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헬륨 추적 방식의 배터리 셀 리크 테스트

리크 테스트는 특히 차세대 리튬 이온 이차 전지배터리 셀 생산 공정에서 필수적인 작업입니다.

하우징의 완벽한 밀봉은 셀의 품질과 장기적인 신뢰성을 보장하는 가장 중요한 기능 중 하나입니다. 한편, 매우 작은 전해액 손실도 방지하는 것이 필수적입니다. 이러한 성분은 주변 습기와 반응하여 유독성 화합물을 발생시킬 수 있는 인화성 성분으로 구성되는 경우가 많습니다. 반면에 습기나 기타 오염 물질이 셀로 유입될 경우 올바르게 작동하지 않고 효율성이 저하될 수 있습니다.

일반적으로 배터리 셀의 기밀성 점검이 리튬 이온 셀 생산 체인의 필수적 작업이라면, 이 테스트는 전기 자동차 애플리케이션에서 배터리를 사용할 때 자동차 시장의 일반적인 품질 및 안전 표준을 보장하기 위해 더욱 중요합니다.

Leak testing of battery cells by helium tracing
설명

로딩/언로딩용 중앙 슬라이딩 카트가 있는 각형 배터리 셀 테스트용 더블 챔버 머신. 측정 원리: 헬륨을 추적가스로 사용한 진공 챔버 내 글로벌 테스트 및 질량 분광계 분석.

전해액 충진 및 밀봉 전 완성 셀을 검사하도록 설계된 머신.

전해액과 함께 셀 내부에 충진된 헬륨을 추적가스로 사용하는 방식으로 동일한 유형의 머신을 사용하여 셀 충전 및 밀봉 후 완성된 셀을검사할 수 있습니다.

이 머신은 이동식 패널이있는 용접 및 도장된 강철 프레임에 조립된 수동 개폐 기능이 있는 2 개의 진공 챔버를 제공합니다. 챔버는 번갈아가며 작동합니다. 하나의 챔버가 닫혀 있고 테스트사이클이 실행 중일 때 다른 챔버는 로딩/언로딩을 위해 열려 있습니다. 진공 펌핑 시스템은 챔버 뒤에 배치됩니다. 전기 배전반과 분석 시스템이 포함 된 캐비닛은 프레임에 고정되고 공정 가스 분배를 위한 공압 보드는 진공 챔버에 고정됩니다. 두 챔버 모두 기계 중앙을 향해 자동으로 열리므로 로딩/언로딩 위치가 두 챔버 모두 동일하며 광학 안전 장벽으로 보호됩니다. HMI는 터치 스크린 컬러 모니터와 작업자를 위한 푸시 버튼과 조명 신호가있는 두 개의 원격 제어 상자(각 챔버에 하나씩)로 만들어집니다. 이 장비는 헬륨 및 공기 배출을 위한 별도의 배출 포트를 제공하며 헬륨 회수 시스템에 연결하기에 적합합니다.

장점
  • 분석을 위한 전용 펌핑 시스템 – 토탈 플로우
  • 카트 위에 올려져 유지보수에 용이한펌핑 시스템
  • 전용 전기 및 공압 캐비닛
  • 펌핑 시스템의 환기 및 방음
  • 완전히 사용자 지정이 가능한 HMI 인터페이스
기술 사양

머신 기본 구성

  • 수동 로딩 경향
  • 테스트 압력: 3 bar abs
  • 생산 속도: 매 5초당 1개 (매 40초당 8개)
  • 리크량: ~10-6 scc/s

다른 구성

  • 조립 라인에 통합된 완전 자동 솔루션  (fully automatic solution) 가능
  • 고객 사양(챔버 수량, 챔버당 테스트 셀 수량 등)에 따른 구성 가능
버전
  • 하우징 리크 테스트

다음 조립 공정으로 누출 결함이 있는 부품이 보내지는 것을 방지하기 위해 전극 조립 전에 셀 하우징을 먼저 테스트 할 수 있습니다.

스테이션 내부의 전용 툴링은 셀을 밀봉하고 셀에 추적 가스(헬륨)를 채우는데 사용됩니다

leak-testing-battery-cells

  • 하우징 리크 테스트

다음 조립 공정으로 누출 결함이 있는 부품이 보내지는 것을 방지하기 위해 전극 조립 전에 셀 하우징을 먼저 테스트 할 수 있습니다.

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  • 주입(전해액과 함께 헬륨 주입) 및 밀봉 후 셀 테스트

밀봉 전 전해액 주입 중에, 헬륨과 같은 불활성 가스를 셀 내부에 첨가하거나 헬륨이 포화된 환경에서 밀봉 작업을 수행할 수 있는 조건인 경우 헬륨을 추적 가스로 사용하여 진공 챔버 내 테스트를 수행할 수 있습니다

battery-cells-helium-tracing

  • 주입 및 밀봉 후 셀 테스트 (Bombing)

테스트 대상 셀은 먼저 고압 헬륨으로 채워진 Bombing 챔버에 로딩됩니다. 하우징에 씰링 결함이 있을 경우, 헬륨이 셀로 들어갑니다.

그런 다음 셀은 진공 챔버로 이동하며, 여기서 헬륨은 동일한 씰링 결함을 통해 셀에서 자유롭게 배출됩니다. 질량 분석기는 챔버에 헬륨이 존재하는지 감지하고 리크량을 측정합니다

battery-cells

  • 전해액 주입 및 밀봉 후 셀 테스트 (전해질 추적방식)

셀 유형에 따라서, 셀 내부에 이미 존재하거나 생성된 증기 또는 가스를 추적하여 화성공정전 또는 이후에 최종 배터리 셀의 리크 테스트를 수행할 수 있습니다. 테스트는 진공 챔버에서 수행되며 추적에는 특수 질량 분광분석기가 사용됩니다. 테스트를 위해 셀 내부에 헬륨과 같은 추적 가스를 추가로 주입할 필요가 없습니다.

 

test-cell

 

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