熱電池生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理探討

張鴻 越云博 姜義田 趙昱楓 江黎莉

摘要：熱電池因其各方面的優(yōu)勢，在軍事領(lǐng)域發(fā)展迅速，在進入新時期以后，熱電池開始進入更多的應(yīng)用領(lǐng)域，并發(fā)揮出更大的價值。據(jù)此，有必要加強其生產(chǎn)過程質(zhì)量管理，使其可生產(chǎn)出符合社會發(fā)展所需的熱電池。文章就熱電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管理意義、途徑、熱電池發(fā)展趨勢進行了論述與分析。

關(guān)鍵詞：熱電池;生產(chǎn)過程;質(zhì)量管理

引言：探討熱電池生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理，需明確熱電池的基本生產(chǎn)流程以及各個階段的質(zhì)量管理任務(wù)，樹立正確的質(zhì)量管理目標，以目標為引領(lǐng)與指導(dǎo)，實現(xiàn)對整個流程的質(zhì)量管理。

一、熱電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管理意義

熱電池電解質(zhì)選擇的是熔鹽，在持續(xù)的加熱之后，裝置在熱電池內(nèi)部的電解質(zhì)會逐漸融化，呈熔融態(tài)，瞬間激活電源，產(chǎn)生供電作用，借助系列化學(xué)反應(yīng)，釋放電力。在生產(chǎn)熱電池的進程中，熱電池本身選擇的電化學(xué)體系以及選擇的電極材料都會不同程度地影響熱電池的整體性能。結(jié)合當前社會發(fā)展所需，開始出現(xiàn)各種類型、各種用途的熱電池，并選擇搭建相應(yīng)的熱電池電化學(xué)體系，而因熱電池發(fā)揮作用，主要依靠的是電池電化學(xué)體系的物理化學(xué)反應(yīng)來直接激活的，其整體過程有著較大的突變性，容易受到各種因素的干擾，很難人為控制。針對該種情況，為避免在激活熱電池時因機械碰撞、電流增加而引發(fā)火源，有必要針對整個生產(chǎn)過程加強質(zhì)量管理，提升其整體性能，保障其使用質(zhì)量。

二、熱電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管理途徑

熱電池生產(chǎn)質(zhì)量管理，涉及到多個方面的因素，需根據(jù)生產(chǎn)流程、生產(chǎn)方式、材料選用等各個方面來加以優(yōu)化，以此來確保其使用質(zhì)量滿足要求。從以下數(shù)點進行論述：

1.引入信息化技術(shù)

引入信息化技術(shù)，可切實提升熱電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管理水平，從以下數(shù)點著手：

（1）引入系統(tǒng)化管理系統(tǒng)。通過對熱電池生產(chǎn)過程的整體化分析，明確各個階段的生產(chǎn)任務(wù)以及具體的生產(chǎn)流程，制定個性化、系統(tǒng)化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)對各個階段的電池生產(chǎn)過程的模塊化管理，并可借助系統(tǒng)來及時的查找與分析生產(chǎn)過程中的不足，提出合理的優(yōu)化建議，避免出現(xiàn)比較嚴重的質(zhì)量問題[1]。

（2）裝設(shè)更加先進、精確的監(jiān)控設(shè)施，比如智能化攝像頭，直接關(guān)聯(lián)生產(chǎn)車間管理中心，通過智能化攝像頭捕捉投料機，拌粉機，壓片機，造粒機，篩粉機，噴石墨機，負極拌鋅膏機，卷隔膜套機，打環(huán)機，入環(huán)機，涂膠機等各項生產(chǎn)設(shè)備、熱電池的實時狀態(tài)，分辨其可能存在的各種問題，便于問題的及時解決，避免出現(xiàn)較多的劣質(zhì)產(chǎn)品，亦能在源頭防止劣質(zhì)熱電池流入市場。

（3）適合于各種電壓等級和容量大小的熱電池組在線智能監(jiān)控系統(tǒng)，安裝簡單，完成初次設(shè)置后即可長期監(jiān)測，數(shù)據(jù)實時調(diào)閱并生成報表。特別適合于維護人力緊張的車間

2.加強試驗監(jiān)測

（1）要求在熱電池生產(chǎn)之后，做一次放電深度為30%-40%放電實驗，在其滿足標準要求之后方可流入市場;熱電池放電期間應(yīng)每小時測量一次端電壓和放電電流，確保其性能達標。

（2）引入更加專業(yè)的可靠性試驗設(shè)備，比如電池高低溫試驗箱、電池重物沖擊試驗機、電池自由跌落試機、電池擠壓針刺一體機、高空低氣壓模擬試驗箱、電池過充過放防爆箱、電池短路試驗儀、電池燃燒試驗機等，以此來評測各個生產(chǎn)階段熱電池的狀態(tài)，及時調(diào)整生產(chǎn)過程，保證熱電池生產(chǎn)質(zhì)量[2]。

3.提升熱電池生產(chǎn)人員綜合素養(yǎng)

雖然熱電池的整個生產(chǎn)過程基本已經(jīng)實現(xiàn)了機械化、自動化、智能化，但是一些關(guān)鍵節(jié)點仍需生產(chǎn)人員進行把握，因此提升生產(chǎn)人員以實現(xiàn)對熱電池的質(zhì)量管理必不可少。從以下數(shù)點著手：

（1）制定長效培訓(xùn)機制，培訓(xùn)重點主要放在：提升對熱電池生產(chǎn)重點與關(guān)鍵內(nèi)容的把握;提升其各項專業(yè)設(shè)備的操作能力;提升其本身的責(zé)任意識，使其能切實承擔(dān)對應(yīng)的責(zé)任，更好地完成崗位任務(wù)。

