圆柱形电池拆解揭示了分级数据无法满足的需求

一批21700电池成型后状态良好。但在分级时，同一货架位置的三节电池的容量比该批次平均容量低3-4%，且其直流内阻（DCIR）略高于规格上限。成型配方未变，涂层记录平稳，电解液批次也与前一批次相同。团队提出了三种可能性：涂层重量漂移、电解液润湿不完全，或某一班次卷绕张力发生波动。如果采用完整的实验设计（DOE）对所有三种可能性进行测试，将耗费一周的货架时间和一卷电极材料。而拆开这三节电池仅需二十分钟，便结束了这场争论。

这是圆柱形试件生产的正常节奏。分级数据只能告诉你某个试件不合格，但很少能指出具体是哪个试件不合格。拆卸，或者说受控的试件拆解和检查，正是连接这两者的关键步骤。

分级只能告诉你症状，不能告诉你位置。

容量、直流内阻 (DCIR)、开路电压 (OCV)、自放电：分级机测得的每个数值都是对整个电池的积分。3% 的容量损失可能源于正极负载、负极平衡、电解液不足、隔膜润湿或极耳电阻焊接。电学测试无法区分这些原因，而疑似原因越多，进行多因素实验的诱惑就越大。对于试生产批次中单个异常通道，拆解通常比实验更经济快捷。

拆解分析的关键在于：务必保留每个电池单元的评级记录。试生产生产线的评级机按通道记录每个电池单元的数值，并且电池单元放置在已知的机架位置，因此您可以准确地知道哪些编号对应测试台上的电池单元。您是在将测量值与物理状态关联起来，而这种关联正是将拆解分析从经验之谈转化为确凿证据的关键所在。如果您在没有评级记录的情况下打开电池单元，那您就只能靠猜测了。

我们之前写过为什么 细胞分级成为中试细胞鉴定过程中的瓶颈. 在评分标记某个单元之后，拆解是自然而然的下一步：测试人员决定某个单元是坏的，反汇编器决定为什么。

按固定顺序打开，并拍摄所有物品

顺序至关重要，因为每一步都可能破坏下一步的证据。以下序列适用于圆柱形细胞：

1. 首先，确定卷发的位置。 开盖后，在展开任何部件之前，请检查卷材相对于罐底和顶部绝缘垫圈的位置。卷材移位会导致短路、容量损失和直流绝缘电阻 (DCIR) 升高。
2. 接下来是焊片焊接。 检查焊缝界面（焊片与罐底连接处和焊片与端子连接处）是否存在焊点不完整、烧穿或焊点缺失的情况。即使焊缝通过了拉力测试，其电阻仍然可能很高；这种失效模式往往在循环测试中出现之前就已显现。
3. 解体。 缓慢展开，观察边缘对齐情况和伸缩情况。卷绕张力问题会在这里留下明显的物理痕迹，这也是为什么张力控制是一个常见的研究课题。 圆柱形中试电池认证。
4. 电解质分布。 注意卷材上干湿区域的分布，尤其是在卷芯处。卷芯干燥是经过数周静置后，填充或润湿的结果，而非化学处理的结果。
5. 箔片和隔膜状况。 铜箔上的变色、凹坑或结晶沉积物表明存在水分或电解液分解，而任何电气测试都无法显示这些情况。

在移动零件之前，务必拍摄每个步骤的照片。工艺工程师最终会根据照片进行争论。

不销毁证据的解除压痕

圆柱形卷材拆解的难点在于如何在不损坏卷材的情况下打开罐体。用钳子撬开盖子会使罐壁变形，撕裂外层线圈，而从损坏的卷材中你只能了解到你把它弄坏了。

旋转式拆解机能够干净利落地完成这项工作：电池在模具中旋转，同时碳化钨刀片沿着卷边切割，将盖与罐体分离，而不会切入卷筒。在王盛提供的试生产生产线配置中，刀片以 1000 转/分的速度运转，模具以 300 转/分的速度旋转，该机器可处理常见的 18650、21700、26650 等小型电池以及更小的 10 系列电池。使用这台机器时，有两个实用技巧：一是拆解时应在干燥箱或干燥室中进行，因为卷筒电池一旦打开就会与空气发生反应；二是靠近卷边切割时要缓慢进行，因为刀片应该沿着卷边凹槽切割，而不是强行切入。

阅读调查结果：从发现到处理步骤

卷材展开后，将观察到的现象与工艺步骤对应起来。下表列出了圆柱形中试生产线上最常见的对应关系：

注意表格中未包含的内容：化学成分。根据我们的经验，大多数通过拆解分析发现的试验单元异常最终都归结于机械结构、对准、张力、焊接能量和润湿时间。这是一个很有用的判断标准。它可以避免在真正的问题出在松动的芯轴上时，却随意更改成型配方。

要打开多少个单元格，以及打开哪些单元格？

证据和库存之间存在权衡：每打开一个单元格，就意味着少一个单元格可以继续循环生产或发货。在试生产线上，这种成本低而信息价值高，因此应该倾向于打开单元格。

我们推荐的抽样规则是：当一个分级通道出现故障时，从该通道中选取两个故障单元格，并选取一个相邻的健康单元格作为对照。当故障扩散到多个通道时，选取极端值（最差和最好）的单元格，因为这种扩散本身就具有诊断意义。每个条件下通常选取两到三个单元格就足以观察到某种模式；超过这个数量，你收集的就只是轶事，而不是数据。

在生产线上，情况则截然相反。在那里，拆解检验仅限于首件产品、重大换型和客户投诉，因为生产合格单元的吞吐量成本是实实在在的。

何时不该拆除

拆解并不是解决所有异常情况的办法。

• 如果单个单元出现故障且无图案显示，请首先检查测试夹具。调色通道上的接触不良会模拟单元故障，即使拆卸再多也无法发现连接问题。
• 如果怀疑存在污染，拆解分析只能显示存在问题，但无法确定具体原因。与其在实验台上凭感觉猜测，不如将电极或电解液样品送至 SEM/EDX 或 ICP 实验室进行分析。
• 如果您需要可靠性级别的故障统计数据，一次拆解分析并不能代表完整的分布情况。您需要一个明确的抽样方案，并记录多次拆解分析的结果。

购买拆罐机时，请向供应商询问三个问题：它是切割卷边还是压扁卷边？不同尺寸的罐头是否需要更换工具？完全拆解需要多长时间？这些问题的答案将决定这台工具是放在分拣机旁边，还是束之高阁。

拆卸原木化合物

第一次拆解是为了解决问题，第十次拆解则是为了建立数据库。如果每次拆解的电解槽都附上照片、测量表和分级记录，那么几批之后，你就可以从日志中回答诸如“阳极批次变更是否改变了故障特征？”之类的问题，而无需依靠记忆。这就是在圆柱形中试生产线上，拆解工作悄然收回成本的方式。

当你指定一个 圆柱形电池导引管将拆卸机放在分级机旁边，并将拆卸作为验证的标准步骤。这是大多数试点实验室所缺乏的最快捷的根本原因分析工具。如果您正在搭建这条生产线，并且想要了解从卷绕到分级的完整设备范围， contact Wangsheng 我们将逐步指导您完成配置。