锂电池极柱(正极柱和负极柱)是电池与外部电路连接的关键部件,其导电性、清洁度、结构完整性直接影响电池的性能、安全性和使用寿命。极柱检测是锂电池生产、质检、使用和回收过程中的重要环节。
主要检测方法
1. 外观检测 基础且关键
目的:检查极柱是否有损伤、污染、腐蚀、变形。
方法:
目视检查:在充足光照下观察。
显微镜/工业相机:用于高精度检测(如生产线上)。
检测内容:
表面划伤、凹陷、裂纹:影响导电性和结构强度。
氧化、腐蚀:铝极柱易氧化,形成绝缘氧化膜,增加接触电阻。
异物污染:电解液残留、灰尘、金属碎屑,可能导致短路。
焊接痕迹异常:如虚焊、过焊、焊点不均(针对焊接式极柱)。
标准:依据企业或行业标准(如GB/T 31484-2015)判定缺陷等级。
2. 尺寸检测
目的:确保极柱尺寸符合设计要求,保证与连接器的可靠配合。
工具:
游标卡尺、千分尺:测量极柱高度、直径、平面度。
投影仪或影像测量仪:高精度、非接触测量复杂轮廓。
专用检具:用于产线快速通止规检测。
关键参数:
极柱高度(H)
极柱直径(D)
平面度(是否歪斜)
螺纹尺寸(如有螺纹极柱)
3. 接触电阻/电压降检测
目的:评估极柱与电池内部连接的导电性能,接触电阻过大会导致局部发热。
方法:
四线法测量内阻:
使用电池内阻测试仪。
通过夹具在极柱上施加交流信号,测量电压降,计算交流内阻(ACIR)。
异常高的内阻可能指示极柱焊接不良。
大电流加载测电压降:
施加规定大电流(如10A、50A)通过极柱。
测量极柱两端的电压降 \Delta VΔV。
计算接触电阻 R = \Delta V / IR=ΔV/I。
要求:接触电阻通常 < 0.5 mΩ。
应用:生产质检、故障电池诊断。
4. 拉力/推力测试(机械强度)
目的:检验极柱与电池壳体的连接强度,防止使用中松动或脱落。
方法:
使用拉力试验机对极柱施加轴向拉力或推力。
记录极柱被拉出或损坏时的力值。
标准参考:
圆柱电池(如18650):正极柱拉力 ≥ 100 N。
具体数值依据电池型号和标准(如UL 1642)。
适用:破坏性检测,通常用于型式试验或抽样检验。
5. 密封性检测(针对极柱与壳体密封)
目的:确保极柱与壳体之间的密封圈完好,防止电解液泄漏或水分侵入。
方法:
气密性测试(正压/负压):
对电池整体加压或抽真空。
监测压力变化或使用检漏仪(如氦质谱检漏)。
浸水测试(简单方法):
加压后浸入水中,观察是否有气泡。
注意:此测试通常在电池封装后进行,极柱是潜在的泄漏点之一。
6. X射线检测(X-ray)
目的:无损观察极柱内部结构,特别是焊接质量。
可发现:
极耳与极柱的虚焊、焊穿、焊接面积不足。
极柱内部裂纹。
极柱与盖板的装配间隙。
应用:研发、失效分析、高端产品质检。
7. 热成像检测(间接方法)
目的:在充放电过程中,检测极柱区域是否出现异常温升。
方法:
使用红外热像仪拍摄电池工作时的热图。
若极柱区域温度明显高于周围,可能指示接触电阻过大或连接不良。
优点:非接触、可视化。
局限:需在动态工况下测试。
来源:网络