สาเหตุของการรั่วซึมที่ซีลของแบตเตอรี่แบบซองคืออะไร?

แบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็ก (Soft-pack batteries) ด้วยข้อได้เปรียบด้านความหนาแน่นพลังงานสูง การออกแบบน้ำหนักเบา และโครงสร้างที่ยืดหยุ่น ได้ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค ยานยนต์พลังงานใหม่ และระบบกักเก็บพลังงาน เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ทรงกระบอกและทรงสี่เหลี่ยม แบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็กใช้ฟิล์มคอมโพสิตอะลูมิเนียม-พลาสติกเป็นบรรจุภัณฑ์ภายนอก ทำให้ไม่ต้องใช้เปลือกโลหะที่แข็ง ทำให้มีการใช้พื้นที่สูงขึ้นและน้ำหนักเบาลง อย่างไรก็ตาม กระบวนการปิดผนึกได้กลายเป็นส่วนที่สำคัญที่สุดและมีแนวโน้มที่จะเกิดปัญหามากที่สุดในกระบวนการผลิต หากการปิดผนึกล้มเหลว จะส่งผลโดยตรงต่อการรั่วไหลของอิเล็กโทรไลต์ การบุกรุกของน้ำ การขยายตัวของก๊าซภายใน และการปนเปื้อนของแผ่นขั้วไฟฟ้า ซึ่งส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพ ความปลอดภัย และอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ดังนั้น การควบคุมคุณภาพของกระบวนการปิดผนึกสำหรับแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็กจึงเป็นขั้นตอนหลักที่ขาดไม่ได้ในกระบวนการผลิตเซลล์

การรั่วไหลของซีลแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็กไม่ค่อยเกิดจากปัจจัยเดียว ในกรณีส่วนใหญ่ เป็นผลมาจากผลกระทบร่วมกันของพารามิเตอร์กระบวนการ คุณสมบัติของวัสดุ สภาพอุปกรณ์ สภาพแวดล้อม และการปฏิบัติงานของมนุษย์ แม้ว่าพารามิเตอร์ทั้งหมดจะดูเหมือนอยู่ในช่วงมาตรฐาน แต่การสะสมของค่าเบี่ยงเบนเล็กน้อยจะก่อให้เกิดช่องว่างขนาดเล็กหรือช่องทางการรั่วไหลที่ส่วนต่อประสานการปิดผนึกในที่สุด

1. พารามิเตอร์กระบวนการที่ไม่เหมาะสม: อุณหภูมิ ความดัน และเวลา เป็นปัจจัยหลักในการปิดผนึก

การปิดผนึกด้วยความร้อนเป็นวิธีการปิดผนึกที่พบมากที่สุดสำหรับแบตเตอรี่แบบซอฟต์แพ็ก โดยแก่นแท้คือการทำให้ชั้น CPP หรือ PP ด้านในของฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกหลอมเหลว ไหล และยึดติดกันอย่างแน่นหนาเพื่อสร้างชั้นปิดผนึกที่ต่อเนื่อง พารามิเตอร์ทั้งสาม ได้แก่ อุณหภูมิ ความดัน และเวลาในการคงสภาพ เป็นตัวกำหนดความแข็งแรงและประสิทธิภาพของการปิดผนึกโดยตรง การเบี่ยงเบนใดๆ ในพารามิเตอร์เหล่านี้อาจนำไปสู่การรั่วไหล

1. ความผิดปกติของอุณหภูมิ

เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป ชั้นในของฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกจะไม่หลอมเหลวเต็มที่ และความแข็งแรงในการยึดติดของส่วนต่อประสานจะอ่อนแอ อาจดูเหมือนปกติด้วยตาเปล่า แต่ในความเป็นจริง มีรูพรุนจำนวนมาก และต่อมาจะกลายเป็นช่องทางการรั่วไหล เมื่ออุณหภูมิสูงเกินไป จะทำให้วัสดุโมเลกุลสูงเกิดการเสื่อมสภาพจากความร้อนและการสลายตัว ทำลายความแข็งแรงในการยึดติดระหว่างชั้นต่างๆ ของฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติก ส่งผลให้เกิดการลอก การเปราะ และการลดลงอย่างมากของความแข็งแรงเชิงกล มีแนวโน้มที่จะแตกภายใต้แรงภายนอก

