知行锂电●技艺┃ 读透此文后,你就是K值专家!

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知行锂电●技艺┃ 读透此文后,你就是K值专家!

2024-07-06 13:43| 来源: 网络整理| 查看: 265

3)辅助筛选其它性能不良电芯:根据小编的经验,当电芯K值较大时,其便存在腐蚀气账或循环不良的可能。前者的原因是铝塑膜封装不良,这类不良是可能通过K值测试筛选的(但绝对不是100%筛选哦);后者的原因是电芯内部微短路,循环过程中不停地发生副反应从而造成电解液过早消耗干、电芯循环跳水。

与K值有关的规律

为了更深入的了解K值,我们还必须了解以下与K值有关的规律:

1)分容后存储时间越长,K值就会越小:分容之后,电芯电压降的速度(也就是K值的大小)是一个先快后慢的过程,需要常温搁置数日之后,压降速度才能基本稳定。

K值所具有的 “分容后存储时间越长,K值就越小” 特性,让其拥有了以下两个应用特点:

K值测试之前(或者说是OCV1测试之前),一般要先进行高温存储,通过数日的存储后,电芯K值会逐渐趋于稳定,然后再测试OCV1及OCV2,算出的K值准确度比较高。相反,分容之后直接测OCV1的话,由于难以使每次测试的时间间隔恰好一致,因而数据容易产生过大波动。

如果客户要求K值一定要非常小的话,则延长K值测试之前的存储时间是一个简单易行的方法。一些医疗产品客户会比较重视K值的大小,并且给电池厂一个常规测试流程几乎难以达到的K值标准。为了满足客户要求,可以延长分容至OCV1的测试时间到半个月以上(但是就不要一直高温存储了),这样可以 “治标” 。

2)不同材料、不同SOC状态,K值差异很大:K值是否存在异常点,由制造过程中的异常变异决定,但是一批电芯K值中位数的大小,则由电芯所使用的材料及测试条件决定,不同材料,K值可能有明显差异:

不同SOC状态下,K值也可能有明显不同:

3)K值标准的制定要根据实际数据分布制定:由于K值与测试时存储条件、电芯材料及SOC有关,而这些条件各家又千差万别,因此K值标准一定要根据自家实际数据分布来制定。依笔者的建议,K值标准不宜大于K值中位数的两倍,否则可能会有性能隐患(隐患请见上面的《K值偏大电芯性能也可能异常》图)。一般而言,各单位的K值标准在0.03~0.15 mV/h之间。

与K值有关的各种问题

1)K值不良如何复测?我们测试K值时,其时间间隔不过几天,两次压差不过数个毫欧,如果测试设备精度不够,就容易造成K值不良。严格来讲,K值不良电芯需要重新分容、然后按原流程复测K值,这样可以尽可能的减少对不良品的漏判。

如果时间不允许,则可以将电芯再存储几天然后测试OCV3,然后根据OCV3及OCV2计算K2,。需要注意的是,如此操作需先评估好电芯在不同时间段的K值大小,然后根据实际数据来缩窄复测K值的标准。因为电芯存储时间越长K值越小,如果复测K值还按第一次给的标准来判别的话,则会造成大批不良品流入到客户端。

2)K值不良该如何改善?这是一个非常大的问题,为了将其解决,你首先需要有一个清晰的问题分析思路,下面两篇文章应该可以帮到你:《》、《》。这两篇文章讲解了技术问题分析的通用方法(建议读完此文后再去读)。

除去以上通用知识外,一些关于K值异常的专业知识主要集中在材料变化、制程过程中的金属残渣或粉尘、测试条件的变化等。正负极主材的变化可能会导致成批的K值偏高,一致性差隔膜的使用会造成K值分布明显发散,制片、卷绕、叠片是引入粉尘和金属碎屑的高危工序,测试条件的变化或温度的不稳定(下详)也会造成K值的异常波动。不论怎么说,分析技术类问题靠的是通用思路 + 对专业问题的经验积累,这才是解决问题的不二法则。

3)负K值是咋回事?只要测试K值之前电芯是在充电的,那理论上就不会出现负K值(也就是电压上升的情况)。实际遇到的负K值,大多数是由测试温度变化引起的:电芯温度越低,电压就会越高,如果OCV2的测试温度明显低于OCV1的温度,电芯K值就容易为负。小编曾经遇到过一次严重的K值不稳定问题,当时车间温度波动非常大,K值一会儿大批负值、一会儿大批不良,为了分析这个问题,小编制作了下图:

上图中蓝色点为K值实测数据,红色线为实测数据的移动平均值,横坐标为测试时间(minitab横坐标没法做成时间,因而只能以数据点数代替)。从上图中我们可以发现:该批电芯K值在随着测试时间进行规律的上下波动。再结合当时车间重新进行了布局、温度时高时低这一实际情况,就可以得出K值异常波动是测试温度引起的、而非电芯性能问题这一结论,因为后者显然不可能造成K值与测试时间有密切关系。

4)如何缩短K值测试周期?K值测试需要数天时间,有时候等不及了怎么办呢?如果是样品的话,可以考虑适当增加分容后高温存储的温度,这样可以加速电芯的老化、缩短老化存储时间,让K值尽快平稳;出货时,将K值离群偏大的电芯挑出、只出K值分布在中位数左右的电芯,这样除非恰好遇到整批电芯K值明显偏大(一般不会这么倒霉吧)的情况,否则是足以应付的。

对于量产电芯而言,应该预先积累好足够的数据支持,例如正常存储条件是3d+3d,那么也要同时收集好同材料电芯3d+1d乃至1d+1d存储条件下的K值分布,有出货异常,在调整出货时间的同时更改标准(存储时间变短,K值是要放宽的,否则过杀太大)。如果没有历史数据支持,则可以效仿样品的操作:先按缩短测试周期的条件全检K值,然后拉出来K值分布,将5%~10%K值偏大的电芯挑出后面复测,剩下的优先出货。不论怎么说,K值计算的步骤必须要有,如果仅测一次电压就想出货,那就等着收到客户的投诉吧。

5)K值配组是否有意义?配组电芯的压差是我们很关注的一个问题,有时候往往是配组的时候电芯压差合格,但是配组电芯经过一段时间存储后压差开始逐渐拉大。虽说K值参与分组会改善同组电芯长期存储后的电压一致性,但是也会同时带来散组和配组成本的提高。浪费这么多成本,不如好好做一下生产、物料管理,将电芯的一致性做好、让电芯K值分布的更为集中,这样才是真正的从源头解决问题。

结语:

本文的素材,来自于小编数年来诸多零散试验的整理,由于K值与材料、测试条件等密切相关,因此本文更多的是作为工作方向的指点,而绝非定量标准的建议。到底每一个单位适合什么样子的测试条件、制定是宽泛还是严苛的测试标准,是由每一家单位的具体情况来决定的。万不可一概而论哦。返回搜狐,查看更多



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