พื้นหลัง

มีการเปิดตัว UL 1642 เวอร์ชันใหม่แล้ว มีการเพิ่มทางเลือกอื่นนอกเหนือจากการทดสอบแรงกระแทกหนักสำหรับเซลล์กระเป๋า ข้อกำหนดเฉพาะได้แก่: สำหรับเซลล์กระเป๋าที่มีความจุมากกว่า 300 mAh หากไม่ผ่านการทดสอบการกระแทกหนัก เซลล์เหล่านั้นจะต้องผ่านการทดสอบการอัดขึ้นรูปด้วยแท่งกลมตามมาตรา 14A

เซลล์กระเป๋าไม่มีกล่องแข็ง ซึ่งมักจะนำไปสู่การแตกของเซลล์ การแตกร้าวของก๊อก เศษลอยออกไป และความเสียหายร้ายแรงอื่นๆ ที่เกิดจากความล้มเหลวในการทดสอบแรงกระแทกหนัก และทำให้ไม่สามารถตรวจจับการลัดวงจรภายในที่เกิดจากข้อบกพร่องด้านการออกแบบหรือข้อบกพร่องของกระบวนการ . ด้วยการทดสอบการบดอัดด้วยแท่งกลม ทำให้สามารถตรวจพบข้อบกพร่องที่อาจเกิดขึ้นในเซลล์ได้โดยไม่ทำลายโครงสร้างเซลล์ มีการแก้ไขโดยคำนึงถึงสถานการณ์นี้

กระแสการทดสอบ

• ตัวอย่างได้รับการชาร์จจนเต็มตามคำแนะนำของผู้ผลิต
• วางตัวอย่างบนพื้นผิวเรียบ ใส่แท่งเหล็กกลมเส้นผ่านศูนย์กลาง 25±1 มม. ที่ด้านบนของตัวอย่าง ขอบของแท่งควรอยู่ในแนวเดียวกับขอบด้านบนของเซลล์ โดยให้แกนแนวตั้งตั้งฉากกับแท็บ (รูปที่ 1) ความยาวของแกนควรกว้างกว่าขอบแต่ละด้านของตัวอย่างทดสอบอย่างน้อย 5 มม. สำหรับเซลล์ที่มีแถบบวกและลบอยู่ฝั่งตรงข้าม จะต้องทดสอบแต่ละด้านของแท็บ แต่ละด้านของแท็บควรได้รับการทดสอบกับตัวอย่างที่แตกต่างกัน
• การวัดความหนา (Tolerance±0.1 มม.) สำหรับเซลล์จะต้องดำเนินการก่อนการทดสอบตามภาคผนวก A ของ IEC 61960-3 (เซลล์และแบตเตอรี่รองที่มีอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์หรือที่ไม่เป็นกรดอื่น ๆ - เซลล์และแบตเตอรี่ลิเธียมทุติยภูมิแบบพกพา - ส่วนที่ 3: ลิเธียมทุติยภูมิแบบแท่งปริซึมและทรงกระบอก เซลล์และแบตเตอรี่)
• จากนั้นใช้แรงบีบบนแกนกลมและบันทึกการกระจัดในทิศทางแนวตั้ง (รูปที่ 2) ความเร็วในการเคลื่อนที่ของแผ่นกดจะต้องไม่เกิน 0.1 มม. / วินาที เมื่อความผิดปกติของเซลล์ถึง 13±1% ของความหนาของเซลล์ หรือความดันถึงแรงที่แสดงในตารางที่ 1 (ความหนาของเซลล์ที่แตกต่างกันสอดคล้องกับค่าแรงที่ต่างกัน) ให้หยุดการเคลื่อนที่ของเพลตและกดค้างไว้เป็นเวลา 30 วินาที การทดสอบสิ้นสุดลง
• ไม่มีเพลิงไหม้หรือการระเบิดของตัวอย่าง

