Тематическое исследование No 01: Перелом ролика после всего лишь двух месяцев производства NCM
Производитель катодного материала сообщил о преждевременном отказе нескольких роликовых стержней карбида кремния, работающих в производственной печи NCM.
Ролики были установлены всего за два месяца до этого, что значительно меньше ожидаемого срока службы.
На первый взгляд, покупатель подозревал проблему качества материала.
Однако подробное расследование показало другую историю.
Типичные условия печи включают:
- Температура: 700-800°C
- Непрерывная работа
- Литийсодержащая атмосфера
- Производство катодного материала NCM
На роликах было показано:
- Обесцвечивание поверхности
- Локальная коррозия
- Уменьшение прочности
- Преждевременный перелом
Микроскопическое исследование показало, что повреждение сосредоточено вблизи поверхности ролика.
Вместо простых механических трещин, структура показала признаки химической деградации.
Наиболее пострадавшие районы соответствовали регионам, подверженным воздействию паров, содержащих литий.
Основным механизмом сбоя была коррозия, вызванная литием.
При повышенных температурах соединения лития вступают в реакцию с защитным слоем кремния на поверхности SiC.
В результате реакции образовались силикаты лития, постепенно разрушающие защитный барьер.
Как только защита поверхности была скомпрометирована:
- Коррозия проникла внутрь
- Увеличение пористости
- Снижение механической прочности
В конце концов, ролик сломался при нормальных нагрузках.
Сопутствующее чтение:
Почему LiOH более коррозионный для компонентов SiC в литийных батарейных печах?
Механизм коррозии SiC слоем за слоем в литийных средах
Заказчик реализовал:
- Улучшенный контроль атмосферы
- Усиленные инспекции по техническому обслуживанию
- Компоненты SSiC с более высокой плотностью
Эти изменения значительно улучшили срок службы ролика.
В производстве литийных батарей отказ ролика не всегда является механической проблемой.
Химическая деградация может начаться задолго до того, как появится видимый вред.
