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时间:2019-12-14 05:55:19 作者:现金麻将 浏览量:97539

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  (c、d)掉料/针孔,这些缺陷区域没有涂层,通常是由浆料中的气泡产生的。它们减少了活性物质的量,并使集流体暴露在电解液中,从而降低了电化学容量。

  2、极片表面常见缺陷

,见下图

  (e、f)金属异物,浆料或者设备、环境中引入的金属异物,金属异物对锂电池的危害巨大。尺寸较大的金属颗粒直接刺穿隔膜,导致正负极之间短路,这是物理短路。另外,当金属异物混入正极后,充电之后正极电位升高,金属发生溶解,通过电解液扩散,然后再在负极表面析出,最终刺穿隔膜,形成短路,这是化学溶解短路。电池工厂现场最常见的金属异物有Fe、Cu、Zn、Al、Sn、SUS等。

,见下图

  图5是团聚体和针孔对电池倍率容量和库伦效率的影响曲线,团聚体居然能够提高电池容量,但是会降低库伦效率。针孔降低电池容量和库伦效率,而且高倍率下库伦效率下降幅度大。

  红外线(IR)热成像技术也被用来检测干燥极片上的微小缺陷,这些缺陷可能会损坏锂离子电池的性能。在线检测时,如果电极缺陷或污染物被检测到,在极片上做好标记,在后续的工序中将其剔除,并且反馈给生产线,及时调整工艺以消除缺陷。红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。如图1所示,红外热像仪(IRCamera)利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标物体的红外辐射能量分布图形并反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。当物体表面存在缺陷时,该区域会出现温度的偏移,因此,这种技术也可以用于探测物体表面的缺陷,特别适合于一些光学探测手段无法分辨的缺陷。在锂离子电池干燥极片在线检测时,首先极片经过闪光灯照射,表面温度发生变化,随后用热成像仪探测表面温度。热分布图像可视化,并实时对图像进行处理和分析,探测到表面缺陷及时做好标记。D.Mohanty的研究将热成像仪安装在了涂布机干燥烘箱的出口处,探测极片表面的温度分布图像。

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如下图

  在国家的大力支持下,新能源汽车近几年迅猛发展,市场增长迅速。作为新能源汽车的核心部件,锂离子动力电池得到飞速发展。同时,市场对锂离子电池的能量密度、寿命、安全等方面不断提出新的要求,国家补贴政策调整对电池成本也提出更高的要求。因此,电池厂必须更加重视生产过程中的品质和成本,努力提高产品的质量和一致性,降低生产成本。而锂离子电池极片制造是电池生产过程中的关键过程,具体包括浆料的制备、极片涂布和干燥、极片的辊压压实,以及极片的裁切。目前,在电池极片制备过程中,越来越多的在线检测技术被采用,从而有效识别产品的制造缺陷,剔除不良品,并及时反馈给生产线,自动或者人工对生产过程做出调整,降低不良率。

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,见图

金牌国际  红外线(IR)热成像技术也被用来检测干燥极片上的微小缺陷,这些缺陷可能会损坏锂离子电池的性能。在线检测时,如果电极缺陷或污染物被检测到,在极片上做好标记,在后续的工序中将其剔除,并且反馈给生产线,及时调整工艺以消除缺陷。红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。如图1所示,红外热像仪(IRCamera)利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标物体的红外辐射能量分布图形并反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。当物体表面存在缺陷时,该区域会出现温度的偏移,因此,这种技术也可以用于探测物体表面的缺陷,特别适合于一些光学探测手段无法分辨的缺陷。在锂离子电池干燥极片在线检测时,首先极片经过闪光灯照射,表面温度发生变化,随后用热成像仪探测表面温度。热分布图像可视化,并实时对图像进行处理和分析,探测到表面缺陷及时做好标记。D.Mohanty的研究将热成像仪安装在了涂布机干燥烘箱的出口处,探测极片表面的温度分布图像。

  图4极片表面常见缺陷:(a、b)凸起包/团聚体;(c、d)掉料/针孔;(e、f)金属异物;(g、h)不均匀涂层

  漏箔条纹:相同漏箔面积条件下,与一条大尺寸条纹(5C循环时200次循环容量维持率47%)相比,多条小尺寸条纹的电池容量衰减更快(5C循环时200次循环容量维持率7%)。这说明条纹数目越多对电池循环影响越大。

  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、尺寸检测等方面,比如:(1)在线粘度计直接安装在涂布储料罐内实时检测浆料的流变特性,检测浆料的稳定性;(2)采用X射线或β射线在涂布工艺中直接测量获得涂层的面密度,其测量精度高,但辐射大、设备价格高且维护麻烦;(3)激光在线测厚技术应用于测量极片的厚度,测量精度可达±1.0μm,还能实时显示测量厚度及厚度变化趋势,便于数据追溯和分析;(4)采用CCD视觉技术检测极片的表面缺陷,即采用线阵CCD扫描被测物,图像实时处理及分析缺陷类别,实现对极片表面缺陷的无损在线检测。

  非均匀涂层显示出较差的倍率性能。

  2、极片表面常见缺陷

  图2(a)是热成像仪探测到的NMC正极极片涂层表面的温度分布图,其中包含了一个非常细小的缺陷,肉眼无法分辨。途中线段对应的温度分布曲线如内插图所示,在缺陷点出现温度尖峰。图2(b)图像对应的方框内出现温度局部升高的情况,对应极片表面的缺陷。图3是负极极片表面温度分布图显示了缺陷的存在,其中温度升高的峰对应气泡或者团聚体,温度降低区域对应针孔或者掉料。

  图7负极漏箔条纹对电池倍率容量和库伦效率的影响

  正极涂层的针孔降低库仑效率,导致差的倍率性能,特别是在高电流密度。

  3.1、对电池倍率容量和库伦效率的影响

  图7是负极漏箔条纹对电池倍率容量和库伦效率的影响,负极出现漏箔时明显降低电池的容量,但是克容量减小不明显,对库伦效率影响也而不大。

  2)这些缺陷对锂离子电池充放电循环的影响是什么?