2. ความดันผิดปกติ

แรงดันไม่เพียงพอจะป้องกันไม่ให้โพลีเมอร์ที่หลอมเหลวเติมเต็มพื้นผิวที่เป็นหลุมได้อย่างสมบูรณ์ ทำให้เกิดช่องว่างที่ส่วนต่อประสานการยึดติด แรงดันมากเกินไปจะทำให้ชั้นที่หลอมเหลวถูกบีบอัดมากเกินไป ส่งผลให้ชั้นปิดผนึกบางลง วัสดุขาดแคลนเฉพาะจุด และแม้กระทั่งทำลายชั้นอะลูมิเนียม ซึ่งจะลดคุณสมบัติการกั้น การกระจายแรงดันที่ไม่สม่ำเสมอเป็นปัญหาที่พบบ่อยกว่า แรงดันเฉพาะจุดที่สูงเกินไปหรือต่ำเกินไปที่ขอบปิดผนึกจะสร้างบริเวณที่อ่อนแอด้วยความแข็งแรงในการยึดติดที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งจะล้มเหลวเป็นอันดับแรกภายใต้การสั่นสะเทือน การขยายตัว และการบีบอัด

3. เวลาในการคงสภาพไม่เพียงพอ

เวลาในการคงสภาพสั้นเกินไป วัสดุไม่มีเวลาเพียงพอที่จะหลอมเหลวและปรับระดับก่อนที่จะเย็นตัวและแข็งตัว ส่งผลให้ความแข็งแรงในการปิดผนึกไม่เพียงพอ หากเวลาในการคงสภาพนานเกินไป อาจทำให้เกิดการเสียรูปจากการร้อนเกินไปและการเสื่อมสภาพของวัสดุ ซึ่งส่งผลต่อความน่าเชื่อถือของการปิดผนึกด้วย ในสายการผลิตความเร็วสูง การบีบอัดของวงจรการผลิตจะนำไปสู่การลดลงของความสม่ำเสมอของเวลาในการคงสภาพ และความเสี่ยงของการรั่วไหลจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ACEYเครื่องปิดผนึกด้วยความร้อนแบตเตอรี่ส่วนใหญ่ใช้ในอุปกรณ์ปิดผนึกแบบทำความร้อนที่ด้านบนและด้านข้างของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบซอฟต์แพ็ก อุปกรณ์นี้ใช้ความร้อนจากความต้านทานเพื่อปิดผนึกส่วนหัว เพื่อให้ฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกสามารถหลอมเหลวภายใต้แรงดันที่ตั้งไว้

II. ข้อบกพร่องในตัววัสดุเอง: ฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกเป็นรากฐานของคุณภาพการปิดผนึก

ประสิทธิภาพการปิดผนึกของแบตเตอรี่แบบซอง (pouch batteries) ขึ้นอยู่กับความเสถียรของคุณภาพของฟิล์มคอมโพสิตอะลูมิเนียม-พลาสติกอย่างมาก แม้จะมีกระบวนการผลิตที่สมบูรณ์แบบ ข้อบกพร่องของวัสดุจะไม่สามารถทำให้เกิดการปิดผนึกที่เชื่อถือได้

1. ความหนาของฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกและการเบี่ยงเบนของการเคลือบไม่สม่ำเสมอ

ความผันผวนของความหนาของชั้นปิดผนึกด้วยความร้อนด้านในสามารถส่งผลให้บางบริเวณของพื้นผิวปิดผนึกเดียวกันหลอมเหลวเต็มที่ ในขณะที่บางบริเวณปิดผนึกไม่เพียงพอ ทำให้เกิดจุดอ่อนเฉพาะที่

2. วัสดุฟิล์มอาจมีรูเข็ม รอยขีดข่วน และรอยแตกขนาดเล็ก

ข้อบกพร่องเหล่านี้อาจเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการผลิต การตัด การขนส่ง และการบรรจุวัสดุฟิล์ม ตรวจจับได้ยากด้วยตาเปล่า แต่จะกลายเป็นช่องทางการรั่วไหลโดยตรงและไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยกระบวนการ

