Q&A: 円筒形リチウム電池の気密試験と破裂試験の方法は？わかりやすい記事

電力電池とエネルギー貯蔵産業が高い安全性の時代に突入する中で、円筒形リチウム電池は"シールの信頼性「は、バッテリーの寿命、性能、安全性を決定する重要な指標となっている。

14500であれ、18650であれ、21700であれ、あるいはサイズの大きな長いシリンダーであれ、生産ラインは2つのコアテストを実施しなければならない：

• 気密性テストバッテリーのシールから空気が漏れる危険性があるかどうかを判断する。
• バーストテスト圧力限界とハウジングの爆発に対する安全性の検証

この2つのテストは、バッテリーが次のテスト中に損傷しないことを保証します。高圧充放電、電解液揮発、機械的圧縮、高温膨張寒冷 "などの作業条件下でも安定した密閉性を維持でき、膨張、液漏れ、火災などの安全事故を回避できる。

Ⅰ. 円筒形セルの構造的運命：破壊試験の必然性

リチウム円筒型電池の構造設計上、その検出は難しい問題となる。円筒型セルのトップキャップは、スチール製シェルハウジングにレーザー溶接されてシールを形成しており、この溶接部分が漏れの可能性がある唯一の場所である。しかし、この立場こそ、外部から非破壊的にテストすることはできない。

従来の水浸試験？セルケーシングを完全に密閉し、内部に水が入らないようにして、はんだ付けの品質を確認します。
外部加圧試験？圧力が溶接界面に伝わらないため、試験結果は無意味です。

唯一の解決策バッテリー底部に穴を開け、内側から圧力をかけ、上部の溶接部の密閉性を確認する。

これは業界が直面する最初のジレンマである：シールをテストするには、まずシールを破らねばならない。

Ⅱ. リチウム円筒形電池の気密性試験には何をするのか。

穴を開けることは避けられないのだから、この『ダメージ』を正確で、コントロール可能で、価値のあるものにしよう。

精密工業技術が円筒形リチウム電池を顧客向けにカスタマイズ気密試験機

ステップ1：低侵襲穿孔法

電池の底部（マイナスキャップの近く）に、通常直径0.5～2mmの微細な穴を開ける。この穴の位置と大きさは正確に計算されている：

ロケーション選択ロジック::

• 構造強度に影響を与えることなく、溶接部から離れた場所
• 内部チャンバーに近接しているため、迅速な圧力上昇が可能
• 検査の一貫性を確保するための標準化されたポジショニング

寸法管理要件::

• 機械的強度に大きな影響を与えない程度に小さい
• 高速ガスフローに十分な大きさ
• 再現性が高く、テストエラーを回避

ステップ2：特殊治具システム

円筒形バッテリーには、18650から21700、より大きな32650まで、さまざまなサイズがあり、それぞれにカスタムフィクスチャーが必要だ。

冶具設計の三重機能::

機能レベル	技術要件	リアライズ・バリュー
物理的位置	バッテリー位置を正確に固定	テストの一貫性の確保
シールフィット	パンチ位置とのシームレスなアライメント	ガス漏れの防止
クイックスイッチ	モジュール設計	一台で何役もこなす（慣用句）。

精密エンジニアリングの作業着ソリューション上下の金型構造を採用し、簡単な金型交換で異なるバッテリー仕様に対応でき、この設計により、試験装置の投資回収率が飛躍的に向上する。

ステップ3：圧力の適用とモニタリング

バッテリーの内部空洞にテストガスを充填する。1000~1500 kPaの間だ。

モニタリングの方法は主に以下に基づいている。圧力降下.

検出原理設定した圧力まで膨張させた後、エアラインを閉じ、一定時間の圧力降下をモニターする。溶接部に微小な漏れがあれば、圧力は下がり続ける。

代表的な試験パラメーター::

• 膨張時間：15~20秒
• バランス時間：15~20秒
• 検出時間：15~20秒
• 判定基準：圧力損失≦1000 Pa

この方法の精度は1Paレベル肉眼ではまったく検知できないような小さな漏れも検知できる。

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1.カスタマイズされたテストフィクスチャの配置

異なるサイズのバッテリーは、異なる「¢」に対応する必要がある。上型＋下型"の圧縮構造を確保する：

• シール面の再現性
• 試験圧力の漏れなし
• コア軸にかかる均一な力

プレシジョン・エンジニアリングの気密試験装置装置の再利用率を最大化するために、上型と下型を変えることで、サイズの異なる複数のコアをカバーすることができる。

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2.設定圧力をかける（例：1000kPa）

JC-B015 気密破裂試験機バッテリーセル内に空気を入れ、設定圧力まで上げます。

典型的なテスト圧力：

• 300~500 kPa：従来の民生用バッテリー
• 1000~1500 kPa: 自動車グレードの高セキュリティ円筒形セル
• ≥1500kPa以上：高強度特殊コア（エネルギー貯蔵、パワーブレードサポートコアなど）

精密エンジニアリング最大3 MPaの試験範囲で利用可能な気密試験機.

