배경

UL 1642의 새 버전이 출시되었습니다. 파우치 셀에 대한 강한 충격 테스트에 대한 대안이 추가되었습니다. 구체적인 요구 사항은 다음과 같습니다. 300mAh보다 큰 용량의 파우치 셀의 경우 심한 충격 테스트를 통과하지 못한 경우 섹션 14A 원형 막대 압출 테스트를 받을 수 있습니다.

파우치 셀은 하드 케이스가 없어 셀 파열, 탭 파손, 파편 비산 등 큰 충격 시험 실패로 인한 심각한 손상이 자주 발생하고, 설계 결함이나 공정 결함으로 인한 내부 단락 검출이 불가능하다. . 둥근 막대 압착 테스트를 통해 셀 구조를 손상시키지 않고 셀에서 발생할 수 있는 결함을 감지할 수 있습니다. 이러한 상황을 고려하여 개정이 이루어졌습니다.

테스트 흐름

• 제조업체가 권장하는 대로 샘플이 완전히 충전되었습니다.
• 샘플을 평평한 표면에 놓습니다. 직경 25의 둥근 강철 막대를 놓습니다.±샘플 상단의 1mm. 막대의 가장자리는 셀의 상단 가장자리와 정렬되어야 하며 수직 축은 탭에 수직이어야 합니다(그림 1). 막대의 길이는 테스트 샘플의 각 가장자리보다 최소 5mm 더 넓어야 합니다. 반대쪽에 양극 탭과 음극 탭이 있는 셀의 경우 탭의 각 측면을 테스트해야 합니다. 탭의 각 면은 서로 다른 샘플에서 테스트되어야 합니다.
• 두께측정(공차)±0.1mm) 셀의 경우 IEC 61960-3의 부록 A(알칼리성 또는 기타 비산성 전해질을 포함하는 2차 셀 및 배터리 - 휴대용 2차 리튬 셀 및 배터리 - 3부: 각형 및 원통형 리튬 2차)에 따라 테스트하기 전에 수행해야 합니다. 셀 및 배터리)
• 그런 다음 둥근 막대에 압착 압력을 가하고 수직 방향의 변위를 기록합니다(그림 2). 프레싱 플레이트의 이동 속도는 0.1mm/s보다 커서는 안 됩니다. 셀의 변형이 13에 도달하면±셀 두께의 1% 또는 압력이 표 1에 표시된 힘에 도달하면(다른 셀 두께는 다른 힘 값에 해당함) 플레이트 변위를 중지하고 30초 동안 유지합니다. 테스트가 종료됩니다.
• 샘플의 화재나 폭발이 없습니다.

실험적 분석

• 압출 위치 선택: 폴 탭 영역은 일반적으로 파우치 셀의 약한 영역이며 탭 위치는 압착 시 가장 큰 응력을 받습니다. 이유는 다음과 같습니다.

a) 고르지 않은 두께 분포(폴 탭과 주변 활성 물질 사이의 두께가 고르지 않으면 응력 분포가 고르지 않음)

b) 탭 영역의 용접 표시(용접점과 비용접점의 응력분포)

• 둥근 막대 선택: 둥근 막대의 직경은 25mm입니다. 이 값은 셀의 폴 탭 전체 영역(특히 폴 탭 솔더 조인트를 덮는 영역)을 포함하도록 선택됩니다.
• 13±1% 변형: 현재 시장에서 가장 얇은 셀 두께는 2mm입니다. 배터리 인클로저 또는 패키징 프로세스의 영향으로 인해 폴 탭 솔더 조인트까지 압축하려면 최소 8% 유형 변수가 필요하지만 유형 변수가 너무 크면 전극 균열로 직접 이어질 수 있습니다. 값 13±이번 개정판에서는 IEC 62660-3의 압출 테스트에서 중간 변수인 15%를 참조하여 1%를 선택했습니다.
• 샘플 선택: 이 테스트는 용량이 300mAh보다 크고 무거운 물체에 부딪히지 않은 파우치 셀에만 적용된다는 점에 유의해야 합니다. 5개의 샘플이 필요합니다. 무거운 물체에 부딪힌 원통형 또는 각형 셀과 파우치 셀은'이 테스트에서는 고려할 필요가 없습니다.

요약

새로운 둥근 막대 압출 테스트는 UL 1642의 원래 압출 테스트와 다릅니다. 원래 압출 테스트는 평면 압출을 사용하고 유지 시간 없이 일정한 13kN 힘을 가하는 것입니다. 모든 종류의 세포에 적용 가능합니다. 이 테스트는 셀 전체(케이스 포함)의 기계적 강도와 기계적 응력을 견딜 수 있는 능력을 검사합니다. 둥근 막대 압출은 셀의 일부만 테스트하는 반면, 압자의 면적이 작을수록 내부 응력이 집중되어 내부 단락이 발생하기 쉽습니다. 특히, 폴 탭 용접의 취약한 부분에서 압출 위치를 선택하여 셀의 안전 성능을 더 잘 조사할 수 있습니다.

현재 이 둥근 막대 방법은 GB 31241의 파우치 셀 압출 테스트에도 사용됩니다. MCM은 이 작업에 대한 풍부한 테스트 경험을 보유하고 있습니다.