3. ปัญหาความเข้ากันได้ระหว่างแผ่นปิดปลายและขอบปิดผนึก

เมื่อแผ่นปิดปลายผ่านบริเวณปิดผนึก จะทำให้เกิดความไม่ต่อเนื่องที่ส่วนต่อประสาน หากพารามิเตอร์ไม่ได้รับการปรับให้เหมาะสมสำหรับบริเวณแผ่นปิดปลาย มีแนวโน้มที่จะเกิดช่องว่างรอบๆ แผ่นปิดปลาย ซึ่งเป็นตำแหน่งที่มีความเสี่ยงสูงต่อการรั่วไหล

III. การปนเปื้อนที่ก่อให้เกิดการรั่วไหลในโซนปิดผนึก: สาเหตุที่พบบ่อยที่สุดของการรั่วไหลในการผลิต

ในการผลิตจริง การปนเปื้อนในโซนปิดผนึกเป็นปัจจัยหลักที่นำไปสู่การรั่วไหล แม้แต่สารปนเปื้อนเพียงเล็กน้อยก็สามารถป้องกันการหลอมรวมของชั้นโพลีเมอร์ ทำให้เกิดช่องทางขนาดเล็กถาวร

1. การปนเปื้อนของอิเล็กโทรไลต์

ในระหว่างกระบวนการฉีด การตั้งทิ้งไว้ และการขนส่ง อิเล็กโทรไลต์มีแนวโน้มที่จะกระเด็นหรือซึมเข้าไปในบริเวณปิดผนึก องค์ประกอบทางเคมีของมันสามารถรบกวนการหลอมรวมของชั้น PP/CPP ส่งผลให้ความแข็งแรงในการปิดผนึกลดลงอย่างกะทันหัน การรั่วไหลดังกล่าว มักไม่ชัดเจนในระยะแรก และจะล้มเหลวอย่างค่อยเป็นค่อยไปในระหว่างกระบวนการเสื่อมสภาพและการหมุนเวียน

2. ฝุ่น เศษฟิล์ม อนุภาคโลหะ

ฝุ่นจากโรงงาน เศษฟิล์ม และส่วนที่ยื่นออกมาจากขั้วไฟฟ้า ตกลงในบริเวณปิดผนึก พวกมันจะสร้างชั้นฉนวนระหว่างฟิล์มสองชั้น ป้องกันการหลอมรวมอย่างสมบูรณ์และทิ้งช่องว่างไว้

3. ความชื้นและคราบน้ำมัน

ความชื้นในสิ่งแวดล้อมสูง คราบน้ำมันบนถุงมือ และการรั่วไหลของจาระบีหล่อลื่นจากอุปกรณ์ สามารถปนเปื้อนพื้นผิวปิดผนึก ซึ่งส่งผลต่อความแข็งแรงในการยึดติด

IV. สภาพอุปกรณ์และเครื่องมือ: ส่งผลต่อความสม่ำเสมอและความเสถียรของการปิดผนึก

ความแม่นยำและระดับการบำรุงรักษาของอุปกรณ์และเครื่องมือปิดผนึกส่งผลโดยตรงต่อความสม่ำเสมอของการปิดผนึกของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ การเสื่อมสภาพของอุปกรณ์อาจนำไปสู่ข้อบกพร่องเป็นชุด

1. มีดปิดผนึกไม่ได้รับความร้อนสม่ำเสมอ

หากแท่งความร้อนเสื่อมสภาพ โพรบควบคุมอุณหภูมิเบี่ยงเบน หรือพื้นผิวของมีดปิดผนึกสึกหรอหรือปนเปื้อน จะทำให้การกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวปิดผนึกไม่สม่ำเสมอ ส่งผลให้เกิดการปิดผนึกมากเกินไปหรือน้อยเกินไปเฉพาะที่

2. ความขนานของมีดปิดผนึกไม่สม่ำเสมอ และการจัดตำแหน่งของฟิกซ์เจอร์ไม่ตรงกัน

หากมีดปิดผนึกด้านบนและด้านล่างไม่ขนานกัน และมีการเบี่ยงเบนในการจัดตำแหน่งของฟิกซ์เจอร์ จะส่งผลให้การกระจายแรงดันไม่สม่ำเสมอ ทำให้ขอบปิดผนึกแน่นด้านหนึ่งและหลวมอีกด้านหนึ่ง หลังจากการใช้งานเป็นเวลานาน มีดปิดผนึกจะเสียรูปและสึกหรอ ซึ่งจะเพิ่มความเสี่ยงต่อการรั่วไหล

