蔡司工业CT动力电池安全检测方案

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本文以蔡司工业CT METROTOM为检测是被通过计算机断层扫描技术，针对当前锂离子动力电池电极断裂、电极褶皱、极片对齐度和内部异物等问题在计算机断层扫描图像中的特征进行了分析，并对经过安全性试验后的电池内部结构进行了分析。
　　2,2.1 结构断裂
　　动力电池会由于出厂缺陷或充放电使用过程导致电极结构发生断裂。电极的断裂一般会出现在电池内部电极的弯折点，例如圆柱电池卷绕电芯的内侧，软包和方壳电池卷绕和堆叠电极的内侧。图5是对某款方形硬壳电池内部电极进行的CT扫描图像。从图5(a)(b)都能够观察到清晰的正负极层状结构，对比度高的层对应正极极片，对比度低的层对应负极极片。
　　图5 动力电池电极结构断裂检测
　　图5(b)是将电极另一处出现结构断裂的部分进行放大的CT图像。如图中箭头指示，在电极弯曲部分的靠内4层，可以观察到颜色较暗的点，表明该点电极密度相比于周围更低，即产生了电极结构断裂，断裂距离约为0.13mm。电极断裂会使断裂点附近的微观结构电连接程度异于其他区域，在充放电过程中会导致电流密度分布不均，造成微量的产热不均和容量损失。由于电极在循环过程中会产生形变，电极的断裂程度有可能由于电极整体形变而扩大，这一假设需要进一步比对验证来证明。
　　2.2.2 电极褶皱
　　在动力电池内部，电极是否发生褶皱可以表征电池内部结构的整体规整水平，与电池的出厂程度和电池的使用程度相关。图6(a)和图6(b) 是对于2只同型号方形硬壳电池进行CT扫描的结果。可以观察到，图6(a)中电极在平铺和弯曲的区域每一层均表现出较高的一致性，电池卷绕中央的空隙也呈现直线型，规整度较高;从图6(b)中可以明显观察到，部分电极存在褶皱，电极整体呈现弯曲状态。