諮詢熱線:400-1500-108
德國工業質量解決方案百年品牌

熱門關鍵詞:三座標工業CT非凡娱乐APP測針

聯繫我們

400-1500-108

電話:0512-50369657

傳真:0512-57566118

郵箱:zeiss.sale@yosoar.com

地址:崑山市春暉路嘉裕廣場1幢1001室

當前位置首頁 > 新聞中心 > 公司資訊

工業CT應用:動力電池單體安全隱患無損檢測

來源: 瀏覽: 發佈日期:2021-07-09 15:14:14

   工業CT應用:動力電池單體安全隱患無損檢測

  1 結構斷裂

  動力電池會由於出廠缺陷或充放電使用過程導致電極結構發生斷裂。電極的斷裂一般會出現在電池內部電極的彎折點,例如圓柱電池卷繞電芯的內側,軟包和方殼電池卷繞和堆疊電極的內側。圖5是對某款方形硬殼電池內部電極進行的工業CT掃描圖像。從圖5(a)(b)都能夠觀察到清晰的正負極層狀結構,對比度高的層對應正極極片,對比度低的層對應負極極片。

非凡娱乐APP工業CT

  圖5 動力電池電極結構斷裂檢測

  圖5(b)是將電極另一處出現結構斷裂的部分進行放大的CT圖像。如圖中箭頭指示,在電極彎曲部分的靠內4層,可以觀察到顏色較暗的點,表明該點電極密度相比於周圍更低,即產生了電極結構斷裂,斷裂距離約爲0.13mm。電極斷裂會使斷裂點附近的微觀結構電連接程度異於其他區域,在充放電過程中會導致電流密度分佈不均,造成微量的產熱不均和容量損失。由於電極在循環過程中會產生形變,電極的斷裂程度有可能由於電極整體形變而擴大,這一假設需要進一步比對驗證來證明。

  2 電極褶皺

  在動力電池內部,電極是否發生褶皺可以表徵電池內部結構的整體規整水平,與電池的出廠程度和電池的使用程度相關。圖6(a)和圖6(b) 是對於2只同型號方形硬殼電池進行工業CT掃描的結果。可以觀察到,圖6(a)中電極在平鋪和彎曲的區域每一層均表現出較高的一致性,電池卷繞中央的空隙也呈現直線型,規整度較高;從圖6(b)中可以明顯觀察到,部分電極存在褶皺,電極整體呈現彎曲狀態。

非凡娱乐APP工業CT

  圖6 動力電池電極褶皺檢測

  圖6(c)是褶皺程度*大區域的細節圖像。*大的褶皺長度約爲10mm,褶皺弧度約150°,如圖6(c)中的圓形所示,褶皺的出現導致了電極內部正負極之間出現空隙,降低了電池正負極的有效接觸面積,會在使用過程中 影響電極的反應活性,並增加電池發生內短路的風險。由於褶皺產生的電池內部空隙也會影響電池的容量和內阻,進而影響其產熱情況,增加電池模塊或系統中單體的一致性差異。

  3 極片對齊度

  電池的極片對齊度差異主要是由於電池出廠 時的工藝水平造成的。對齊度較差的極片會導致正極和負極的不對稱,不僅會造成部分容量損失,還會增加電池發生內短路的風險。如對同一型號的多塊方殼電池進行掃描,其中對齊度不同的電極區域如圖7所示。

非凡娱乐APP工業CT

  圖7 動力電池極片對齊度檢測

  圖中對比度較高的區域爲正極,對比度較低的區域爲負極。如圖中紅線所示,以2個掃描區域中長度相同的電極爲基準,計算每一條正極極片與基準電極的相對長度,如圖7(c)所示。得到圖7(a)中正極極片的相對長度標準差爲294.38μm,圖7(b)中正極極片的長度差異平均值爲810.01μm。結果表明,圖7(b)中正極極片的對齊度要顯著差於圖7(a)。極片對齊度的差異不僅會導致電極末端由於正負極接觸面的減少降低容量,額外突出的正負極還會有產生內短路的可能性。當電池發生振動、碰撞、跌落 時,對齊度差的電池更有可能由於正負極直接接觸而產生內短路,大量放熱。

  4 電池內異物

  電池內部異物主要是由於電池出廠的工藝缺陷造成的。由於CT掃描技術對於密度高的材料敏感,能夠檢測到的主要是金屬異物。如圖8所示,圖8(a)中檢測到的是電極中的金屬異物,在電極中能夠觀察到粒徑約100μm×200μm的高對比度點,位置處於電池中的2層電極之間,如圖中箭頭所示。電極中的異物在電池使用過程中很可能造成微區溫度過高,產生安全隱患。圖8(b)是電池密封圈中存在異物的圖像,異物粒徑約爲100μm。密封圈中的異物可能會導致電池密封不嚴,在使用過程中產生電解液泄漏的隱患。

非凡娱乐APP工業CT

  圖8 動力電池內部異物檢測

推薦閱讀:非凡娱乐APP工業CT新能源汽車電池檢測解決方案