Métodos de detecção para baterias de íons de lítio contendo causas de ignição

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Esta página descreve as condições que podem causar a ignição das baterias de íons de lítio, bem como os métodos de inspeção típicos usados em todo o processo de produção para descobrir células com fatores de ignição.

Fatores que podem causar a ignição das baterias de íons de lítio

De um modo geral, as baterias de íons de lítio consistem em um cátodo, ânodo, separador, eletrólito, coletor e gabinete. Estruturalmente, seu cátodo e ânodo são isolados um do outro pelo separador. Se este isolamento estiver comprometido - em outras palavras, se ocorrer um curto-circuito - a temperatura da bateria aumentará. Tal condição, conhecida como fuga térmica, pode fazer com que a bateria pegue fogo. Da mesma forma, se as soldas entre os materiais estiverem defeituosas, cargas e descargas repetidas podem fazer com que as soldas aqueçam e se inflamem.

Fatores que causam curtos-circuitos

Curtos-circuitos entre o cátodo e o ânodo podem ser causados por fatores como impacto externo, sobrecarga, degradação do material e contaminação com quantidades minúsculas de metal. Se presentes em uma bateria, esses contaminantes podem se dissolver gradualmente no eletrólito e depois precipitar para formar depósitos semelhantes a árvores. O metal que passou por esse processo é conhecido como dendrito. O crescimento de dendritos ao longo do tempo pode causar a ruptura do separador, resultando em um curto-circuito.

Detectar baterias contendo fatores de ignição

Uma variedade de testes são realizados durante os processos de fabricação de baterias para detectar baterias contendo fatores de ignição. A maioria dos fabricantes de baterias usa testes de resistência de isolamento e testes​ ​de tensão de circuito aberto para essa finalidade. Esses dois tipos de testes desempenham um papel essencial na fabricação de baterias seguras.

Teste de resistência de isolamentoAbrir nova janela

O cátodo e o ânodo em uma bateria de íons de lítio são isolados um do outro pelo separador. Este estado isolado é geralmente verificado fazendo julgamentos com base no valor da resistência entre os eletrodos. Os fabricantes verificam que o isolamento é bom, ou seja, que o valor da resistência é alto e que a corrente não flui. Também é necessário manter cada eletrodo isolado do invólucro da bateria. Como resultado, o teste de resistência de isolamento também é realizado entre cada eletrodo e o invólucro.

Teste de tensão de circuito aberto (OCV)Abrir nova janela

A tensão da bateria quando não conectada a uma carga é conhecida como tensão de circuito aberto. As baterias apresentam características de autodescarga, que fazem com que o valor da tensão de circuito aberto diminua gradualmente. Quando ocorre um curto-circuito, a autodescarga aumenta. As baterias cuja tensão de circuito aberto excede um determinado valor de controle são classificadas como defeituosas.

Medindo instrumentos

Teste de resistência de isolamento

Teste de tensão de circuito aberto (OCV)