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熱暴走の防止:安全な18650バッテリー溶接のガイド

熱暴走の解説

熱暴走は、リチウムイオン電池内で発生する熱がその熱を放散する能力を超えた場合に発生する重大な安全現象であり、自立し、しばしば壊滅的な反応を引き起こします。18650 バッテリーの場合、この連鎖反応により火災、爆発、または有毒ガスの放出が発生する可能性があります。このプロセスは、短絡、過充電、物理的損傷などの要因により内部温度が上昇し、バッテリーの電解液が分解してより多くの熱を発生するときに始まります。これにより、温度が上昇すると化学反応が加速し、その結果、より多くの熱が発生するという悪循環が生じます。18650 バッテリーを使用する溶接工や組立業者にとって、熱暴走を理解することは、確実に行うために最も重要です。(18650溶接の安全性)生産プロセス全体を通して。sécurité soudure 18650

18650 バッテリーを溶接する際に安全上の大きな懸念事項となる理由

溶接作業では、バッテリー端子に直接熱と電流が加わるため、特有の熱暴走のリスクが伴います。18650 バッテリーのコンパクトな円筒形設計 (直径 18mm、長さ 65mm×) は、小さなパッケージにエネルギーを集中させ、(バッテリー組立の自動化)が重要です。香港消費者評議会は、2022年に37件のバッテリー関連事故を報告し、そのうち23%が製造または修理の過程で発生した。バッテリーパックを溶接する場合、スポット溶接による金属の気化と内部セパレーターへの潜在的な損傷の組み合わせにより、適切な予防措置を講じないと熱暴走に最適な条件が生まれる可能性があります。このため、溶接はバッテリーパック製造において最も危険な段階の 1 つになります。

予防戦略の概要

18650 バッテリー溶接中の効果的な熱暴走防止には、機器の選択、プロセス制御、および人材トレーニングを組み合わせた多層的なアプローチが必要です。主な戦略には、最適な溶接パラメータの維持 (通常、100-300A で 2-5ms のパルス持続時間)、厳格な溶接前検査プロトコルの実装、温度監視システムの使用が含まれます。高度な設備は()溶接前に潜在的な漏れを検出する監視システム。包括的な予防計画は、バッテリーの選択から最終組み立てまでのすべての段階に対処する必要があり、直列/並列接続溶接中の熱管理に特に注意を払う必要があります。

短絡

内部短絡は、18650 バッテリー溶接中の最も直接的な熱暴走トリガーを表します。これらは、溶接電流が誤ってセル端子をブリッジした場合、または金属の削りくずがバッテリー ケーシングに浸透した場合に発生する可能性があります。香港理工大学の研究によると、アノードとカソードの両方に接触する 5μm の金属粒子がミリ秒単位で 50A の短絡が発生する可能性があることが示されています。予防策には次のものが含まれます。

  • 絶縁溶接治具の使用
  • デブリ除去プロトコルの実装
  • バッテリーホルダーへの非導電性コーティングの適用

過熱

溶接中に過度の熱が入力されると、バッテリーの内部セパレーター (通常は 20-25μm のポリエチレン/ポリプロピレン) が劣化し、陰極と陽極の接触を引き起こす可能性があります。温度しきい値は、バッテリーの化学的性質によって異なります。

バッテリーの種類臨界温度
LiCoO2 130-150°C
LiFePO4 200-250°C
NMCの 170-190°C

物理的損傷

不適切な取り扱いや過度の溶接力による機械的ストレスにより、バッテリーの内部構造が損なわれる可能性があります。一般的なダメージポイントは次のとおりです。

  • マイナス端子のくぼみ(最大0.2mmの深さを推奨)
  • キャニスターの変形(直径変化>0.5%はリスクを示します)
  • ベント機構の閉塞

過充電/過放電

2.5〜4.2Vの範囲外のバッテリーは熱リスクを高めるため、溶接前の電圧検証が不可欠です。香港の安全基準では、次のことが求められています。

  • 0.05V以内の事前組立電圧整合
  • 30-50%の充電状態での保管
  • >10mVの自己放電/日のセルの除去

電解液注入

適切なスポット溶接パラメータ(電流、パルス持続時間)

最適な溶接パラメータにより、接合強度と最小限の入熱のバランスが取れます。ニッケルストリップから18650端子の場合:

材料電流(A)パルス (ms)電極力(N)
0.15mmニッケル 180-220 3-4 40-60
0.2mmニッケル 220-260 4-5 60-80

温度プローブまたは赤外線温度計を使用する

継続的な温度監視プロセスには次のものを含める必要があります。

  • 溶接前のベースライン測定
  • 溶接間冷却検証(
  • 溶接後の安定化チェック

熱暴走の兆候(煙、腫れ、シューという音)を認識する

緊急対応プロトコルは、次の進行段階に対処する必要があります。バッテリー組立自動化

  1. 初期加熱(60〜100°C):わずかな電解液の臭い
  2. 通気口(120-150°C):シューという音が聞こえる
  3. 熱暴走(>180°C):激しいガス噴出

この包括的なアプローチ溶接全体を通して安全な操作を保証します。生産品質を維持しながら人員と設備の両方を保護するプロセス。

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