Tło

Wydano nową wersję UL 1642. Do ogniw woreczkowych dodano alternatywę dla testów ciężkich uderzeń. Szczególne wymagania są następujące: W przypadku ogniw woreczkowych o pojemności większej niż 300 mAh, jeśli nie przeszły pomyślnie testu silnego uderzenia, można je poddać testowi wytłaczania okrągłego pręta zgodnie z sekcją 14A.

Ogniwo etui nie posiada twardej obudowy, co często prowadzi do pęknięcia ogniwa, pęknięcia zaczepu, wyrzucenia gruzu i innych poważnych uszkodzeń spowodowanych niepowodzeniem w próbie silnego udaru oraz uniemożliwia wykrycie wewnętrznego zwarcia spowodowanego wadą konstrukcyjną lub wadą procesu . Za pomocą testu zgniatania okrągłego pręta można wykryć możliwe defekty w ogniwie bez uszkadzania struktury ogniwa. Rewizję wprowadzono, biorąc pod uwagę tę sytuację.

Testowanie przepływu

• Próbka jest w pełni naładowana zgodnie z zaleceniami producenta
• Umieść próbkę na płaskiej powierzchni. Umieść okrągły stalowy pręt o średnicy 25±1 mm na górze próbki. Krawędź pręta powinna pokrywać się z górną krawędzią komórki, a oś pionowa jest prostopadła do wypustki (RYS. 1). Długość pręta powinna być co najmniej o 5 mm szersza niż każda krawędź badanej próbki. W przypadku komórek z dodatnimi i ujemnymi zakładkami po przeciwnych stronach należy przetestować każdą stronę karty. Każdą stronę zakładki należy przetestować na różnych próbkach.
• Pomiar grubości (tolerancja±0,1 mm) w przypadku ogniw należy wykonać przed badaniem zgodnie z dodatkiem A do normy IEC 61960-3 (Ogniwa i akumulatory wtórne zawierające elektrolity alkaliczne lub inne niekwasowe – Przenośne ogniwa i akumulatory litowe wtórne – Część 3: Pryzmatyczne i cylindryczne wtórne ogniwa litowe ogniwa i baterie)
• Następnie na okrągły pręt wywiera się nacisk ściskający i rejestruje się przemieszczenie w kierunku pionowym (RYS. 2). Prędkość ruchu płyty dociskowej nie powinna być większa niż 0,1 mm/s. Kiedy odkształcenie ogniwa osiągnie 13±1% grubości komórki lub ciśnienie osiągnie siłę pokazaną w tabeli 1 (różnej grubości komórki odpowiadają różne wartości siły), należy zatrzymać przesuwanie płyty i utrzymać je przez 30s. Test się kończy.
• Brak pożaru lub eksplozji próbek.

Analiza eksperymentalna

• Wybór pozycji wytłaczania: obszar zakładki biegunowej jest ogólnie słabym obszarem komórki woreczka, a pozycja zakładki wytrzymuje największe obciążenie podczas ściskania. Powody są następujące:

a) Nierównomierny rozkład grubości (nierówna grubość pomiędzy wypustką bieguna a otaczającą substancją czynną prowadzi do nierównomiernego rozkładu naprężeń)

b) Ślady spawów w obszarze wypustki (rozkład naprężeń w miejscu spoiny i poza spoiną)

• Wybór pręta okrągłego: Średnica pręta okrągłego wynosi 25 mm. Wartość tę wybiera się tak, aby obejmowała cały obszar zaczepu bieguna w komórce (szczególnie obszar obejmujący złącze lutowane zaczepu bieguna).
• 13±Odkształcenie 1%: Obecnie najcieńsza grubość ogniwa na rynku wynosi 2 mm. Ze względu na wpływ obudowy akumulatora lub procesu pakowania, do dociśnięcia złącza lutowniczego zaczepu biegunowego wymagane jest co najmniej 8% zmiennej typu, ale będzie to bezpośrednio prowadzić do pęknięcia elektrody, jeśli zmienna typu będzie zbyt duża. Wartość 13±W tej wersji wybrano 1%, odnosząc się do zmiennej średniej 15% w teście wytłaczania w normie IEC 62660-3.
• Wybór próbki: Należy zauważyć, że ten test jest przeznaczony wyłącznie dla ogniw typu woreczek, których pojemność jest większa niż 300 mAh i które nie zostały uderzone ciężkimi przedmiotami. Wymaganych jest 5 próbek. Ogniwa cylindryczne lub pryzmatyczne oraz ogniwa woreczkowe uderzone ciężkimi przedmiotami'nie jest konieczne wzięcie pod uwagę tego testu.

Streszczenie

Nowy test wytłaczania pręta okrągłego różni się od pierwotnego testu wytłaczania zgodnego z normą UL 1642. Oryginalny test wytłaczania polega na zastosowaniu wytłaczania płaskiego i przyłożeniu stałej siły 13 kN bez czasu utrzymywania. Ma zastosowanie do wszystkich typów komórek. Test ten bada wytrzymałość mechaniczną ogniwa jako całości (łącznie z obudową) i jego zdolność do wytrzymywania naprężeń mechanicznych; podczas gdy wytłaczanie okrągłego pręta testuje tylko część ogniwa, mniejsza powierzchnia wgłębnika powoduje, że naprężenia wewnętrzne są skoncentrowane i łatwo doprowadzić do wewnętrznego zwarcia. W szczególności pozycja wytłaczania jest wybierana w słabym obszarze spawania zaczepu bieguna, co może lepiej zbadać bezpieczeństwo ogniwa.

Obecnie tę metodę pręta okrągłego stosuje się również w teście wytłaczania ogniwa woreczka w GB 31241. MCM ma bogate doświadczenie w testowaniu tej operacji.