การวิเคราะห์เชิงทดลอง

• การเลือกตำแหน่งการอัดขึ้นรูป: โดยทั่วไปบริเวณแถบขั้วจะเป็นพื้นที่อ่อนของเซลล์กระเป๋า และตำแหน่งแท็บจะรับแรงกดมากที่สุดเมื่อถูกบีบ เหตุผลคือ:

ก) การกระจายความหนาไม่สม่ำเสมอ (ความหนาไม่สม่ำเสมอระหว่างแถบเสาและสารออกฤทธิ์โดยรอบทำให้เกิดการกระจายความเค้นไม่สม่ำเสมอ)

b) รอยเชื่อมในบริเวณแท็บ (การกระจายความเค้นที่จุดเชื่อมและจุดไม่เชื่อม)

• การเลือกแกนกลม: เส้นผ่านศูนย์กลางของแกนกลมคือ 25 มม. ค่านี้ถูกเลือกให้ครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมดของแถบขั้วในเซลล์ (โดยเฉพาะพื้นที่ที่ครอบคลุมข้อต่อประสานแถบขั้ว)
• 13±การเสียรูป 1%: ปัจจุบันความหนาของเซลล์ที่บางที่สุดในตลาดคือ 2 มม. เนื่องจากอิทธิพลของเปลือกแบตเตอรี่หรือกระบวนการบรรจุภัณฑ์ จึงจำเป็นต้องมีตัวแปรประเภทอย่างน้อย 8% สำหรับการบีบอัดไปยังข้อต่อประสานแถบขั้ว แต่จะนำไปสู่การแตกร้าวของอิเล็กโทรดโดยตรงหากตัวแปรประเภทมีขนาดใหญ่เกินไป มีค่าเท่ากับ 13±การแก้ไขนี้เลือก 1% โดยอ้างอิงถึงตัวแปรตัวกลาง 15% ในการทดสอบการอัดขึ้นรูปใน IEC 62660-3
• การเลือกตัวอย่าง: ควรสังเกตว่าการทดสอบนี้ใช้สำหรับเซลล์กระเป๋าที่มีความจุมากกว่า 300mAh และไม่ถูกกระแทกด้วยวัตถุหนักเท่านั้น ต้องมี 5 ตัวอย่าง เซลล์ทรงกระบอกหรือปริซึมและเซลล์กระเป๋าที่ถูกกระแทกด้วยวัตถุหนักต่างๆ-ไม่จำเป็นต้องพิจารณาสำหรับการทดสอบนี้

สรุป

การทดสอบการอัดขึ้นรูปด้วยแท่งกลมแบบใหม่นั้นแตกต่างจากการทดสอบการอัดขึ้นรูปแบบดั้งเดิมของ UL 1642 การทดสอบการอัดขึ้นรูปแบบเดิมคือการใช้การอัดขึ้นรูปแบบเรียบ และใช้แรงคงที่ 13kN โดยไม่มีเวลาจับยึด ใช้ได้กับเซลล์ทุกประเภท การทดสอบนี้เป็นการตรวจสอบความแข็งแรงเชิงกลของเซลล์โดยรวม (รวมถึงกรอบ) และความสามารถในการทนต่อความเค้นเชิงกล ในขณะที่การอัดขึ้นรูปด้วยแท่งกลมจะทดสอบเพียงส่วนหนึ่งของเซลล์ พื้นที่ขนาดเล็กของหัวกดจะทำให้ความเค้นภายในเข้มข้น ทำให้เกิดการลัดวงจรภายในได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ตำแหน่งการอัดขึ้นรูปจะถูกเลือกในบริเวณที่อ่อนแอของการเชื่อมแท็บเสา ซึ่งสามารถตรวจสอบประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยของเซลล์ได้ดีขึ้น

ปัจจุบัน วิธีแท่งกลมนี้ยังใช้ในการทดสอบการอัดขึ้นรูปของเซลล์กระเป๋าใน GB 31241 MCM มีประสบการณ์การทดสอบมากมายในการดำเนินการนี้