전기차를 포함한 리튬이온 배터리를 사용하는 다양한 제품에서 발생하는 대부분의 화재사고는 충전 중에 발생합니다. 이러한 현상이 발생하는 주된 이유는 음극 전극 재료(흑연 또는 혼합 실리콘)가 반복되는 충전 사이클 후에 계속 팽창하여(그림 1) 양극 전극과 음극 전극 사이의 거리가 짧아지기 때문입니다. 따라서 전극 버(burr) 또는 금속 입자로 인해 이러한 전극 간의 유효 거리가 원래 설계보다 짧아져 내부 단락의 위험이 증가합니다.

그림 1 리튬 이온 배터리 충전 및 방전 시 흑연 음극재의
높이 변화(Furukawa Electric Review, No. 134 2015-1)

따라서 화재 방지 측면에서 리튬 이온 배터리 셀의 절연 테스트는 절연 저항을 측정하기보다는 전극 간 거리를 확인해야 합니다. 공기 파괴 전압 vs 거리 데이터(그림 2)에서, 갭 거리가 몇 μm만큼 짧은 경우에도 파괴 전압이 350V보다 높다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 절연 내력 전압 테스트는 350V보다 높은 전압에서 수행되어야 합니다. 고장 또는 플래시오버(flashover) 발생 여부를 테스트하면 절연 거리가 충분한지에 대해 효과적으로 평가할 수 있습니다(그림 3).

그림 2 공기 파괴 전압과 거리 간의 관계

그림 3 테스트 중 전기 플래시오버(Electrical flashover)

화재 외에도 고려해야 할 또 다른 위험 요소로는 분리기 내부의 전도성 불순물(누설 전류)에 의한 과도한 자체 방전이 있습니다. 이 부품의 테스트 전압은 너무 높지 않아도 되며 실제 누설 전류가 나타날 때까지 기다리는 데 시간이 오래 걸립니다. Chroma 11210의 플래시 테스트 기능은 타이밍 시퀀스, 샘플링 통합 시간, 측정 범위 및 결함 판단 조건을 사용자가 지정할 수 있는 2단계 간헐적 고전압 및 저전압 테스트를 제공하여 리튬 이온 배터리 셀의 절연 품질 검사 두 가지 측면의 요구 사항을 완벽하게 충족합니다.

(그림 4) 리튬 이온 배터리의 절연 품질 검사에 Chroma 11210 + 플래시 테스트 기능 적용

Chroma 11210 배터리 셀 절연 테스터는 고유한 전기 플래시오버 검출 기술과 리튬 이온 배터리(건식 셀)용 내장 플래시 테스트 기능을 사용합니다. 전해질 충전 전 유효 절연 거리의 충분성을 감지하고 비정상적인 전기 누출을 감지합니다. 이렇게 하면 리튬 이온 배터리 화재 위험을 효과적으로 줄이고 잠재적인 절연 결함이 있는 제품이 다음 생산 단계로 이어지거나 시장에 출시되지 못하게 할 수 있습니다.

11210 배터리 셀 절연 테스터에 대한 자세한 내용은 Chroma의 웹 사이트를 참조하십시오: