Quali sono le ragioni della perdita alla guarnizione di una cella a sacchetto?

Le batterie soft-pack, con i loro vantaggi di alta densità energetica, design leggero e struttura flessibile, sono state ampiamente applicate in settori quali l'elettronica di consumo, i veicoli a nuova energia e i sistemi di accumulo di energia. Rispetto alle batterie cilindriche e quadrate, le batterie soft-pack utilizzano film compositi alluminio-plastica come imballaggio esterno, eliminando la necessità di gusci metallici rigidi, con conseguente maggiore utilizzo dello spazio e peso ridotto. Tuttavia, il processo di sigillatura è diventato il più critico e incline a problemi nella produzione. Se la sigillatura fallisce, ciò comporterà direttamente la fuoriuscita di elettrolita, l'intrusione di acqua, l'espansione di gas interni e la contaminazione dei fogli degli elettrodi, influenzando gravemente le prestazioni, la sicurezza e la durata del ciclo della batteria. Pertanto, il controllo di qualità del processo di sigillatura per le batterie soft-pack è una procedura fondamentale indispensabile nel processo di produzione delle celle.

La fuoriuscita della sigillatura della batteria soft-pack è raramente causata da un singolo fattore. Nella maggior parte dei casi, è il risultato degli effetti combinati di parametri di processo, proprietà dei materiali, stato delle attrezzature, condizioni ambientali e operazioni umane. Anche se tutti i parametri sembrano essere entro l'intervallo standard, l'accumulo di piccole deviazioni formerà alla fine micro-spazi o canali di perdita all'interfaccia di sigillatura.

1. Parametri di processo inappropriati: Temperatura, pressione e tempo sono i fattori chiave per la sigillatura.

La termosaldatura è il metodo di sigillatura più comune per le batterie soft-pack. La sua essenza è causare la fusione, il flusso e il legame stretto dello strato interno CPP o PP del film alluminio-plastica per formare uno strato di sigillatura continuo. I tre parametri - temperatura, pressione e tempo di mantenimento - determinano direttamente la resistenza e le prestazioni della sigillatura. Qualsiasi deviazione in uno qualsiasi di questi parametri può portare a perdite.

1. Anomalia di temperatura

Quando la temperatura è troppo bassa, lo strato interno del film alluminio-plastica non si fonde completamente e la resistenza del legame interfacciale è debole. Può apparire intatto all'occhio nudo, ma in realtà ci sono un gran numero di micropori, e successivamente formerà canali di perdita; quando la temperatura è troppo alta, causerà l'invecchiamento termico e la decomposizione del materiale polimerico, distruggendo la resistenza del legame tra ogni strato del film alluminio-plastica, con conseguente delaminazione, fragilità e una significativa diminuzione della resistenza meccanica. È molto probabile che si crepi sotto forza esterna.

2. Pressione anomala

Una pressione insufficiente impedirà ai polimeri fusi di riempire completamente le depressioni superficiali, con conseguenti vuoti all'interfaccia di legame; una pressione eccessiva causerà un'estrusione eccessiva dello strato fuso, con conseguente strato di sigillatura più sottile, carenza locale di materiale e persino danni allo strato di alluminio, riducendo così la proprietà barriera. Una distribuzione irregolare della pressione è un problema più comune. Una pressione locale troppo alta o troppo bassa sul bordo di sigillatura formerà aree deboli con resistenza di legame incoerente, che falliranno per prime sotto vibrazione, espansione e compressione.

3. Tempo di mantenimento insufficiente

Il tempo di mantenimento è troppo breve. Il materiale non ha tempo sufficiente per fondersi e livellarsi prima del raffreddamento e della solidificazione, con conseguente resistenza di sigillatura insufficiente. Se il tempo di mantenimento è troppo lungo, può causare deformazioni da surriscaldamento e degradazione del materiale, che influiscono anche sull'affidabilità della sigillatura. Nelle linee di produzione ad alta velocità, la compressione del ciclo di produzione porterà a una diminuzione della coerenza del tempo di mantenimento e il rischio di perdite aumenterà in modo significativo.

ACEYmacchina per termosaldatura di batterie è utilizzata principalmente in apparecchiature di sigillatura a riscaldamento sulla parte superiore e laterale delle batterie agli ioni di litio soft-pack. Il dispositivo utilizza il riscaldamento a resistenza per sigillare la testa, in modo che il film alluminio-plastica possa essere fuso sotto una pressione impostata.

II. Difetti nel materiale stesso: Il film alluminio-plastica è la base della qualità della sigillatura

Le prestazioni di sigillatura delle batterie pouch dipendono fortemente dalla stabilità qualitativa del film composito alluminio-plastica. Anche con processi di produzione perfetti, i difetti del materiale non possono portare a una sigillatura affidabile.

1. Spessore irregolare del film alluminio-plastica e deviazione del rivestimento

La fluttuazione dello spessore dello strato interno termosaldabile può comportare che alcune aree della stessa superficie di sigillatura si fondano completamente mentre altre siano sigillate in modo inadeguato, formando punti deboli locali.

2. Il materiale della membrana può presentare fori, graffi e micro-crepe.

Questi difetti possono verificarsi durante i processi di produzione, taglio, trasporto e carico del materiale della membrana. Sono difficili da rilevare ad occhio nudo, ma diventeranno direttamente canali di perdita e non possono essere rimediati attraverso il processo.

