전해액 추적방식의 밀폐형 배터리셀의 리크 테스트
리크 테스트는 배터리 셀, 특히 차세대 충전식리튬 이온 배터리 생산 공정에서 기본적인 공정입니다.
공기 중의 습기와 접촉할 경우 독성 물질을 생성할 수 있는 가연성 용매로 구성된 전해질의 유실을 방지하려면 완벽한 씰링이 필요합니다. 또한 수분 및 기타 외부 오염원이 셀에 들어와 기능을 손상시킬 수 있는 것을 방지하는 것도 똑같이 중요합니다.
리크 테스트는 헬륨을 추적 가스로 사용하는 기존 기술을 사용하여 생산 라인에서 수행할 수 있지만, 배터리셀이 아직 완전히 씰링되지 않은 공정의 단계에서만 가능합니다. 또는 전해질 충전 중에 헬륨을 추가하여 셀 내부에 가두는 것이 가능하지만 이 기술은 생산 공정을 방해하고 모든 유형의 셀에 적용할 수 없습니다.
반면에, 전해액 추적 기술은 배터리셀에 전해액으로 채우고 완전히 씰링한 후 공정의 마지막 단계에서 리크 테스트를 수행하는 것을 가능하게 합니다.
이 방식은 유기물계 액체 전해질을 사용하는 모든 유형의 배터리 셀(버튼형, 원통형, 각형 또는 파우치형)에 적용할 수 있는 리크 테스트 기술입니다. DMC, DEC, EMC, PP 등과 같은 리튬 이온 전지 생산에 일반적으로 사용되는 다양한 유형의 용매를 추적할 수 있습니다.
배터리셀에 전해액 주입 및 씰링 직후, 화성(Formation) 직후 또는 탈가스(Degassing) 및 후속 최종 씰링 후, 그리고 EOL(End-of-line) 테스트 진행까지 다양한 생산 공정 단계에서 테스트할 수 있습니다.
배터리셀은 테스트 중에 진공 챔버에 배치됩니다. 하우징에 리크가 있는 경우 전해질 용매의 부분적인 기화가 발생되어 배터리셀에서 진공 챔버 쪽으로 빠져 나옵니다. 테스트 원리는 이러한 전해액 증기를 4극 질량 분석기로 추적하여 리크 정도를 측정할 수 있는 가능성을 기반으로 합니다.
대량 생산 라인에서 이 테스트 방법을 구현할수 있도록 테스트 공정을 빠르고 자동화된 방식으로 수행할 수 있는 성능을 갖추어 배터리셀 생산의 일반적인 라인 속도와 상응합니다.
테스트 전략에는 사이클 타임을 최소화하기 위해 개발된 다양한 연속작업(특허 출원 중)이 포함됩니다.
배터리셀 유형(버튼형, 원통형, 각형 또는 파우치형) 및 크기에 따라 진공 챔버의 치수 및 모양, 챔버의 수, 테스트 시간 등과 관련하여 특별한 사용자 정의가 필요할 수 있습니다, ...
첫 페이지의 그림은 초당 1개 셀의 시험속도를 특징으로 하는 버튼형 배터리셀 생산 라인의 전해질 추적 방식의 리크 테스트용 자동화 시험기의 예를 보여줍니다.
진공 챔버의 오염을 방지하기 위해 대형 결함이 있는 배터리셀을 배출하기 위해 대량 리크 테스트가 수행됩니다.
연속 후공정으로 12개의 배터리셀이 한꺼번에 진공 챔버에 투입된후 9초의 테스트 시간이 소요됩니다. 불량 배출된 묶음의 경우, 실제로 결함이 있는 배터리셀만 분류하기 위해 12개의 셀을 모두 배출하거나 2단계 오프라인 테스트 벤치에서 개별적으로 테스트할 수 있습니다.
- 모든 유형의 배터리셀(버튼형, 원통형, 각형 또는 파우치형)에 적용 가능한 테스트
- 전해질 충전 및 씰링 후 공정의 모든 단계에서 적용 가능한 테스트
- 다양한 유형의 전해액에 대해 적용 가능한 테스트
- 생산 라인에 통합하기 위한 간편한 자동화 테스트
- 테스트를 위해 추적 가스를 추가할 필요가 없음
- 생산 싸이클에 대한 방해 없음
- 빠른 테스트 절차
원통형 및 버튼 셀에 대한 테스트
각형 셀에 대한 테스트
파우치형 셀에 대한 테스트
파우치와 같은 연질의 배터리셀에 대한 테스트를 수행하려면 진공 챔버안에서 진공이 적용될 때 팽창하는 것을 피하기 위해 배터리셀 표면을 단단하게 구속할 수 있는 적절한 방식을 채택해야 합니다.
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LEAK TESTING OF SEALED BATTERY CELLS THROUGH ELECTROLYTE TRACING: (631.83kB)
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