1. แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน NMC/NCA
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน NMC/NCA ใช้วัสดุแอโคดเป็นลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์แมงกานีสออกไซด์ (NCM) หรือ ลิเธียมนิกเกิลโคบอลต์อะลูมิเนียมออกไซด์ (NCA) ซึ่งมีความหนาแน่นพลังงานสูงและความไวในการตอบสนอง แต่ก็ต้องการมาตรการความปลอดภัยที่เข้มงวดมากขึ้น การปิดผนึกที่ไม่ดีอาจนำไปสู่ปัญหาดังนี้:
| ปัญหา | รายละเอียดปัญหา |
|---|---|
| ความเสี่ยงในการเกิดไฟไหม้สูง | ระบบ NMC/NCA มีความไวต่อความชื้นและอิเล็กโทรไลต์สูง แม้แต่การรั่วไหลเล็กน้อยก็อาจนำไปสู่การลุกลามของความร้อนหรือการระเบิดได้ |
| อายุโซลูชันสั้นลง | การปิดผนึกที่ไม่เพียงพอทำให้เกิดการระเหยของอิเล็กโทรไลต์และการกัดกร่อนภายใน ส่งผลให้ความจุลดลงอย่างรวดเร็ว |
| ความไม่เสถียรในการผลิต | ความแปรปรวนในการผลิตอาจทำให้การเชื่อมหรือการปิดผนึกขั้วไฟฟ้าไม่ดี จึงต้องการการตรวจสอบคุณภาพการปิดผนึกแบบเรียลไทม์ |
ผู้ผลิตแบตเตอรี่สำหรับยานยนต์พลังงานใหม่ประสบปัญหาการขยายตัวและการลดความจุอย่างฉับพลันในหลาย ๆ แบตเตอรี่ NMC เนื่องจากการปิดผนึกเซลล์ที่ไม่ดี ซึ่งสุดท้ายทำให้เกิดการเรียกคืนยานพาหนะที่มีมูลค่าหลายสิบล้านดอลลาร์ บริษัทจึงได้นำอุปกรณ์ทดสอบการรั่วอัตโนมัติมาใช้ในการตรวจสอบเซลล์และโมดูลแต่ละตัว 100% ซึ่งกำจัดความเสี่ยงจากการละเลยการตรวจสอบไปโดยสิ้นเชิง
2. สำหรับประเภทบรรจุภัณฑ์ที่แตกต่างกัน (รูปทรงปริซึม, กระบอก, ซอง) แบตเตอรี่ NMC/NCA เหมาะสมกับวิธีการทดสอบการรั่วดังต่อไปนี้:
| หมายเลขวิธีการ | ชื่อวิธีการ | รายละเอียดวิธีการ |
|---|---|---|
| 1 | วิธีการความดันแตกต่าง (Pressure Decay) |
วิธีที่มีความคุ้มค่าที่เหมาะสมสำหรับการทดสอบความแม่นยำระดับกลางของเซลล์ NMC แบบปริซึมหรือกระบอก; สามารถตรวจสอบการรั่วในขั้วไฟฟ้า ท่าเติม และวาล์วความปลอดภัยได้ |
| 2 | วิธีการการไหลของมวล |
ความไวสูง เหมาะสำหรับสายการผลิตอัตโนมัติที่มีปริมาณมาก; เหมาะสำหรับแบตเตอรี่ NMC แบบซองหรือเซลล์จัดเก็บพลังงานระดับสูง |
| 3 | การวิเคราะห์มวลฮีเลียม (Helium Leak Test) |
สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูงมาก (เช่น แบตเตอรี่สำหรับอวกาศ ระบบจัดเก็บพลังงาน); สามารถตรวจสอบการรั่วที่มีขนาดเล็กมาก 10⁻⁶~10⁻⁹ Pa·m³/s |
3. ขั้นตอนการทดสอบ (ใช้เซลล์ NMC แบบปริซึมเป็นตัวอย่าง)
| หมายเลขขั้นตอน | ขั้นตอนเฉพาะ |
|---|---|
| 1 | การเตรียมการโหลด: แขนหุ่นยนต์วางเซลล์ปริซึมลงในห้องทดสอบ |
| 2 | การปิดผนึกห้อง: ปิดและล็อคฝาด้านบนโดยอัตโนมัติ เริ่มต้นการสูญญากาศหรือการเพิ่มความดัน |
| 3 | โซลูชันความดันในการทดสอบ: ฉีดอากาศแห้งหรือไนโตรเจนเพื่อกำหนดความดัน (เช่น 300kPa) |
| 4 | การคงที่ของความดัน: กำหนดเวลาคงตัว (เช่น 2-5 วินาที) เพื่อการคงตัวของก๊าซ |
| 5 | การเก็บข้อมูล: ระบบบันทึกอัตราการลดความดันหรืออัตราการรั่วโดยอัตโนมัติ |
| 6 | การตัดสินผลการทดสอบ: การตัดสิน OK/NG อัตโนมัติตามเกณฑ์อัตราการรั่ว |
| 7 | การแสดงผลและการติดตาม: อัปโหลดข้อมูลการทดสอบไปยังระบบ MES เพื่อการติดตามกระบวนการทั้งหมด |
การทดสอบการรั่วเป็นมาตรการควบคุมคุณภาพที่สำคัญสำหรับการรับประกันความปลอดภัยของแบตเตอรี่ NMC/NCA การยืดอายุโซลูชัน และการรักษาความคงที่ของประสิทธิภาพ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญโดยเฉพาะสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่และการผลิตเซลล์จัดเก็บพลังงานระดับสูง
