Arrière-plan

Une nouvelle version de UL 1642 a été publiée. Une alternative aux tests de choc violent est ajoutée pour les cellules en poche. Les exigences spécifiques sont les suivantes : Pour les cellules en forme de poche d'une capacité supérieure à 300 mAh, si le test de choc intense n'a pas réussi, elles peuvent être soumises au test d'extrusion de tige ronde de la section 14A.

La cellule de poche n'a pas de boîtier rigide, ce qui entraîne souvent une rupture de cellule, une fracture du robinet, des débris volants et d'autres dommages graves causés par un échec lors d'un test d'impact important, et rend impossible la détection du court-circuit interne causé par un défaut de conception ou un défaut de processus. . Avec le test d'écrasement des tiges rondes, d'éventuels défauts dans la cellule peuvent être détectés sans endommager la structure cellulaire. La révision a été effectuée en tenant compte de cette situation.

Flux de test

• L'échantillon est complètement chargé comme recommandé par le fabricant
• Placez un échantillon sur une surface plane. Mettez une tige d'acier ronde d'un diamètre de 25±1 mm sur le dessus de l'échantillon. Le bord de la tige doit être aligné avec le bord supérieur de la cellule, l'axe vertical étant perpendiculaire à la languette (FIG. 1). La longueur de la tige doit être d'au moins 5 mm plus large que chaque bord de l'échantillon à tester. Pour les cellules comportant des languettes positives et négatives sur les côtés opposés, chaque côté de la languette doit être testé. Chaque côté de la languette doit être testé sur différents échantillons.
• Mesure d'épaisseur (tolérance±0,1 mm) pour les piles doit être effectué avant les tests conformément à l'annexe A de la norme CEI 61960-3 (Piles et batteries secondaires contenant des électrolytes alcalins ou autres électrolytes non acides – Piles et batteries secondaires portables au lithium – Partie 3 : Batteries secondaires au lithium prismatiques et cylindriques piles et batteries)
• Ensuite, une pression de compression est appliquée sur la tige ronde et le déplacement dans le sens vertical est enregistré (figure 2). La vitesse de déplacement de la plaque de pressage ne doit pas être supérieure à 0,1 mm/s. Lorsque la déformation de la cellule atteint 13±1 % de l'épaisseur de la cellule, ou la pression atteint la force indiquée dans le tableau 1 (différentes épaisseurs de cellule correspondent à différentes valeurs de force), arrêtez le déplacement de la plaque et maintenez-la pendant 30 s. L'épreuve se termine.
• Pas d'incendie ni d'explosion des échantillons.

Analyse expérimentale

• Sélection de la position d'extrusion : la zone de la languette polaire est généralement la zone faible de la cellule de la pochette, et la position de la languette supporte la plus grande contrainte lorsqu'elle est pressée. Les raisons sont :

a) Répartition inégale de l'épaisseur (une épaisseur inégale entre la languette polaire et la substance active environnante entraîne une répartition inégale des contraintes)

b) Repères de soudure dans la zone de la languette (répartition des contraintes au point soudé et au point non soudé)

• Sélection de tige ronde : Le diamètre de la tige ronde est de 25 mm. Cette valeur est sélectionnée pour couvrir toute la surface de la languette polaire dans la cellule (en particulier la zone couvrant le joint de soudure de la languette polaire).
• 13±Déformation de 1 % : à l'heure actuelle, l'épaisseur de cellule la plus fine du marché est de 2 mm. En raison de l'influence du boîtier de la batterie ou du processus d'emballage, au moins 8 % de variable de type est nécessaire pour la compression du joint de soudure de la languette polaire, mais cela entraînera directement une fissuration de l'électrode si la variable de type est trop grande. Une valeur de 13±1 % a été sélectionné dans cette révision, en référence à la variable moyenne 15 % dans le test d'extrusion de la norme CEI 62660-3.
• Sélection de l'échantillon : Il est à noter que ce test concerne uniquement les cellules en poche dont la capacité est supérieure à 300 mAh et qui n'ont pas été heurtées par des objets lourds. 5 échantillons sont requis. Les cellules cylindriques ou prismatiques et les cellules en poche heurtées par des objets lourds sont'Il n’est pas nécessaire d’être pris en compte pour ce test.

Résumé

Le nouveau test d'extrusion de tige ronde est différent du test d'extrusion d'origine de la norme UL 1642. Le test d'extrusion d'origine consiste à utiliser une extrusion plate et à appliquer une force constante de 13 kN sans temps de maintien. C’est applicable à tous les types de cellules. Ce test examine la résistance mécanique de la cellule dans son ensemble (boîtier compris) et sa capacité à résister aux contraintes mécaniques ; tandis que l'extrusion de tige ronde ne teste qu'une partie de la cellule, la zone plus petite du pénétrateur rendra la contrainte interne concentrée, facile à conduire à un court-circuit interne. En particulier, la position d'extrusion est sélectionnée dans la zone faible du soudage des languettes polaires, ce qui permet de mieux étudier les performances de sécurité de la cellule.

À l'heure actuelle, cette méthode de tige ronde est également utilisée dans le test d'extrusion de cellules en poche dans la norme GB 31241. MCM possède une riche expérience en matière de tests dans cette opération.