機(jī)場(chǎng)新規(guī):未明確標(biāo)注3C認(rèn)證的充電寶禁上飛機(jī)!3C認(rèn)證強(qiáng)制覆蓋安全、EMC、環(huán)保測(cè)試,是消費(fèi)電子安全的底線。電池作為"能量心臟",3C認(rèn)證的過(guò)充、短路、高溫測(cè)試非擺設(shè),這些測(cè)試能夠有效保障電池在使用過(guò)程中的安全性,防止因電池問(wèn)題引發(fā)的意外事故。
CTI華測(cè)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)OM、2D X-Ray及3D X-Ray(Zeiss Xradia 630 Versa)對(duì)比原廠vs"某強(qiáng)"耳機(jī)電池,微觀結(jié)構(gòu)差異直接關(guān)聯(lián)續(xù)航與安全,工藝缺陷往往是隱患的源頭,不容忽視。
檢測(cè)方法:無(wú)損技術(shù)下的電池“透視”:
關(guān)鍵指標(biāo)解析
Overhang設(shè)計(jì):
如下圖所示,鋰電充放電過(guò)程實(shí)際是鋰離子在正負(fù)極遷移過(guò)程。
為了盡可能使較多的鋰離子嵌入到負(fù)極材料中,通常負(fù)極極片會(huì)比正極極片尺寸大一些,正負(fù)極未重合的區(qū)域稱之為Overhang區(qū)域。
當(dāng)電池滿充后,滿充的部分呈現(xiàn)金黃色,而Overhang區(qū)域處于未滿充狀態(tài),外觀上呈現(xiàn)紫色。
極片&隔膜堆疊緊密度:
在滿足電池性能要求的前提下,更高的堆疊密度可減小電池的尺寸和體積,從而減少極片和隔膜的用量。例如,使用更少的極片和隔膜即可達(dá)到相同的電池容量,直接降低了這些材料的成本。
接下來(lái)將會(huì)通過(guò)無(wú)損的手段,針對(duì)于上述的兩兩個(gè)指標(biāo),對(duì)兩顆電池進(jìn)行詳細(xì)的觀察比對(duì)。
OM&2D X-Ray宏觀對(duì)比
極片排列和封裝工藝:
原廠:
極片狀態(tài):排列整齊,極片&隔膜堆疊緊密,無(wú)松散或錯(cuò)位現(xiàn)象。
封裝質(zhì)量:外殼采用多層絕緣防護(hù),可有效隔絕水汽和氧氣;鋁塑膜封裝嚴(yán)密,無(wú)破損或漏液風(fēng)險(xiǎn)。
某強(qiáng):
極片狀態(tài):整齊度一般,極片&隔膜松散。
極耳僅采用簡(jiǎn)易絕緣處理,長(zhǎng)期使用可能因老化導(dǎo)致短路風(fēng)險(xiǎn);鋁塑膜包裹工藝粗糙,存在局部褶皺,隔水隔氣性能較差。
3D X-ray檢測(cè)分析
低分辨率掃描整體結(jié)構(gòu)對(duì)比:
“某強(qiáng)”用電芯極片變形嚴(yán)重,可能會(huì)引起隔膜擠壓變形或者損壞,導(dǎo)致內(nèi)短路,引發(fā)安全問(wèn)題。
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):
- “某強(qiáng)”電池存在“負(fù)Overhang”(正極超出負(fù)極),可能導(dǎo)致鋰金屬析出,刺穿隔膜引發(fā)短路。
- “某強(qiáng)”極耳焊點(diǎn)毛刺嚴(yán)重,可能刺穿隔膜在充放電過(guò)程中可能成為熱點(diǎn),刺穿隔膜,加速電池老化。
- “某強(qiáng)”用電芯活性材料嚴(yán)重脫落導(dǎo)致電池容量大打折扣,內(nèi)阻急劇增加。
- “某強(qiáng)”用電芯極片變形嚴(yán)重,可能會(huì)引起隔膜擠壓變形或者損壞,導(dǎo)致內(nèi)短路,引發(fā)安全問(wèn)題。
通過(guò)對(duì)不良電池進(jìn)一步的觀察,發(fā)現(xiàn)一處極片嚴(yán)重變形的情況,如下圖所示。
高分辨掃描結(jié)果1um致命缺陷鎖定:
對(duì)形變位置進(jìn)行1um的高精度掃描,掃描結(jié)果如下:
關(guān)鍵發(fā)現(xiàn):
- 結(jié)構(gòu)形變與材料失效
1.極片形變導(dǎo)致活性材料脫落,集流體變形破壞導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò);
2.活性材料開(kāi)裂及漿料不均引發(fā)局部鋰枝晶風(fēng)險(xiǎn)。
- 隔膜與異物污染:隔膜內(nèi)高密度異物(金屬顆粒/粉塵)可刺穿隔膜,導(dǎo)致微短路。
- 工藝缺陷:正負(fù)極對(duì)齊不良(Overhang不足)引發(fā)電極邊緣析鋰或局部熱失控。
安全無(wú)小事,選擇需謹(jǐn)慎
- 原廠耳機(jī)用電池:工藝嚴(yán)謹(jǐn)、Overhang設(shè)計(jì)合理、封裝可靠、安全性高。
- “某強(qiáng)”耳機(jī)用電池:存在Overhang缺陷、材料脫落、極片形變等問(wèn)題,安全隱患突出。尤其在耳機(jī)等貼身設(shè)備中,電池故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果。
特別警示:航空公司嚴(yán)查3C認(rèn)證不是小題大做——一塊問(wèn)題電池足以威脅全機(jī)安全。選擇無(wú)認(rèn)證電池,等于隨身攜帶不定時(shí)隱患。
CTI華測(cè)檢測(cè)作為專業(yè)的第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu),依托先進(jìn)的鋰離子電池失效分析實(shí)驗(yàn)室與經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)團(tuán)隊(duì),致力于為鋰電行業(yè)客戶提供全方位、高質(zhì)量的失效分析檢測(cè)服務(wù)。
實(shí)驗(yàn)室配備氬離子拋光系統(tǒng)(CP)、掃描電子顯微鏡(SEM)、雙束電子顯微鏡(FIB-SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、三維X射線顯微鏡(XRM)等行業(yè)領(lǐng)先設(shè)備,可對(duì)鋰離子電池的微觀結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及電化學(xué)性能進(jìn)行深入全面的檢測(cè)分析,確保結(jié)果的準(zhǔn)確性與可靠性。