3. Problema di compatibilità tra lo scudo terminale e il bordo di sigillatura

Quando lo scudo terminale attraversa l'area di sigillatura, causerà una discontinuità nell'interfaccia. Se i parametri non sono ottimizzati per l'area dello scudo terminale, è probabile che si verifichino spazi vuoti attorno allo scudo terminale, che è una posizione di perdita ad alto rischio.

III. Contaminazione che causa perdite nelle zone di sigillatura: La causa più comune di perdite nella produzione

Nella produzione effettiva, la contaminazione nelle zone di sigillatura è il fattore principale che porta a perdite. Anche una piccola quantità di contaminanti può impedire la fusione degli strati polimerici, formando microcanali permanenti.

1. Contaminazione da elettrolita

Durante i processi di iniezione, stoccaggio e trasporto, l'elettrolita è incline a schizzare o a infiltrarsi nell'area di sigillatura. La sua composizione chimica può interrompere il legame fuso dello strato PP/CPP, con conseguente calo improvviso della resistenza di sigillatura. Tali perdite spesso non sono evidenti nella fase iniziale e falliscono gradualmente durante i processi di invecchiamento e ciclaggio.

2. Polvere, detriti di frammenti del film, particelle metalliche

La polvere dall'officina, frammenti del film e sporgenze dai conduttori degli elettrodi cadono nell'area di sigillatura. Formeranno uno strato isolante tra i due strati del film, impedendo la fusione completa e lasciando spazi vuoti.

3. Umidità e macchie d'olio

L'elevata umidità ambientale, le macchie d'olio sui guanti e la fuoriuscita di grasso lubrificante dalle attrezzature possono contaminare la superficie di sigillatura, influenzando così la resistenza del legame.

IV. Stato delle attrezzature e degli utensili: Influenza l'uniformità e la stabilità della sigillatura

L'accuratezza e il livello di manutenzione delle attrezzature e degli utensili di sigillatura influenzano direttamente la coerenza della sigillatura di ogni cella della batteria. Il deterioramento delle attrezzature può portare a difetti di lotto.

1. Il coltello di sigillatura non è riscaldato uniformemente.

Se la resistenza di riscaldamento invecchia, la sonda di controllo della temperatura deriva o la superficie del coltello di sigillatura è usurata o contaminata, ciò causerà una distribuzione incoerente della temperatura sulla superficie di sigillatura, con conseguente sovra-sigillatura o sotto-sigillatura locale.

2. Incoerenza del parallelismo dei coltelli di sigillatura e disallineamento delle maschere

Se i coltelli di sigillatura superiore e inferiore non sono paralleli e vi è una deviazione nel centraggio delle maschere, ciò comporterà una distribuzione irregolare della pressione, causando il bordo di sigillatura stretto da un lato e allentato dall'altro. Dopo un uso prolungato, i coltelli di sigillatura si deformeranno e si consumeranno, aumentando ulteriormente il rischio di perdite.

3. Controllo del raffreddamento inadeguato

Se la velocità di raffreddamento dopo la termosaldatura è troppo veloce o troppo lenta, ciò influenzerà lo stato cristallino del polimero, con conseguente bassa resistenza di sigillatura e facile fessurazione.

4. Sistema pneumatico/idraulico instabile

Le fluttuazioni di pressione e i ritardi di risposta comportano una pressione di mantenimento instabile e un effetto di sigillatura variabile.

V. Fattori operativi e ambientali: Difetti nascosti causati da fattori umani e ambientali

1. Danni da trasporto e bloccaggio

Durante il trasferimento delle celle della batteria tra i processi, queste possono essere compresse, graffiate o presentare pieghe, che possono causare danni locali al film alluminio-plastica e portare a punti di perdita nascosti dopo la sigillatura.

2. Deviazione di allineamento della posizione di sigillatura

Se il posizionamento della cella è impreciso e la larghezza di sigillatura è insufficiente, ciò comporterà una larghezza di sigillatura effettiva insufficiente e una resistenza insufficiente.

3. Temperatura e umidità ambientale eccessive

Un ambiente con alta temperatura e alta umidità accelererà l'assorbimento di umidità del film alluminio-plastica e l'evaporazione dell'elettrolita, causando contaminazione nell'area di sigillatura; mentre una bassa temperatura influenzerà le caratteristiche di fusione dei materiali.

VI. Riepilogo: Per prevenire perdite nella sigillatura delle batterie pouch, è necessario un controllo completo durante l'intero processo.

La perdita nella sigillatura delle batterie pouch non è un incidente isolato; è il risultato degli effetti combinati di cinque fattori: processo, materiali, inquinamento, attrezzature e ambiente. Per ridurre il tasso di perdita alla fonte durante la produzione, è necessario stabilire un sistema di controllo completo del processo.

Per i fornitori di apparecchiature per batterie, fornire macchine per la sigillatura di batterie pouch stabili e affidabili, stampi per termosaldatura, apparecchiature di ispezione online, nonché il debug del processo e il supporto in loco, è la chiave per aiutare i clienti a risolvere il problema delle perdite. Ci concentriamo sull'esportazione di apparecchiature per la produzione e il test di batterie al litio. Sulla base delle diverse specifiche delle celle, delle caratteristiche dei materiali e dei requisiti di capacità produttiva, possiamo fornire soluzioni di sigillatura personalizzate e un set completo di supporto tecnico per aiutare i clienti globali a migliorare la resa di sigillatura e garantire la sicurezza delle batterie.