Métodos de detección de baterías de iones de litio que contienen causas de ignición

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Esta página describe las condiciones que pueden causar que las baterías de iones de litio se enciendan, así como los métodos de inspección típicos que se utilizan durante el proceso de producción para descubrir celdas con factores de ignición.

Factores que pueden hacer que las baterías de iones de litio se enciendan

En términos generales, las baterías de iones de litio constan de un cátodo, un ánodo, un separador, un electrolito, un colector y una carcasa. Estructuralmente, su cátodo y ánodo están aislados entre sí por el separador. Si este aislamiento se ve comprometido, es decir, si se produce un cortocircuito, la temperatura de la batería aumentará. Tal condición, conocida como fuga térmica, puede hacer que la batería se incendie. De manera similar, si las soldaduras entre los materiales son defectuosas, la carga y descarga repetidas pueden hacer que las soldaduras se calienten y se enciendan.

Factores que causan cortocircuitos.

Los cortocircuitos entre el cátodo y el ánodo pueden ser causados por factores que incluyen impacto externo, sobrecarga, degradación del material y contaminación con cantidades minúsculas de metal. Si están presentes en una batería, dichos contaminantes pueden disolverse gradualmente en el electrolito y luego precipitarse para formar depósitos en forma de árbol. El metal que ha sufrido este proceso se conoce como dendrita. El crecimiento de dendritas con el tiempo puede hacer que el separador se rompa y provoque un cortocircuito.

Detectar baterías que contienen factores de ignición

Se llevan a cabo una variedad de pruebas durante los procesos de fabricación de baterías para detectar baterías que contienen factores de ignición. La mayoría de los fabricantes de baterías usan pruebas de resistencia de aislamiento y pruebas​ ​de voltaje de circuito abierto para este propósito. Estos dos tipos de pruebas juegan un papel esencial en la fabricación de baterías seguras.

Pruebas de resistencia de aislamientoAbrir una nueva ventana

El cátodo y el ánodo de una batería de iones de litio están aislados entre sí por el separador. Este estado aislado generalmente se verifica haciendo juicios basados en el valor de resistencia entre electrodos. Los fabricantes verifican que el aislamiento sea bueno, es decir, que el valor de la resistencia sea alto y que no fluya corriente. También es necesario mantener cada electrodo aislado del recinto de la batería. Como resultado, también se realizan pruebas de resistencia de aislamiento entre cada electrodo y el gabinete.

Prueba de voltaje de circuito abierto (OCV)Abrir una nueva ventana

El voltaje de la batería cuando no está conectada a una carga se conoce como voltaje de circuito abierto. Las baterías muestran características de autodescarga, lo que hace que el valor del voltaje de circuito abierto disminuya gradualmente. Cuando se produce un cortocircuito, la autodescarga aumenta. Las baterías cuyo voltaje de circuito abierto excede un cierto valor de control se clasifican como defectuosas.

Instrumentos de medición

Pruebas de resistencia de aislamiento

Prueba de voltaje de circuito abierto (OCV)