los productos defectuosos de fabricación, eliminar los productos defectuosos y la retroalimentación oportuna a la línea de producción, de forma automática o manualmente para ajustar el proceso de producción y reducir la tasa de defectos.
técnicas de detección de línea de fabricación de chapas de polos usados comúnmente en la suspensión que incluye los aspectos de la detección de características pieza polar inspección de calidad, la detección del tamaño, tales como: (1) montado directamente en línea viscosímetro propiedades reológicas del material de revestimiento del depósito de almacenamiento de lodos detectados en tiempo real la detección de la estabilidad de la suspensión, y (2) de rayos X o rayos β mediciones directamente en el proceso de revestimiento para obtener la densidad de superficie del recubrimiento, alta precisión de medición, pero la radiación, los altos precios de equipos y los problemas de mantenimiento; (3) línea de láser espesor técnica de medición para determinar el espesor de las piezas polares, la precisión de medición de ± 1.0μm arriba, puede mostrar medición en tiempo real del espesor y la tendencia de espesor, y los datos fáciles análisis retrospectivo; (4) utilizando una visión CCD para detectar la superficie de la pieza polar Defectos, es decir, escaneo CCD de matriz lineal del objeto medido, procesamiento de imagen y análisis de categorías de defectos en tiempo real, para lograr la detección no destructiva de defectos de superficie en el chip.
Como herramienta de control de calidad, también es esencial comprender la relación entre los defectos y el rendimiento de la batería para determinar los criterios de aprobación / falla para los productos semielaborados. En este documento, un nuevo método para la detección de defectos superficiales de piezas de batería de iones de litio - Termografía infrarroja y una breve descripción de la relación entre estos diferentes defectos y el rendimiento electroquímico. D. Mohanty et al. Llevaron a cabo un estudio en profundidad de su trabajo para abordar las siguientes cuestiones científicas importantes:
1) ¿Cuáles son los posibles defectos en el proceso de fabricación del electrodo?
2) Estos defectos en el ciclo de carga y descarga de la batería de iones de litio. ¿Cuál es el impacto?
3) ¿El defecto es cómo cambiar la eficiencia de Coulomb, evaluar el rendimiento y el ciclo de vida de la batería de iones de litio?
4) El rendimiento defectuoso de la pieza polar se ve afectado, ¿hay un cambio de microestructura correspondiente?
1, tecnología de detección de defectos de la superficie de la pieza polar
técnica de termografía de infrarrojos (IR) se ha utilizado también para detectar defectos hora en las piezas polares secas, estos defectos pueden dañar el rendimiento de la batería de iones de litio cuando la línea de detección, si se detecta el defecto electrodo o contaminante, y marcada en la pieza de polo en una etapa posterior del mismo eliminado, y la retroalimentación a la línea de producción, para ajustar el proceso para eliminar los defectos. IR es una onda electromagnética, la luz visible y las ondas de radio que tienen la misma naturaleza. la temperatura de la superficie por un dispositivo electrónico particular, conversión distribución imágenes visible del ojo adulto mostradas en diferentes colores y la técnica de distribución de temperatura de la superficie llamada de infrarrojos tecnología de imagen térmica, un dispositivo de este tipo electrónico denominado una cámara termográfica. Todo el cero absoluto anteriormente (-273 ° C.] C) del objeto emitirá radiación infrarroja. Como se muestra, la cámara de infrarrojos (IRCamera) usando un detector de infrarrojos y una lente de formación de imágenes ópticas que recibe la radiación infrarroja medido objeto de destino y se refleja patrón de distribución de energía sobre el elemento fotosensible a un detector de infrarrojos para obtener termografía infrarroja, tal como un patrón térmico campo de la distribución de calor que corresponde a la superficie del objeto. cuando el defecto de la superficie, el área desplazamiento de temperatura se produce, y por lo tanto, esta técnica también se puede utilizar para detectar defectos en la superficie, particularmente adecuado para algunos de los medios de detección de defectos ópticos no puede distinguir cuando la detección de piezas polares línea seca en las baterías de iones de litio, el flash a través de la primera pieza de polo irradiación, el cambio de temperatura de la superficie, seguido de un dispositivo de formación de imágenes térmicas para detectar la temperatura de la superficie de la visualización de imágenes de distribución de calor, y el procesamiento de imágenes en tiempo real y análisis, para detectar defectos en la superficie de una manera oportuna al marcador. estudio D.Mohanty de cámara termográfica montado El horno de secado de la máquina de recubrimiento en la salida, la distribución de la temperatura de la superficie de la sonda de la imagen.
