鋰電池電芯絕緣耐電壓測試基礎知識介紹
鋰離子電池制造過程中,極片生產(chǎn)完成后,正負極極片和隔膜采用卷繞或者疊片方式組裝在一起,隔膜將正負極極片隔離開。在電池充放電過程中,隔膜隔離正負極極片之間的電子傳導,而允許鋰離子通過。
卷繞或疊片組裝之后,裸電芯需要進行熱壓處理,對極片和隔膜整形,使它們更加緊密接觸,降低鋰離子傳輸阻力。在熱壓地同時,往往會對裸電芯進行絕緣耐電壓測試,主要判斷電芯內(nèi)部是否存在異物顆粒造成短路。
絕緣耐電壓測試一般采用安規(guī)儀,測試時,儀器給電芯加一個電壓,這個電壓持續(xù)一段規(guī)定的時間,然后檢測其漏電電流量是否保持在規(guī)定的范圍內(nèi),判斷電芯正負極有無短路。一般,施加電壓如圖1所示:
①在一定時間t1內(nèi),對電芯從0開始加電壓至U。
②電壓U保持一段時間至t2。
③測試完成后,切斷測試電壓,并對電芯雜散電容放電。
在測試中,正負極極片由于相互靠近,僅僅15-30μm,裸電芯內(nèi)部會形成一定的電容(雜散電容),由于電容量存在,測試電壓必須由“零”開始,緩慢上升,以避免充電電流過大,電容量越大所需的緩升時間t1越長,一次所能增加的電壓也越低。充電電流過大時,一定會引起測試器的誤判,使測試的結(jié)果不正確。一旦被測電芯的雜散電容被充滿,只會剩下實際的漏電電流。由于直流耐壓測試會對被測電芯充電,所以在測試后,一定要對被測電芯放電。
隔膜都存在一定的耐電壓強度,當加載電壓過高時肯定能夠擊穿隔膜,形成漏電流。因此,首先電芯絕緣測試電壓要低于擊穿電壓。如圖2所示,當正負極之間不存在異物時,在測試電壓下漏電流小于規(guī)定值,判定電芯合格。而如果正負極之間存在一定尺寸的異物,隔膜被擠壓,正負極之間的間距減小,正負極之間擊穿電壓會下降,如果還加載相同的電壓,漏電流可能超過設定的警報值。通過設定測試電壓等參數(shù),就可以統(tǒng)計分析判斷電芯內(nèi)部的異物尺寸,然后根據(jù)實際產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀和品質(zhì)要求,可以設定測試參數(shù),制定品質(zhì)判斷標準。
在測試中,主要的參數(shù)包括電壓緩升時間t1,電壓保持時間t2,加載電壓U,以及報警漏電流。前面所述,t1和U與電芯雜散電容有關,電容量越大所需的緩升時間t1越長,加載電壓U越低。而且U也與隔膜本身的耐電壓強度有關,一般地,隔膜越薄,耐電壓強度越低,測試電壓U頁應該更低。報警電流設定需要考慮電容充電電流,充電電流越大,報警電流也應該設定大些,否則會引起誤判,將合格產(chǎn)品判定為不合格,影響產(chǎn)品合格率。隔膜水分含量大時也容易形成較大的漏電流。如果測試電芯內(nèi)部存在異物,造成內(nèi)部短路,隔膜被擊穿,具體情況如圖3所示。
因此,裸電芯的絕緣耐電壓測試是產(chǎn)品過程檢驗的一個重要步驟,可以檢測出不合格產(chǎn)品,提高最終電池產(chǎn)品的安全系數(shù)。實際測試需要考慮參數(shù)設定,判定標準等眾多因素。
鋰電池設備業(yè)務面臨下行風險
2018年金銀河實現(xiàn)營收6.42億元,其中來自鋰電池設備的收入為2.79億元,占營收的43.42%,同比增長9.87%,但較上一年70.05%的增速出現(xiàn)了明顯下滑。
年報中,金銀河認為其鋰電池設備業(yè)務增長的原因有二,分別為下游鋰電池行業(yè)整體保持快速增長態(tài)勢以及公司核心產(chǎn)品鋰電池漿料全自動連續(xù)生產(chǎn)線技術的成熟穩(wěn)定。不過在整體形式向好的情況下,為何金銀河鋰電池設備業(yè)務的增速從70.05%下滑至9.87%呢?
原因在于驅(qū)動金銀河鋰電池設備業(yè)務增長的是下游的中小企業(yè),而宏觀經(jīng)濟環(huán)境的變化以及行業(yè)競爭進一步加劇導致的下游中小生產(chǎn)企業(yè)擴產(chǎn)變得謹慎,使得單體設備營業(yè)收入增速放緩。
金銀河表示,2018年以來,行業(yè)深度洗牌,中小動力電池投資擴產(chǎn)更加謹慎,市場參與者不斷減少,寡頭競爭格局已出現(xiàn)。動力電池產(chǎn)業(yè)集中度提高,目前國內(nèi)前兩家寡頭企業(yè)寧德時代和比亞迪已經(jīng)占據(jù)了六成以上的市場份額。大者恒大、優(yōu)勝劣汰這一趨勢在未來會展現(xiàn)得更加明顯,隨著市場競爭加劇和產(chǎn)業(yè)鏈整合加速,大部分中小生產(chǎn)企業(yè)將面臨淘汰。
所以金銀河特別強調(diào):在未來,取得頭部電池生產(chǎn)企業(yè)的采購訂單,將成為公司發(fā)展壯大的關鍵。那么金銀河有沒有獲得頭部企業(yè)的采購訂單呢?答案恐怕是否定的。
















