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锂电池品质管控 — X射线异物分析仪EA8000A的应用

2022-09-15
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如今,插入式混合动力汽车及纯电动车的越来越被普及,低成本、安全性高的锂离子充电电池(LiB)被日益推崇。异物混入或受撞击等原因会使LiB内部出现短路,导致储存的电子能量在短时间内被释放,造成发热、冒烟、起火等危险事故。为提高锂电池性能安全性及使用寿命,加强对金属异物混入的管理显得尤为重要。

其实,对于锂电池中金属异物的检查及分析早已开始实施,但由于持续增产,当务之急是寻求更简单快速的检查分析方法。日立活用X射线透视成像法,通过自主开发的X射线透视成像技术,成功完成从250mm×200mm大小的样品中迅速检测出20 μm的金属异物。通过进一步研究,将X射线透视成像技术与荧光X射线分析技术相结合,开发出可连续实施金属异物检测与组分分析的X射线异物解析装置EA8000A。

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【测样实例】

隔膜中的金属异物检测及元素分析

评价方法

混在电极用活性物质中的金属颗粒上涂抹铝箔作为评价用样品。正极材料使用NMC,疑似异物使用黄铜。负极材料使用石墨,疑似异物使用不锈钢。

结果

抽样只需将分离器放置在样品夹具上,非常简单。正负极测量时间所需:获取X射线透视图像约8分钟,荧光X射线分析每种异物4分钟左右(4分钟指集电箔背面的金属异物也可被解析的时间)。因无需前处理就可进行金属异物检测和元素识别,简单且迅速,是一种十分有效的测量方法。

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在检测隔膜中的异物时,实现了5分钟内从50000mm2中检测出20μm级的金属异物并对其进行元素识别。对于严格管控金属异物混入的组件,EA8000A可大面积快速检查分析,有效对应隔膜的抽检及工程管理。

除上述隔膜管控以外,利用EA8000A也可快速检测出锂电池组件电极板,导电助剂中的金属异物颗粒并对其进行元素分析。另外,通过定期检测回收的粘尘纸,对生产过程中的致尘物质种类、数量的增减,及时发现异常情况,以达到稳定成品率的目的。


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