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锂离子电池极片缺陷检测技术

发布时间:2022-06-23 10:16:38 人气:181

锂电池电极是一种由颗粒组成的涂层,均匀地涂在金属集流体上。锂离子电池极片涂层可视为复合材料,主要由三部分组成:活性物质颗粒、导电剂与粘合剂混合的碳胶相、用电解液填充孔隙。

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目前,在电池极片制备过程中,采用了越来越多的在线检测技术,可有效识别产品的制造缺陷,消除不良产品,同时及时反馈给生产线,进而自动或手动调整生产过程,达到降低不良率的结果。

锂离子电池生产工艺复杂,就电池极片而言,表面常见缺陷主要有以下几个方面:

1、如果浆料搅拌不均匀或涂料供料速度不稳定,就会出现凸起包/团聚体。粘合剂和碳黑导电剂的团聚会导致活性成分含量低,极片重量轻;

2、掉料/针孔,这些缺陷区域没有涂层,通常是由气泡引起。它们减少了活性物质的量,使集流体暴露在电解质中,从而降低了电化学容量;

3、存在金属异物,浆料或设备、环境中引入的金属异物,对锂电池危害极大。较大的金属颗粒直接穿透隔膜,导致正负极短路,即物理短路。此外,当金属异物与正极混合时,充电后正极电位升高,金属溶解,通过电解质扩散,然后在负极表面沉淀,最终刺穿隔膜形成短路,即化学溶解短路。铝、锌、 铁、 铜等是电池厂最常见的金属异物;

4、不均匀涂层,如浆料搅拌不足,颗粒细度大,容易出现条纹,导致涂层不均匀,影响电池容量的一致性,甚至完全无涂层条纹,影响容量和安全。

日联科技锂电池在线检测设备 

极片制造中常用的在线检测技术包括浆料特性检测、极片质量检测、尺寸检测等,如:

(1)在线粘度计直接安装在涂层储罐中,实时检测浆料的流变特性,检测浆料的稳定性;

(2)采用电池X射线可直接测量涂层表面密度,锂离子电池内部缺陷等,不仅测量精度高,而且在线X射线检测设备操作便捷,X光机有实时图像处理和分析缺陷类别功能,可有效提高极片制造检测效率;

(3)激光在线厚度测量技术则用于测量极片的厚度,也可实时显示测量厚度和厚度变化趋势,便于数据可追溯性和分析。

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