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  金属异物:金属Co异物几次循环后容量几乎为0,金属异物Al箔5C循环容量衰减显著。

1.

  3、极片表面缺陷对电池性能的影响

  针孔:容量衰减明显,但是没有团聚体缺陷衰减快,200次循环容量维持率2C和5C分别为47%和40%。

  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、尺寸检测等方面,比如:(1)在线粘度计直接安装在涂布储料罐内实时检测浆料的流变特性,检测浆料的稳定性;(2)采用X射线或β射线在涂布工艺中直接测量获得涂层的面密度,其测量精度高,但辐射大、设备价格高且维护麻烦;(3)激光在线测厚技术应用于测量极片的厚度,测量精度可达±1.0μm,还能实时显示测量厚度及厚度变化趋势,便于数据追溯和分析;(4)采用CCD视觉技术检测极片的表面缺陷,即采用线阵CCD扫描被测物,图像实时处理及分析缺陷类别,实现对极片表面缺陷的无损在线检测。

  图7负极漏箔条纹对电池倍率容量和库伦效率的影响

  图7是负极漏箔条纹对电池倍率容量和库伦效率的影响,负极出现漏箔时明显降低电池的容量,但是克容量减小不明显,对库伦效率影响也而不大。

2.  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、尺寸检测等方面,比如:(1)在线粘度计直接安装在涂布储料罐内实时检测浆料的流变特性,检测浆料的稳定性;(2)采用X射线或β射线在涂布工艺中直接测量获得涂层的面密度,其测量精度高,但辐射大、设备价格高且维护麻烦;(3)激光在线测厚技术应用于测量极片的厚度,测量精度可达±1.0μm,还能实时显示测量厚度及厚度变化趋势,便于数据追溯和分析;(4)采用CCD视觉技术检测极片的表面缺陷,即采用线阵CCD扫描被测物,图像实时处理及分析缺陷类别,实现对极片表面缺陷的无损在线检测。

  2)这些缺陷对锂离子电池充放电循环的影响是什么?

  图3负极极片表面热成像温度分布图,显示了表面缺陷

  正极涂层的针孔降低库仑效率,导致差的倍率性能,特别是在高电流密度。

3.  1、极片表面缺陷检测技术

  2、极片表面常见缺陷

  图2正极极片表面热成像温度分布图,显示了极片表面的缺陷

  红外线(IR)热成像技术也被用来检测干燥极片上的微小缺陷,这些缺陷可能会损坏锂离子电池的性能。在线检测时,如果电极缺陷或污染物被检测到,在极片上做好标记,在后续的工序中将其剔除,并且反馈给生产线,及时调整工艺以消除缺陷。红外线是一种电磁波,具有与无线电波和可见光一样的本质。利用某种特殊的电子装置将物体表面的温度分布转换成人眼可见的图像,并以不同颜色显示物体表面温度分布的技术称之为红外热成像技术,这种电子装置称为红外热像仪。所有高于绝对零度(-273℃)的物体都会发出红外辐射。如图1所示,红外热像仪(IRCamera)利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标物体的红外辐射能量分布图形并反映到红外探测器的光敏元件上,从而获得红外热像图,这种热像图与物体表面的热分布场相对应。当物体表面存在缺陷时,该区域会出现温度的偏移,因此,这种技术也可以用于探测物体表面的缺陷,特别适合于一些光学探测手段无法分辨的缺陷。在锂离子电池干燥极片在线检测时,首先极片经过闪光灯照射,表面温度发生变化,随后用热成像仪探测表面温度。热分布图像可视化,并实时对图像进行处理和分析,探测到表面缺陷及时做好标记。D.Mohanty的研究将热成像仪安装在了涂布机干燥烘箱的出口处,探测极片表面的温度分布图像。

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  图2正极极片表面热成像温度分布图,显示了极片表面的缺陷

  3、极片表面缺陷对电池性能的影响

  非均匀涂层显示出较差的倍率性能。

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  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、尺寸检测等方面,比如:(1)在线粘度计直接安装在涂布储料罐内实时检测浆料的流变特性,检测浆料的稳定性;(2)采用X射线或β射线在涂布工艺中直接测量获得涂层的面密度,其测量精度高,但辐射大、设备价格高且维护麻烦;(3)激光在线测厚技术应用于测量极片的厚度,测量精度可达±1.0μm,还能实时显示测量厚度及厚度变化趋势,便于数据追溯和分析;(4)采用CCD视觉技术检测极片的表面缺陷,即采用线阵CCD扫描被测物,图像实时处理及分析缺陷类别,实现对极片表面缺陷的无损在线检测。

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