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晟鼎小講堂 | 原來缺了等離子,對電池安全性影響這么大!

2021-08-05

2021年4月16日12時17分,北京市豐臺區一儲能電站發生火災,在消防員處置過程中,電站北區在毫無征兆的情況下突發爆炸,致使2名消防員犧牲,1名消防員受傷,電站內1名員工失聯。


同年4月6日,據外媒報道,韓國一光伏電站的儲能系統起火,造成約4.4億韓元損失。由此看出儲能電站的安全問題不可小視。

結合以上兩例儲能電站起火事件,按照業內的猜測,鋰電池儲能最突出的安全風險是熱失控,過高的溫度可能導致電池內部發生劇烈的化學反應,進而可能產生爆炸。


近些年,得益于消費型電池與新能源汽車產業發展的帶動,鋰電池技術快速進步,成本持續下降,這也為推動電化學儲能產業發展打下了基礎。業內人士指出,儲能電站設計較為復雜,牽涉環節較多,從電芯到模組,再到系統,再到安全,任何一個環節疏忽或標準、法規、管理缺位,都有可能引發事故。


結合目前鋰電池市場的發展趨勢,本文共同探討鋰電池的生產制造工藝鋰電池生產線控制系統分析。


等離子清洗機處理鋰電池表面

鋰電池的生產制造工藝:

鋰電池從封裝形式上分方形電池、圓柱電池軟包電池,不同的封裝形式意味著不同的特性。在電芯卷繞過程中,軟包電池為疊片、圓柱電池為卷繞、方形電池卷繞與疊片共存。

鋰電池

鋰電池的生產制造包括極片制造、電芯制作以及電池組裝三大部分。目前鋰電池主要清洗方式為激光和機械方式,不僅會使箔材氧化和損傷透光,還會導致清洗區域阻抗增加和影響焊接效果,在清洗過程中會使清洗對象產生熱效應來破壞涂層自身結構,進而產生振動波,可能會產生爆炸。

等離子清洗機的干式清洗方法,不僅能去除表面的有機物、微小顆粒物等雜質,同時粗化電芯表面,提高金屬膜表面的浸潤性,而且改善涂層的均勻性,有利于提高熱穩定性、安全性和可靠性。

等離子清洗機作用


等離子清洗①:極片涂覆前等離子清洗

鋰電池的正負極片是在金屬薄膜上涂覆正負極材料制作而成的,正負極片在涂覆前需進行等離子清洗工作。正極涂覆單面密度≈20~40 mg/cm2(NCM功率型)、負極涂覆單面密度≈10~15 mg/cm2。金屬薄膜的材質一般為鋁箔或銅箔,以往的清洗方式為濕式乙醇溶液清洗,容易造成鋰電池和其它部件的損傷。采用等離子清洗機處理不僅不會對材料造成損傷、無殘留物產生,而且能夠清除材料表面有機物、增加薄膜表面浸潤性,對涂覆的均勻性、熱穩定性、安全性均有提升。

等離子清洗機清洗

等離子清洗②:電池焊接前等離子清洗

鋰電池電芯如出現極耳不平整,會導致鋰電池在焊接時出現假焊現象,從而對鋰電池連接的可靠性耐久性有很大的影響。所以必須確保極耳表面無肉眼不可見的污物和灰塵。在鋰電池焊接前進行等離子清洗,可將表面的有機物或微小顆粒物等雜質去除,為電池焊接提前做準備,以減少焊接的不良品。

等離子清洗機清洗

等離子清洗③:電池組裝過程中等離子清洗

在電池組裝過程中為了防止電池短路和起到絕緣的作用,必須對電芯進行外貼膠處理,提高使用的安全性。而在貼膠前使用等離子清洗機對絕緣板、端板、PET膜等部分進行等離子處理,可以徹底清潔電芯表面臟污,粗化電芯表面,提高后續貼膠或涂膠的附著力 。


等離子清洗技術在生產制造中可達到清洗效果徹底,處理表面穩定,有效清潔難度大的部位。所以增加等離子清洗工序可有效提高電池制造工藝水平。

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