（2）加強考核評價。評價內(nèi)容主要為：生產(chǎn)人員崗位任務(wù)完成情況、日常工作失誤情況、對生產(chǎn)流程提出的建設(shè)性意見、質(zhì)量管理目標有無達成等，以此來提升生產(chǎn)人員管理積極性。

4.正確選擇熱電池生產(chǎn)材料

電極材料選擇的適宜性直接關(guān)系到熱電池的整個生產(chǎn)流程，從陰、陽兩級材料的選擇與質(zhì)量管理來加以論述：

（1）選擇正確的陽極材料。在熱電池生產(chǎn)與工作時，其陽極會進行氧化反應(yīng)，實現(xiàn)熱電池的放電，其中鈣為使用頻率最高的陽極材料，其雖然應(yīng)用效果較好，但是在熱電池各個領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的背景下，鈣系熱電池已經(jīng)逐漸難以滿足社會發(fā)展所需，比如在激活熱電池時，其內(nèi)部裝置的電解質(zhì)會呈熔融狀態(tài)，Ca2+的流動會造成熱電池電化學(xué)體系短路，損害熱電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)。同時，在Ca/CaCrO4 電化學(xué)體系中，陽極材料為鈣，會出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。針對該種情況，在進行熱電池生產(chǎn)質(zhì)量管理時，有必要尋找一種更加適宜的陽極材料，比如可嘗試性的應(yīng)用鋰與鋰合金陽極材料，該種材料能夠在一定程度上彌補上述材料的不足，提升熱電池在激活狀態(tài)時的電壓，并可釋放更多的能量，且不會因承受較多的電流而損害;此外亦可選擇鋰合金材料，該種合金材料，加入了其他材質(zhì)，能夠避免在溶解鋰電子時，因鋰電子流動而出現(xiàn)短路，應(yīng)用效果較好[3]。

（2）選擇正確的陰極材料。在選擇陰極材料時，需參考選擇的電解質(zhì)、陽極材料類型，就當前階段來說，熱電池裝置的陰極材料為金屬硫化物或者金屬氧化物，其各具優(yōu)勢與不足。以氧化物來說，基本上對應(yīng)的陽極材料是鋰、鎂、鈣、合金等，該種陰極材料在生產(chǎn)過程中，把握以下質(zhì)量控制要點：其一，要求整個生產(chǎn)過程持續(xù)保持在高電壓狀態(tài)，必要時可引入耐高溫、耐高壓的監(jiān)測裝置，對該生產(chǎn)過程加以監(jiān)控，避免壓力不足導(dǎo)致的質(zhì)量降低;其二，要求確認陰極放電的安全性、穩(wěn)定性，若是在放電過程中出現(xiàn)火花、電流不穩(wěn)定等異常情況，應(yīng)及時停止放電，尋找原因并在解決之后再進行放電，以此來避免問題與損失的進一步擴大。

而若是陰極材料為金屬硫化物，可選擇CoS2、FeS2等硫化物材料，其中FeS2可較好的匹配鋰合金陽極，價格低廉、材料開發(fā)容易，但需注意生產(chǎn)過程放電穩(wěn)定性;此外選擇FeS2當作陰極材料時，應(yīng)注意控制溫度，并可根據(jù)實際情況來決定是否添加隔斷裝置以避免陽極材料與硫蒸汽出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)放熱，切實保障FeS2生產(chǎn)過程的熱穩(wěn)定性;亦可嘗試性的以CoS2來替代FeS2，其可在一定程度上彌補上述材料的不足，借助其本身的多孔結(jié)構(gòu)，降低電池內(nèi)阻，使其承擔(dān)更大的電流沖擊，延長電池壽命[4]。

三、熱電池發(fā)展趨勢

熱電池生產(chǎn)過程質(zhì)量管理是保障熱電池穩(wěn)定發(fā)展與安全應(yīng)用的基礎(chǔ)，通過了解熱電池結(jié)構(gòu)、性能、作用以預(yù)估其未來階段的發(fā)展趨勢，發(fā)現(xiàn)其無論在性能、功能、安全穩(wěn)定性等各個方面都有著較大的發(fā)展?jié)摿εc進步空間。從其實際生產(chǎn)與應(yīng)用情況出發(fā)，可通過開發(fā)鋰-硼合金代替鋰-硅合金當作陽極材料，選擇以鋰化合金當作陰極材料 ，可切實提升電池輸出電流的穩(wěn)定性以及電極的熱穩(wěn)定性。

結(jié)語：綜述，文章就熱電池生產(chǎn)過程的質(zhì)量管理進行了論述與分析，強調(diào)了其重要性與必要性，建議給予其足夠的重視，從引入信息化技術(shù)、試驗檢測、提升人員素養(yǎng)等各個方面入手，保障電池的使用性能。

參考文獻：

[1]侯遠強.鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量管理措施[J].環(huán)球市場，2018，（2）：1.

[2]黃昊，張磊，張永豐，等.鋰電池過熱誘導(dǎo)失控及其抑制技術(shù)[J].消防科學(xué)與技術(shù)，2019， （8）：4

[3]遲亮，宋維相，于金玉，等.一種具有電壓輸出管理功能的熱電池系統(tǒng)：，CN111082485A[P]. 2020.

[4]陳子勝，牛宗銘，張林立，等.一種動力電池測試的消防系統(tǒng)及其控制方法：， CN111729223A[P]. 2020.