Figura 1 La superficie del polo de la sonda de termografía aparece esquemática
La figura 2 (a) muestra el perfil de temperatura de la superficie de recubrimiento de placa positiva de NMC detectada por la cámara termográfica que contiene un defecto muy pequeño que no se puede resolver a simple vista. La curva de distribución de temperatura correspondiente del segmento medio se muestra en el diagrama de interpolación. Figura 2 (b) Imagen correspondiente a la casilla donde hay un aumento de temperatura local, correspondiente a la superficie de los defectos de la pieza polar. La figura 3 es la distribución de temperatura de la pieza polar negativa que muestra la presencia de defectos, que El aumento de temperatura del pico corresponde a burbujas o agregados, la caída de temperatura en el área correspondiente al agujero de alfiler o fuera del material.
Figura 2 Distribución positiva de la temperatura de la imagen térmica de la superficie de la pieza polar, que muestra los defectos de la superficie de la pieza polar
Figura 3 Distribución de la temperatura de la imagen térmica de la superficie de la pieza polar negativa, que muestra los defectos de la superficie
Por lo tanto, la detección de imagen térmica de la distribución de temperatura es un medio muy bueno para detectar defectos superficiales de la pieza polar y puede usarse para el control de calidad de la fabricación de la pieza polar.
2, defectos superficiales comunes
(A, b) Topetón / aglomerado; (c, d) Abandono / agujero de alfiler; (e, f) Cuerpo extraño de metal; (g, h) Recubrimiento desigual
La figura 4 es un defecto común en la superficie de una pieza polar de batería de iones de litio, la izquierda es la imagen óptica, la derecha es la imagen capturada por la cámara termográfica, de la cual:
(A, b) una protuberancia / agregados, o si la falta de uniformidad de revestimiento se agitó tasa de alimentación de la suspensión va a producir tales defectos inestable. Aglutinante experiencia y negros resultados agente conductor de carbono aglomerado en un bajo contenido de ingrediente activo , Pole pieza peso ligero.
(C, d) alimentar out / agujeros de alfiler que no área del defecto de recubrimiento, por lo general producido por las burbujas de gas en la suspensión. Reducen la cantidad de material activo y el colector de corriente expuesta al electrolito, lo que reduce la Capacidad electroquímica.
(E, F) metálica materia extraña, una suspensión o equipo, objeto extraño metal introducido en el ambiente, un gran daño a las dimensiones de litio metálico objetos extraños partículas metálicas más grandes perforar directamente el tabique, causando un cortocircuito entre los electrodos positivos y negativos, que es cortocircuito físico. Además, cuando la materia extraña de metal mixto electrodo positivo, el potencial del electrodo positivo se eleva después de la carga, el metal se disuelve por difusión del electrolito y luego deposita sobre la superficie del electrodo negativo, con el tiempo perforar el septo, un cortocircuito, que es la batería cortocircuitada disolución química Los cuerpos extraños metálicos más comunes en la fábrica son Fe, Cu, Zn, Al, Sn, SUS, etc.
(G, H) de revestimiento desigual, suspensión se agitó como no suficiente propensos a la finura de grano rayas más grandes, lo que resulta en un recubrimiento irregular, que afecta a la consistencia de la capacidad de la batería, o incluso no consecutivas de revestimiento , Tener un impacto en la capacidad y la seguridad.
