전해질 추적방식의 리크 테스트
Leak B-TRACER
일반적으로 리튬-이온 배터리 생산에 사용되는 전해질에는 VOC(Volatile Organic Compounds,휘발성 유기 화합물)가 포함되어 있습니다. 마르포스가 개발한 리크 테스트 프로세스(특허 출원 중)는 리크가 있는 경우 셀에서 VOC가 휘발되면 진공으로 추출한 다음 진공 챔버에서 VOC의 존재 유무를 추적하여 정량화하는 것을 기반으로 합니다.
Leak B-Tracer는 화성(formation) 전/후 또는 디가싱(Degassing)의 조립 공정중에 다양한 작업에서 여러 유형의 밀봉된 배터리 셀의 리크 테스트를 위해 설계되었으며, 쉬운 리툴링이 가능한 반자동 시험기기입니다.
리크 테스트 진공 챔버에 배터리 셀을 로딩한 상태에서 리크가 있는 경우 시스템은 전해액 용매의 휘발을 발생시켜 셀에서 추출할 수 있을 뿐만 아니라 적합한 질량 분석기을 사용하여 리크 정도를 정량화할 수 있습니다.
Leak B-Tracer는 알루미늄 프로파일과 알루미늄 베이스 플레이트로 구성된 견고한 기본 구조를 갖추고 있습니다. 시험기기는 연동 안전 스위치가 장착된 로딩/언로딩용 도어가 있고 Lexan 안전 펜스로 둘러싸여 있습니다. 전기 캐비닛, 측정 기구 및 리크 테스트 픽스쳐는 메인 구조물에 조립됩니다.
자동 픽스쳐 장치는 다음과같이 장착되어 있습니다:
- 배터리 셀들을 일정수량 단위로 로딩할 수 있는 탈착식 하단 트레이 2개(다양한 셀 형식을 수동으로 개조하기 위한 용도). 두 제품 모두 진공 챔버를 밀봉하기 위한 개스킷, 정확한 위치에 배터리셀 배치하기 위한 기준 기능 및 부피 감소 구성품을 갖추고 있습니다.
- 하단 트레이를 왼쪽에서 오른쪽으로 또는 그 반대로 이동하기 위한 공압 작동식 수평 슬라이드 1개(하단 트레이 하나는 항상 테스트 위치에 있고 다른 하나는 로드/언로드 위치에 있으며, 하나는 픽스쳐 장치의 왼쪽 측면에, 다른 하나는 오른쪽 측면에 있음).
- 하단 트레이가 들어 올려질 때 진공 챔버를 닫을 수 있는 탈착식 상부 커버(다양한 셀 형식의 수동 개조용)가 장착된 중앙에 위치한 브릿지 구조 1개.
- 하단 트레이를 테스트 위치로 올리고 내릴 뿐만 아니라 상단 커버에 대해 진공 챔버를 닫고 여는 공압 리프터
새로운 요구가 있는 경우 2개의 하단 트레이를 수동으로 재조정하여 테스트할 셀의 수량과 유형을 쉽게 수정할 수 있으므로 Leak B-Tracer는 모든 유형의 셀(각형, 원통형, 버튼형, 파우치형)을 시험할 수 있습니다.
이 시스템은 모든 유형의 전해질(DMC, EMC, PP 등)에서 쉽게 작동됩니다.
또한, AMU(Atomic Mass Unit) 스캐닝 과정을 사용하여 이 시스템은 용매 제조법을 몰라도 추적대상의 올바른 AMU 값을 쉽게 식별할 수 있습니다.
Leak B-Tracer에는 측정 주기 관리 및 로컬 테스트 데이터 저장을 위한 산업용 Marposs Merlin Plus 및 마르포스 "SOLT" 소프트웨어에 연결된 질량 분석기로 구성된 마르포스 "Fast Response System" 솔루션이 탑재되어 있습니다.
IPC는 로컬 데이터 저장 및 통계에도 사용될 수 있습니다.
테스트된 각 부품에 대해 다음 데이터가 IPC의 로컬 저장소에 저장될 수 있습니다:
- 시험 날짜 및 시간
- 결과(양호 또는 불량)
- 실제 테스트 압력 값
- 리크 값
- 테스트 매개변수(테스트 압력 및 불량 한계치)
인증된 "Master Leak" 부품을 사용하여 씰 및 계측기 문제없음에 대한 주기적인 테스트가 수행됩니다.
요구되는 불량 한계치에 가까운 리크 값으로 설계된 Master Leak는 배터리 셀의 전해질 추적에 사용되는 것과 동일한 용매로 채워집니다. 측정 시스템을 교정할 필요 없이 시스템 기능을 확인하기 위해 마스터 사이클이 필요한 경우 작업자가 수동으로 마스터를 삽입합니다.
리크량이 큰 셀의 측정 싸이클 시간을 줄이기 위한 대량리크(Gross Leak) 감지 시스템이 통합되며 또한 테스트 단계 중 고농도의 용매로 인한 오염으로부터 질량 분석계를 보호합니다.
사용 목적:
• 프로토타입 및 파일럿 라인용 리크 테스트
• Off-line테스트 및 SPC(통계적 공정관리) 분석
• 양산라인의 테스트에서 불량배출품들 재확인용
자동화 전문성과 결합된 전해질 추적방식의 마르포스의 역량을 통해 가장 엄격한 싸이클 타임 요구 사항을 충족할 수 있는 배터리 셀 생산 라인에 이 기술을 통합하기 위한 솔루션을 제공할 수 있습니다.
- 진공 챔버의 손쉬운 리툴링 시스템을 통해 모든 유형의 배터리셀(버튼형, 원통형, 각형 또는 파우치)에 테스트 적용
- 테스트는 전해질 충전 및 밀봉후의 공정의 모든 공정 단계에 적용 가능함
- 다양한 유형의 전해질에 대한 적절한 테스트
- 빠른 테스트 절차
- 오염 방지를 위한 Gross leak (대량 리크) 테스트
- 최대 챔버 크기: 폭 280mm x 깊이 160mm x 높이 250mm
- 일반적인 사이클 시간: 15~60(*)초 범위
- 전해질 유형: DMC – EMC – DEC – MB – EA – EC – PP – PC – 등..
*배터리셀의 종류, 크기, 개수에 따라 다름
- 원통형 및 버튼형 배터리셀 테스트
셀의 크기에 따라 설계된 다양한 툴링이 제공될 수 있습니다.
- 각형 배터리셀 테스트
셀의 크기에 따라 설계된 다양한 툴링이 제공될 수 있습니다.
- 파우치형 배터리셀 테스트
파우치형 셀 테스트를 위해 이 방법을 구현하려면 특수한 툴링을 사용해야 합니다. 진공 챔버에서 파우치 백이 부풀어오르는 것을 방지하기 위해 테스트 중에 셀을 단단히 잡아주어야 합니다. 이 테스트를 통해 특히 셀의 전체 가장자리를 따라 웰딩된 중요한 지점에서 리크 유무를 감지할 수 있습니다.