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近幾年來，新能源汽車經(jīng)常發(fā)生火災(zāi)、自燃等動(dòng)力電池安全事故，迫在眉睫。經(jīng)過多年的發(fā)展，動(dòng)力電池已經(jīng)從最初的圓柱電池發(fā)展到方形和軟包裝電池，容量增加，形式多樣。X光檢測(cè)是失效分析、產(chǎn)品工藝優(yōu)化和質(zhì)量控制的重要手段。對(duì)故障動(dòng)力鋰電池進(jìn)行無損檢測(cè)，在不破壞故障動(dòng)力鋰電池結(jié)構(gòu)的情況下獲得故障原因。通過觀察和測(cè)量動(dòng)力鋰電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高質(zhì)量。
在成品動(dòng)力鋰電池的檢測(cè)中，X射線檢測(cè)可以發(fā)現(xiàn)動(dòng)力鋰電池的內(nèi)部缺陷，如內(nèi)部雜質(zhì)、正負(fù)極扭曲變形、正負(fù)極短路、正負(fù)極斷裂等。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的充放電使用和激烈的碰撞，這些不良情況很容易導(dǎo)致電池短路，甚至可能導(dǎo)致新能源汽車和爆炸。
利用X射線對(duì)動(dòng)力鋰電池進(jìn)行檢測(cè)，可以觀察到內(nèi)部和隔離膜，從而清楚地檢測(cè)到內(nèi)部變形和金屬雜質(zhì)。通過展開正極極片，可以觀察到極片的間隙。在電池生產(chǎn)中，尺寸質(zhì)量控制的要求越來越復(fù)雜，無法用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，電池切斷或破壞后無法進(jìn)行測(cè)量。在這種情況下，需要使用微焦點(diǎn)X射線檢測(cè)裝置來測(cè)量電池的內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)，從而對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行評(píng)估和優(yōu)化。
當(dāng)鋰電池卷繞時(shí)，為了防止正極擴(kuò)散的鋰離子在負(fù)極對(duì)應(yīng)的地方接受嵌入晶格，負(fù)極必須全部包裹正極，并定的尺寸余量。同時(shí)，為了避免短路，隔膜必須包裹負(fù)極。所以卷繞電芯的長(zhǎng)度方向必須保證負(fù)極有余量，隔膜包裹負(fù)極。極片的相對(duì)位置非常重要，具體參數(shù)包括隔膜長(zhǎng)度m、負(fù)極的相對(duì)尺寸j、k等。此外，正負(fù)極之間的相對(duì)位置L等。這些尺寸受極片涂裝規(guī)格、卷繞技術(shù)等的影響。
此外，在極片寬度方向上，負(fù)極還需要超過正極的一定余量V，隔膜超過負(fù)極的一定余量W。寬度方向的對(duì)齊度直接取決于卷繞過程的精度。當(dāng)精度高時(shí)，余量可以更小，電池的能量密度也可以更高。但電池安全系數(shù)降低，必須保證工藝精度，否則會(huì)給電池帶來很大的安全隱患。x射線在線檢測(cè)設(shè)備可以100%檢測(cè)鋰電池卷芯每層極片的對(duì)齊度。當(dāng)正負(fù)極之間的相對(duì)寬度不符合要求時(shí)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)報(bào)警并剔除不良產(chǎn)品。
極耳的焊接效果直接影響電池的性能，極耳的焊接不良時(shí)分為虛焊和過焊，虛焊和過焊都會(huì)增大電池的內(nèi)阻，使電池發(fā)生嚴(yán)重的質(zhì)量問題。X射線檢測(cè)設(shè)備可以直觀地看到焊點(diǎn)是否有缺陷。
通過對(duì)原動(dòng)力鋰電池的充放電試驗(yàn)，可以觀察電池在循環(huán)充放電條件下的狀態(tài)。X射線微焦點(diǎn)檢測(cè)設(shè)備作為動(dòng)力鋰電池充放電循環(huán)檢測(cè)的重要組成部分，可以直觀地觀察動(dòng)力鋰電池在不同狀態(tài)下內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，為研發(fā)和制造提供數(shù)據(jù)。
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