Fondo

Se lanzó una nueva versión de UL 1642. Se añade una alternativa a las pruebas de impacto intenso para las células de bolsa. Los requisitos específicos son: Para celdas de bolsa con capacidad superior a 300 mAh, si no pasan la prueba de impacto pesado, pueden someterse a la prueba de extrusión de varilla redonda de la Sección 14A.

La celda de bolsa no tiene una carcasa rígida, lo que a menudo conduce a la ruptura de la celda, la fractura del grifo, la salida de escombros y otros daños graves causados ​​por fallas en pruebas de impacto fuerte, y hace imposible detectar el cortocircuito interno causado por el defecto de diseño o defecto de proceso. . Con la prueba de aplastamiento con varilla redonda, se pueden detectar posibles defectos en la celda sin dañar la estructura celular. La revisión se realizó teniendo en cuenta esta situación.

Flujo de prueba

• La muestra está completamente cargada según lo recomendado por el fabricante.
• Coloque una muestra sobre una superficie plana. Coloque una varilla redonda de acero con un diámetro de 25±1 mm en la parte superior de la muestra. El borde de la varilla debe estar alineado con el borde superior de la celda, con el eje vertical perpendicular a la pestaña (FIG. 1). La longitud de la varilla debe ser al menos 5 mm más ancha que cada borde de la muestra de prueba. Para celdas con pestañas positivas y negativas en lados opuestos, es necesario probar cada lado de la pestaña. Cada lado de la pestaña debe probarse en muestras diferentes.
• Medición de espesor (tolerancia±0,1 mm) para las celdas se debe realizar antes de la prueba de acuerdo con el Apéndice A de IEC 61960-3 (Pilas y baterías secundarias que contienen electrolitos alcalinos u otros electrolitos no ácidos. Pilas y baterías secundarias portátiles de litio. Parte 3: Secundarias de litio prismáticas y cilíndricas. pilas y baterías)
• Luego se aplica presión sobre la varilla redonda y se registra el desplazamiento en dirección vertical (FIG. 2). La velocidad de movimiento de la placa de presión no será superior a 0,1 mm/s. Cuando la deformación de la célula llega a 13±1% del espesor de la celda, o la presión alcanza la fuerza que se muestra en la Tabla 1 (diferentes espesores de celda corresponden a diferentes valores de fuerza), detenga el desplazamiento de la placa y manténgalo durante 30 segundos. La prueba termina.
• Sin incendio ni explosión de muestras.

Análisis experimental

• Selección de la posición de extrusión: el área de la pestaña del polo es generalmente el área débil de la celda de la bolsa, y la posición de la pestaña soporta la mayor tensión cuando se aprieta. Las razones son:

a) Distribución desigual del espesor (el espesor desigual entre la pestaña del polo y la sustancia activa circundante conduce a una distribución desigual de la tensión)

b) Marcas de soldadura en la zona de la pestaña (distribución de tensiones en el punto de soldadura y en el punto sin soldadura)

• Selección de varilla redonda: El diámetro de la varilla redonda es de 25 mm. Este valor se selecciona para cubrir toda el área de la pestaña del polo en la celda (especialmente el área que cubre la unión de soldadura de la pestaña del polo).
• 13±1% de deformación: En la actualidad, el espesor de celda más fino del mercado es de 2 mm. Debido a la influencia de la carcasa de la batería o del proceso de embalaje, se requiere al menos un 8% de variable de tipo para la compresión de la junta de soldadura de la lengüeta del polo, pero provocará directamente el agrietamiento del electrodo si la variable de tipo es demasiado grande. Un valor de 13±En esta revisión se seleccionó el 1%, en referencia a la variable media del 15% en la prueba de extrusión en IEC 62660-3.
• Selección de muestra: Cabe señalar que esta prueba es solo para celdas de bolsa cuya capacidad sea superior a 300 mAh y que no hayan sido golpeadas por objetos pesados. Se requieren 5 muestras. Las células cilíndricas o prismáticas y las células de bolsa golpeadas por objetos pesados ​​no son'No es necesario ser considerado para esta prueba.

Resumen

La nueva prueba de extrusión de varilla redonda es diferente de la prueba de extrusión original de UL 1642. La prueba de extrusión original consiste en utilizar extrusión plana y aplicar una fuerza constante de 13 kN sin tiempo de retención. Es aplicable a todo tipo de células. Esta prueba examina la resistencia mecánica de la celda en su conjunto (incluida la carcasa) y su capacidad para resistir tensiones mecánicas; Mientras que la extrusión de varilla redonda solo prueba una parte de la celda, el área más pequeña del penetrador concentrará la tensión interna, lo que fácilmente provocará un cortocircuito interno. Especialmente, la posición de extrusión se selecciona en el área débil de la soldadura de la pestaña del polo, lo que puede investigar mejor el rendimiento de seguridad de la celda.

En la actualidad, este método de varilla redonda también se utiliza en la prueba de extrusión de celdas de bolsa en GB 31241. MCM tiene una rica experiencia en pruebas en esta operación.