دراسة حالة رقم 01: كسر عجلة بعد شهرين فقط في إنتاج NCM
أبلغ أحد منتجي المواد الكاثودية عن فشل سابق لأوانه في العديد من قضبان الأسطوانة من كربيد السيليكون العاملة في فرن إنتاج NCM.
تم تركيب الأسطوانات قبل شهرين فقط، وهو أقل بكثير من فترة الخدمة المتوقعة.
للوهلة الأولى، شك العميل في وجود مشكلة تتعلق بجودة المواد.
لكن التحقيق التفصيلي كشف قصة مختلفة.
تشمل شروط الفرن النموذجية ما يلي:
- درجة الحرارة: 700-800 درجة مئوية
- عملية مستمرة
- جو يحتوي على الليثيوم
- NCM إنتاج مواد الكاثود
وأظهرت بكرات:
- تغير لون السطح
- التآكل الموضعي
- تخفيض القوة
- كسر سابق لأوانه
أظهر الفحص المجهري أن الضرر تركز بالقرب من سطح الأسطوانة.
وبدلاً من التشقق الميكانيكي البسيط، أظهر الهيكل دليلاً على التحلل الكيميائي.
المناطق الأكثر تضررا تتوافق مع المناطق المعرضة للأبخرة المحتوية على الليثيوم.
كانت آلية الفشل الأساسية هي التآكل الناجم عن الليثيوم.
عند درجات حرارة مرتفعة، تفاعلت مركبات الليثيوم مع طبقة السيليكا الواقية على سطح كربيد السيليكون.
أدى التفاعل إلى توليد سيليكات الليثيوم، مما أدى إلى تدمير الحاجز الواقي تدريجيًا.
بمجرد اختراق حماية السطح:
- توغل التآكل إلى الداخل
- زادت المسامية
- انخفضت القوة الميكانيكية
وفي النهاية، انكسرت الأسطوانة تحت أحمال التشغيل العادية.
القراءة ذات الصلة:
لماذا يعتبر LiOH أكثر تآكلًا لمكونات SiC في أفران بطاريات الليثيوم؟
آلية تآكل طبقة تلو الأخرى لـ SiC في بيئات الليثيوم
قام العميل بتنفيذ:
- تحسين التحكم في الجو
- تعزيز عمليات التفتيش على الصيانة
- مكونات SSiC عالية الكثافة
أدت هذه التغييرات إلى تحسين عمر الأسطوانة بشكل ملحوظ.
في إنتاج بطاريات الليثيوم، لا يمثل فشل الأسطوانة دائمًا مشكلة ميكانيكية.
قد يبدأ التحلل الكيميائي قبل فترة طويلة من ظهور الضرر المرئي.
