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新能源汽车频频自燃,如何控锂电池质量?

点击次数:134 发布时间:2020-10-27

近年来,新能源汽车发展迅速,相比于传统的燃油车来说,购车可以享受政府补贴,而且不耗油只耗电,养车成本大大降低。因此,新能源汽车颇受欢迎。但是在迅猛发展的同时,自燃或爆炸等安全事故不断升级、频繁发生,且发生多起大规模召回事件,而这些事件的起因多是动力电池系统存在安全隐患。

 

动力电池作为新能源汽车最重要的零部件,其安全性和可靠性是新能源汽车生产、研发、制造及使用过程中的关键问题,直接影响着整个新能源汽车行业的有序发展。

 

 

《创新精|准的锂离子电池正负极材料粒径检测方案》所说,高分辨率的贝克曼LS 13320系列激光粒度仪可以帮助客户了解锂离子电池正负极材料的真实情况,及时发现样品或批次间的细微差异,精|准把控产品质量。

 

 

锂离子电池正负极材料的颗粒一般控制D50在10-20um范围,目前一般是通过激光粒度仪来测试粒径分布。但正负极材料中微量异常大颗粒的检测,已经超出了激光粒度仪的能力范围而微量异常大颗粒的检测恰恰对锂离子电池的性能和安全有着极|大的影响。

 

 

例如大颗粒会导致浆料配制好后,涂布得到的极片表面不均,大颗粒过多会导致极片不合格而报废;如果少量大颗粒存在正负极片上,那会使得生产得到的锂电池能力密度下降。而对于电解液,如果存在少量10um以上的大颗粒,会堵塞隔膜,导致电流不稳定,最终影响电池的寿命,乃至发生爆炸事故。

 

目前很多客户仍使用激光粒度仪以Dmax或D100来检查,但因取样问题和激光衍射法的局限性,超出了激光粒度仪的能力范围,实际得到的值是不可信的,结果受不确定度或系统误差的影响较大。这在激光衍射法的国标和国际标准中已有明确说明不能使用D100进行表征。

 

 

 

那么,我们如何进行异常大颗粒的检测呢?

这里给大家介绍另一种粒度表征方法

 

电阻法

 

也就是库尔特原理。该方法源自贝克曼库尔特,目前最|新的解决方案为Multisizer3/4e库尔特计数及粒度分析仪

 

 

 采用三维方式直接测量颗粒的绝对大小,不受形状、颜色、光学特性等的影响(光学类仪器影响较大),且纳米、微米量程定制化专用,提供准确的粒径及粒径分布结果

 一颗一颗进行绝对计数,提供精|准的颗粒数量/浓度,测量范围达0.2um-1600um

 高灵敏度、高分辨率,及时发现微量的异常大颗粒,分辨率可达纳米级别,灵敏度可达1颗/mL

 一次测量可达525000个微泡,统计意义大,置信度高

 

库尔特计数及粒度分析仪检测锂离子电池正负极材料异常大颗粒

 

Multisizer3/4e库尔特计数及粒度分析仪的特性可以实现锂离子电池正负极材料中异常大颗粒的有效检测。如下图所示,正负极材料颗粒使用激光粒度仪得到Dmax为12.22-um(左图),以此判断最大颗粒是12.22-um是否正确?使用库尔特法对这些颗粒进行检测,可以更好地监测极少量的异常大颗粒,从右图中可以发现13-um以上还有2个大颗粒。

 

库尔特计数及粒度分析仪对锂离子电池中电解液异常大颗粒分析计数

 

在完成锂离子电池的卷线叠片和点焊后,需要注入相应的电解液,这些电解液事先通过过滤装置去除其中不需要的大颗粒。但是,过滤装置一次可以过滤多大体积的电解液,以及过滤之后得到的电解液是否符合要求,可以使用Multisizer 3/4e来进行检测。下图使用Multisizer4e, 200um小孔管,直接对锂离子电池的电解液进行测试,最终测试发现10um以上大颗粒有22个,换算成颗粒浓度为:858个/mL。

 

综上,库尔特计数及粒度分析仪才是锂离子电池正负极材料和电解液中异常大颗粒检测的正确方法。

 

结合高分辨的LS13320系列激光粒度仪,贝克曼可为客户提供联用解决方案,帮助用户准确实现锂离子电池正负极材料和电解液粒径分布及异常颗粒的检测,从而以精益求精的材料研发与质控助力锂离子电池的发展。

 

640.gif 点击查看库尔特计数及粒度分析仪资料

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