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3.電圧調整および検出

設定した安定時間が経過するとJC-B015 気密爆風試験機リークを読み始める：

• 圧力降下 ΔP
• リーク率 Q
• 最大リークしきい値

ビデオ・ケース・イン・ポイント
顧客は「漏れ圧力≦1000Paを許容範囲とみなす」と要求し、試験値「223Pa」は完全に許容範囲に属する。

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4.判定結果：合否

気密計が自動的に判断して出力する：

• OK（シールパス）
• NG（漏れ超過）

また、MESトレーサビリティ、カーブモード、コアコードの記録、生産ラインのビート同期もサポートしている。

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5.精密エンジニアリング気密試験機特性

• 製品に損傷がないこと（ラボサンプリングまたは量産全数検査の場合）
• 小さな漏れを検知
• 管理された迅速なテストプロセス
• 複数の細胞タイプをカバーできる

Ⅲ. リチウム円筒電池の破裂試験はどのように行われるのですか？

気密性テストが、"その気密性 "を検証するためのものである場合。シールの合否「ブラストテストはモニタリングだ。強さの信頼性は？".

ブラスト・テストの中核的価値::

バッテリーは実際に使用する際に遭遇する可能性がある：

• 内部短絡による過渡高電圧
• 過充填によるガスの析出
• 高い周囲温度での内圧上昇

このような異常な運転条件では、バッテリーケースが簡単に破裂したり（安全上のリスク）、過度に頑丈になったり（安全弁の正常な作動に影響）しないよう、十分な強度のマージンを確保しなければならない。

バースト試験の実施方法

継続的なアップリフト戦略

気密性試験の急速膨張とは異なり、破裂試験にはゆっくりと均一な圧力上昇::

標準的な破裂圧力範囲1～3.5MPa、値によって異なる：

• ハウジングの材質（スチール対アルミニウム）
• 肉厚設計
• 溶接工程
• バッテリー仕様

破裂パターンの分析

通常、バッテリーはトップカバーまたはキャップのハンダ付け位置で発生するはずです。制御破裂.以下の異常が発生した場合：

• シェルのサイドウォールのひび割れ溶接は強すぎ、シェルは弱すぎる
• 底部破断構造設計の欠陥
• イレギュラーティアー溶接品質が不均一

これらの異常なパターンは、改善のために設計とプロセスにフィードバックされる必要がある。

Ⅳ. 精密工業技術：円筒形リチウム電池の気密性＋破裂試験産業ソリューション

10年以上にわたって気密性試験の分野で業界をリードしてきたプレシジョン・エンジニアリングは、新エネルギー分野において以下のような実用的な優位性を持っています：

マルチモードと異なるセルサイズをサポートする1台のマシン

上型と下型を変えることで、異なる直径と長さの円筒形セルをテストすることができ、金型費用を節約し、生産能力を向上させることができる。

:: 統合気密＋ブラスト・プログラム

1台ですべてをこなす：

• 気密試験
• 耐圧試験
• バーストテスト

車載用や電力貯蔵用セルの研究開発や量産に適している。

：高圧力対応（≧1MPa）

電源バッテリーの構造圧力検証要件を満たす。

正確で安定した結果

微小リークレベル検査は、差圧法や直圧法などのアルゴリズムを組み合わせた高精度センサーで実現される。

大手電力電池工場を含む3600社以上の有名顧客にサービスを提供

また、CE認証を取得し、国際市場でも有効であるため、グローバルな顧客導入に適している。

V. 円筒コアの気密＋破裂試験の推奨パラメータ

テスト項目	典型的な圧力	ゴール
気密性テスト	1000~1500 kPa	シールのマイクロリークを検出
耐圧試験	1.0~1.5 MPa	構造強度マージンの検証
バーストテスト	2.0~4.0MPa（モデルによる）	極度のストレス耐性

精密工学は、限界値をより科学的にするために、異なるコア構造に応じて圧力逆計算サービスを提供することができます。

概要

円筒形リチウム電池の安全システムは、気密性試験で「通常の使用で液漏れがない」ことを保証し、破裂試験で「過酷な使用条件で破裂しない」ことを保証する。

検出ロジックを以下にまとめる：

• 気密性試験＝適合製品のスクリーニング
• バーストテスト＝製品設計の検証

精密工業技術の包括的な気密＋破裂試験ソリューションは、新エネルギーおよびエネルギー貯蔵企業が完全な品質システムを確立するのに特に適しています。

円筒形リチウム電池の検査ソリューションをお探しなら。精密エンジニアリング設備からサービスまで一貫したサポートを提供し、科学的な品質管理システムの確立をお手伝いします。

原文ママ本稿の執筆者深センJingchenggongke技術Co., 株式会社テクニカル・チームが執筆。データソース精密エンジニアリング社内のテストデータと顧客事例。