3. การควบคุมการระบายความร้อนไม่เพียงพอ

หากความเร็วในการระบายความร้อนหลังจากการปิดผนึกด้วยความร้อนเร็วเกินไปหรือช้าเกินไป จะส่งผลต่อสถานะผลึกของโพลีเมอร์ ส่งผลให้ความแข็งแรงในการปิดผนึกต่ำและแตกง่าย

4. ระบบลม/ไฮดรอลิกไม่เสถียร

ความผันผวนของแรงดันและการหน่วงเวลาในการตอบสนองส่งผลให้แรงดันในการคงสภาพไม่เสถียรและผลการปิดผนึกแปรปรวน

V. ปัจจัยด้านการปฏิบัติงานและสิ่งแวดล้อม: ข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ซึ่งเกิดจากปัจจัยมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

1. ความเสียหายจากการขนส่งและการหนีบ

ในระหว่างการเคลื่อนย้ายเซลล์แบตเตอรี่ระหว่างกระบวนการ อาจเกิดการบีบ รอยขีดข่วน หรือรอยพับ ซึ่งอาจทำให้เกิดความเสียหายเฉพาะที่ต่อฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติก และทำให้เกิดจุดรั่วที่ซ่อนอยู่หลังจากการปิดผนึก

2. การเบี่ยงเบนการจัดตำแหน่งของตำแหน่งปิดผนึก

หากการวางตำแหน่งเซลล์ไม่แม่นยำและมีความกว้างในการปิดผนึกไม่เพียงพอ จะส่งผลให้ความกว้างในการปิดผนึกที่มีประสิทธิภาพไม่เพียงพอและความแข็งแรงไม่เพียงพอ

3. อุณหภูมิและความชื้นในสิ่งแวดล้อมสูงเกินไป

สภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและความชื้นสูงจะเร่งการดูดซับความชื้นของฟิล์มอะลูมิเนียม-พลาสติกและการระเหยของอิเล็กโทรไลต์ ทำให้เกิดการปนเปื้อนในบริเวณปิดผนึก ในขณะที่อุณหภูมิต่ำจะส่งผลต่อลักษณะการหลอมเหลวของวัสดุ

VI. สรุป: เพื่อป้องกันการรั่วไหลที่การปิดผนึกของแบตเตอรี่แบบซอง จำเป็นต้องมีการควบคุมที่ครอบคลุมตลอดทั้งกระบวนการ

การรั่วไหลที่การปิดผนึกของแบตเตอรี่แบบซองไม่ใช่เหตุการณ์ที่แยกจากกัน เป็นผลมาจากผลกระทบร่วมกันของห้าปัจจัย: กระบวนการ วัสดุ มลพิษ อุปกรณ์ และสิ่งแวดล้อม เพื่อลดอัตราการรั่วไหลที่แหล่งกำเนิดในระหว่างการผลิต ต้องมีการจัดตั้งระบบควบคุมตลอดกระบวนการ

สำหรับซัพพลายเออร์อุปกรณ์แบตเตอรี่ การจัดหาเครื่องปิดผนึกแบตเตอรี่แบบซองที่เสถียรและเชื่อถือได้ แม่พิมพ์ปิดผนึกด้วยความร้อน อุปกรณ์ตรวจสอบออนไลน์ รวมถึงการดีบักกระบวนการและการสนับสนุน ณ สถานที่ เป็นกุญแจสำคัญในการช่วยเหลือลูกค้าในการแก้ไขปัญหาการรั่วไหล เรามุ่งเน้นการส่งออกอุปกรณ์การผลิตและทดสอบแบตเตอรี่ลิเธียม ตามข้อกำหนดของเซลล์ที่แตกต่างกัน ลักษณะของวัสดุ และข้อกำหนดกำลังการผลิต เราสามารถจัดหาโซลูชันการปิดผนึกที่ปรับแต่งได้และชุดสนับสนุนทางเทคนิคที่สมบูรณ์ เพื่อช่วยให้ลูกค้าทั่วโลกปรับปรุงอัตราผลผลิตการปิดผนึกและรับประกันความปลอดภัยของแบตเตอรี่