Fundo

Uma nova versão do UL 1642 foi lançada. Uma alternativa aos testes de impacto pesado é adicionada para células em bolsa. Os requisitos específicos são: Para células tipo bolsa com capacidade superior a 300 mAh, se não passarem no teste de impacto pesado, elas podem ser submetidas ao teste de extrusão de haste redonda da Seção 14A.

A célula da bolsa não possui caixa rígida, o que muitas vezes leva à ruptura da célula, fratura da torneira, detritos voando e outros danos graves causados ​​por falha no teste de impacto pesado, e torna impossível detectar o curto-circuito interno causado pelo defeito de projeto ou defeito de processo . Com o teste de esmagamento de haste redonda, possíveis defeitos na célula podem ser detectados sem danificar a estrutura celular. A revisão foi feita levando em consideração esta situação.

Fluxo de teste

• A amostra está totalmente carregada conforme recomendado pelo fabricante
• Coloque uma amostra em uma superfície plana. Coloque uma haste redonda de aço com diâmetro de 25±1 mm no topo da amostra. A borda da haste deve estar alinhada com a borda superior da célula, com o eixo vertical perpendicular à aba (FIG. 1). O comprimento da haste deve ser pelo menos 5 mm mais largo que cada borda da amostra de teste. Para células com abas positivas e negativas em lados opostos, cada lado da aba precisa ser testado. Cada lado da aba deve ser testado em amostras diferentes.
• Medição de espessura (tolerância±0,1 mm) para células deve ser realizado antes do teste de acordo com o Apêndice A da IEC 61960-3 (Células secundárias e baterias contendo eletrólitos alcalinos ou outros não ácidos - Células e baterias secundárias de lítio portáteis - Parte 3: Lítio secundário prismático e cilíndrico células e baterias)
• Em seguida, é aplicada pressão de compressão na haste redonda e o deslocamento na direção vertical é registrado (FIG. 2). A velocidade de movimento da placa de prensagem não deve ser superior a 0,1 mm /s. Quando a deformação da célula atinge 13±1% da espessura da célula, ou a pressão atinge a força mostrada na Tabela 1 (diferentes espessuras de célula correspondem a diferentes valores de força), pare o deslocamento da placa e segure-o por 30s. O teste termina.
• Nenhum incêndio ou explosão de amostras.

Análise experimental

• Seleção da posição de extrusão: a área da aba do pólo é geralmente a área fraca da célula da bolsa, e a posição da aba suporta a maior tensão ao ser comprimida. Os motivos são:

a) Distribuição desigual de espessura (espessura desigual entre a aba do pólo e a substância ativa circundante leva a uma distribuição desigual de tensão)

b) Marcas de soldagem na área da aba (distribuição de tensão no ponto de solda e no ponto sem solda)

• Seleção da haste redonda: O diâmetro da haste redonda é de 25 mm. Este valor é selecionado para cobrir toda a área da aba do polo na célula (especialmente a área que cobre a junta de solda da aba do polo).
• 13±1% de deformação: Atualmente, a espessura de célula mais fina do mercado é de 2 mm. Devido à influência do invólucro da bateria ou do processo de embalagem, pelo menos 8% do tipo variável é necessário para a compressão na junta de solda da aba do pólo, mas isso levará diretamente à rachadura do eletrodo se o tipo variável for muito grande. Um valor de 13±1% foi selecionado nesta revisão, referente à variável média 15% no teste de extrusão na IEC 62660-3.
• Seleção da amostra: Deve-se observar que este teste é apenas para células tipo bolsa com capacidade superior a 300mAh e que não foram atingidas por objetos pesados. São necessárias 5 amostras. Células cilíndricas ou prismáticas e células em bolsa atingidas por objetos pesados ​​são't necessário ser considerado para este teste.

Resumo

O novo teste de extrusão de haste redonda é diferente do teste de extrusão original da UL 1642. O teste de extrusão original consiste em usar extrusão plana e aplicar uma força constante de 13kN sem tempo de retenção. É aplicável a todos os tipos de células. Este teste examina a resistência mecânica da célula como um todo (incluindo a caixa) e sua capacidade de suportar tensões mecânicas; enquanto a extrusão da haste redonda testa apenas uma parte da célula, a área menor do penetrador tornará a tensão interna concentrada, fácil de levar a um curto-circuito interno. Especialmente, a posição de extrusão é selecionada na área fraca da soldagem da aba do pólo, o que pode investigar melhor o desempenho de segurança da célula.

Atualmente, este método de haste redonda também é usado no teste de extrusão de células de bolsa em GB 31241. A MCM tem uma vasta experiência em testes nesta operação.