背景

UL 1642 の新しいバージョンがリリースされました。パウチセルには重衝撃試験の代替手段が追加されています。具体的な要件は次のとおりです。容量が 300 mAh を超えるパウチ電池の場合、重衝撃試験に合格しても合格しなかった場合は、セクション 14A の丸棒押出試験を受けることができます。

パウチ電池にはハードケースがないため、重衝撃試験の失敗により電池の破裂、タップの破損、破片の飛散などの重大な損傷が発生することが多く、設計欠陥やプロセス欠陥による内部短絡を検出することができません。 。丸棒破砕試験では、セル構造を損傷することなく、セル内の欠陥の可能性を検出できます。今回の改正はこうした状況を踏まえて行われたものである。

テストの流れ

• サンプルはメーカーの推奨に従って完全に充電されています
• サンプルを平らな面に置きます。直径25の丸鋼棒を置きます。±サンプルの上部に 1mm。ロッドの端はセルの上端と整列し、垂直軸がタブに対して垂直になるようにする必要があります (図 1)。ロッドの長さは、試験サンプルの各端より少なくとも 5 mm 幅が広くなければなりません。反対側にプラスとマイナスのタブがあるセルの場合、タブのそれぞれの側をテストする必要があります。タブの各面を異なるサンプルでテストする必要があります。
• 厚み測定（公差）±電池の場合は、IEC 61960-3 (アルカリ性またはその他の非酸性電解質を含む二次電池および電池 – ポータブル二次リチウム電池および電池 – パート 3: 角柱状および円筒状リチウム二次電池) の付録 A に従って試験前に実施するものとします。セルとバッテリー)
• 次いで、丸棒に絞り圧力を加え、垂直方向の変位を記録する（図２）。加圧板の移動速度は0.1mm/s以下としてください。セルの変形が13に達すると±セルの厚さの 1% になるか、圧力が表 1 に示す力に達すると (異なるセルの厚さは異なる力の値に対応します)、プレートの変位を停止し、30 秒間保持します。テストは終了します。
• サンプルの発火や爆発がないこと。

実験分析

• 押し出し位置の選択: ポールタブ領域は一般にパウチセルの弱い領域であり、タブ位置は圧縮されたときに最大の応力に耐えます。理由は次のとおりです。

a) 不均一な厚さの分布 (極タブと周囲の活物質の間の厚さが不均一であると、応力の分布が不均一になります)

b) タブ部の溶接痕（溶接部と非溶接部の応力分布）

• 丸棒の選択：丸棒の直径は25mmです。この値は、セル内の極タブの領域全体 (特に極タブのはんだ接合を覆う領域) をカバーするように選択されます。
• 13±1% 変形: 現在、市場で最も薄いセルの厚さは 2mm です。バッテリーの外装やパッケージングプロセスの影響により、極タブのはんだ接合部への圧縮には少なくとも 8% の型変数が必要ですが、型変数が大きすぎると電極のクラックに直接つながります。値 13±IEC 62660-3 の押出試験における中間変数 15% を参照して、この改訂では 1% が選択されました。
• サンプルの選択: このテストは、容量が 300mAh を超え、重い物体に衝撃を受けていないパウチ セルのみを対象としていることに注意してください。サンプルは5個必要です。円筒形や角形のセルやパウチセルなどに重量物が当たると、'このテストでは考慮する必要はありません。

まとめ

新しい丸棒押出試験は、UL 1642 の元の押出試験とは異なります。元の押出試験は、平らな押出を使用し、保持時間なしで一定の 13kN の力を加えます。あらゆる種類の細胞に適用できます。このテストでは、セル全体 (ケースを含む) の機械的強度と機械的ストレスに耐える能力を検査します。丸棒押し出しではセルの一部のみを検査しますが、圧子の面積が小さいため内部応力が集中し、内部ショートが発生しやすくなります。特に、押し出し位置は、極タブ溶接の弱い領域で選択され、セルの安全性能をよりよく調査できます。

現在、この丸棒法は GB 31241 のパウチセルの押出試験にも使用されています。MCM はこの作業における豊富な試験経験を持っています。