3, la superficie de la pieza polar defectos en el rendimiento de la batería
3.1, la capacidad de la batería y la eficiencia del efecto coulomb
La figura 5 es una capacidad de la batería del agujero de alfiler y el agregado y eficacia culómbica de la curva de tasa, fue capaz de agregar aumentar la capacidad de la batería, pero reduce la eficacia culómbica. Reducción del agujero de alfiler en la capacidad de la batería y eficacia culómbica, de gran aumento y la disminución de eficacia culómbica Grande
Figura 5 Efecto de los agregados positivos y poros en la capacidad de la batería y la eficiencia coulombiana
La figura 6 es un recubrimiento irregular, Co, y Al y el objeto extraño de metal en la capacidad de la batería y eficacia culómbica de las curvas de tipos, disminución recubrimiento desigual en la capacidad de la batería por unidad de masa de 10% -20%, pero toda la capacidad de la batería se reduce en 60%, lo cual piezas polares DESCRIPCIÓN masa viviente se redujo significativamente. materia extraña Co metal reductor de la capacidad y eficacia culómbica, incluso a alta 2C magnificación y 5C, no hay capacidad para jugar, esto puede ser debido a la formación de una aleación de metal Co de obstaculizado en la reacción electroquímica La intercalación de litio y litio, también puede ser partículas metálicas que obstruyen los poros del diafragma causadas por micro cortocircuitos.
Figura 6 Recubrimiento positivo no uniforme, así como cuerpos extraños metálicos Co y Al en la capacidad de la celda y eficiencia de Coulomb
Positivo polo defecto Resumen:
Los agregados en el recubrimiento positivo de la pieza polar reducen la eficiencia coulombiana de la batería.
La eficacia culómbica del agujero de alfiler recubrimiento de electrodo positivo se reduce, resultando en un rendimiento inferior tasa, especialmente a altas densidades de corriente.
Los revestimientos no uniformes muestran un bajo rendimiento de velocidad.
Los contaminantes de partículas metálicas pueden provocar microcortiguadores, que pueden reducir drásticamente la capacidad de la batería.
La figura 7 es una flecos de papel de aluminio electrodo negativo influencia de la capacidad de tasa de fugas y eficacia culómbica de la batería, el electrodo negativo de la batería disminuye cuando la fuga de la capacidad se produce papel de aluminio, pero no reduce significativamente la capacidad g, eficacia culómbica sin impacto en grande.
Figura 7 franja de fuga de lámina negativa en la capacidad de la batería y eficiencia de Coulomb
3.2, el rendimiento de tasa de ciclo de la batería
La figura 8 muestra los defectos de la superficie de la pieza polar en los resultados del ciclo de aumento de la batería; el impacto de los resultados se resume de la siguiente manera:
Agregados: Cuando 2C, el polo de la batería pieza 200 tasa de retención de capacidad de ciclo no defectuoso del 70%, 12% de las células con defectos, mientras 5C ciclo, el polo de la batería pieza 200 tasa de retención de capacidad de ciclo no defectuoso de 50%, 14% batería defectuosa.
Pinhole: significativa fade capacidad, pero no hay defectos agregados de atenuación rápida, tasa de retención de capacidad después de 200 ciclos y 5C 2C 47% y 40%, respectivamente.
sustancia metal extraño: cuerpos extraños metálicos Co varios ciclos capacidad es casi cero, lámina de aluminio, metal objeto extraño 5C ciclo de desvanecimiento capacidad significativa.
lámina de fuga de la raya: la misma área de una condición de pérdida de papel de aluminio, un tamaño grande en comparación con la banda (velocidad de 200 ciclo de capacidad de retención de 47% cuando el 5C ciclo), una pluralidad de batería de pequeño tamaño capacidad decae más rápidamente rayas (200 ciclos cuando el 5C ciclo Tasa de mantenimiento de la capacidad del 7%) Esto muestra que cuanto mayor es el número de franjas en el ciclo de la batería, mayor es el impacto.
Figura 8 defectos en la superficie de la pieza polar en la tasa de ciclo de la batería
