熱電池生產(chǎn)過(guò)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(shì)，在軍事領(lǐng)域發(fā)展迅速，在進(jìn)入新時(shí)期以后，熱電池開(kāi)始進(jìn)入更多的應(yīng)用領(lǐng)域，并發(fā)揮出更大的價(jià)值。據(jù)此，有必要加強(qiáng)其生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理，使其可生產(chǎn)出符合社會(huì)發(fā)展所需的熱電池。文章就熱電池生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理意義、途徑、熱電池發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了論述與分析。

關(guān)鍵詞：熱電池;生產(chǎn)過(guò)程;質(zhì)量管理

引言：探討熱電池生產(chǎn)過(guò)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(gè)階段的質(zhì)量管理任務(wù)，樹(shù)立正確的質(zhì)量管理目標(biāo)，以目標(biāo)為引領(lǐng)與指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)流程的質(zhì)量管理。

一、熱電池生產(chǎn)過(guò)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(huì)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(jìn)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(huì)不同程度地影響熱電池的整體性能。結(jié)合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展所需，開(kāi)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(lái)直接激活的，其整體過(guò)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(duì)該種情況，為避免在激活熱電池時(shí)因機(jī)械碰撞、電流增加而引發(fā)火源，有必要針對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程加強(qiáng)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(guò)程質(zhì)量管理途徑

熱電池生產(chǎn)質(zhì)量管理，涉及到多個(gè)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(gè)方面來(lái)加以優(yōu)化，以此來(lái)確保其使用質(zhì)量滿足要求。從以下數(shù)點(diǎn)進(jìn)行論述：

1.引入信息化技術(shù)

引入信息化技術(shù)，可切實(shí)提升熱電池生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量管理水平，從以下數(shù)點(diǎn)著手：

（1）引入系統(tǒng)化管理系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)熱電池生產(chǎn)過(guò)程的整體化分析，明確各個(gè)階段的生產(chǎn)任務(wù)以及具體的生產(chǎn)流程，制定個(gè)性化、系統(tǒng)化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)階段的電池生產(chǎn)過(guò)程的模塊化管理，并可借助系統(tǒng)來(lái)及時(shí)的查找與分析生產(chǎn)過(guò)程中的不足，提出合理的優(yōu)化建議，避免出現(xiàn)比較嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題[1]。

（2）裝設(shè)更加先進(jìn)、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(guò)智能化攝像頭捕捉投料機(jī)，拌粉機(jī)，壓片機(jī)，造粒機(jī)，篩粉機(jī)，噴石墨機(jī)，負(fù)極拌鋅膏機(jī)，卷隔膜套機(jī)，打環(huán)機(jī)，入環(huán)機(jī)，涂膠機(jī)等各項(xiàng)生產(chǎn)設(shè)備、熱電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)，分辨其可能存在的各種問(wèn)題，便于問(wèn)題的及時(shí)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(chǎng)。

（3）適合于各種電壓等級(jí)和容量大小的熱電池組在線智能監(jiān)控系統(tǒng)，安裝簡(jiǎn)單，完成初次設(shè)置后即可長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)調(diào)閱并生成報(bào)表。特別適合于維護(hù)人力緊張的車間

2.加強(qiáng)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)

（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(shí)驗(yàn)，在其滿足標(biāo)準(zhǔn)要求之后方可流入市場(chǎng);熱電池放電期間應(yīng)每小時(shí)測(cè)量一次端電壓和放電電流，確保其性能達(dá)標(biāo)。

（2）引入更加專業(yè)的可靠性試驗(yàn)設(shè)備，比如電池高低溫試驗(yàn)箱、電池重物沖擊試驗(yàn)機(jī)、電池自由跌落試機(jī)、電池?cái)D壓針刺一體機(jī)、高空低氣壓模擬試驗(yàn)箱、電池過(guò)充過(guò)放防爆箱、電池短路試驗(yàn)儀、電池燃燒試驗(yàn)機(jī)等，以此來(lái)評(píng)測(cè)各個(gè)生產(chǎn)階段熱電池的狀態(tài)，及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)過(guò)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(gè)生產(chǎn)過(guò)程基本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化，但是一些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)仍需生產(chǎn)人員進(jìn)行把握，因此提升生產(chǎn)人員以實(shí)現(xiàn)對(duì)熱電池的質(zhì)量管理必不可少。從以下數(shù)點(diǎn)著手：

（1）制定長(zhǎng)效培訓(xùn)機(jī)制，培訓(xùn)重點(diǎn)主要放在：提升對(duì)熱電池生產(chǎn)重點(diǎn)與關(guān)鍵內(nèi)容的把握;提升其各項(xiàng)專業(yè)設(shè)備的操作能力;提升其本身的責(zé)任意識(shí)，使其能切實(shí)承擔(dān)對(duì)應(yīng)的責(zé)任，更好地完成崗位任務(wù)。

（2）加強(qiáng)考核評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)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(duì)生產(chǎn)流程提出的建設(shè)性意見(jiàn)、質(zhì)量管理目標(biāo)有無(wú)達(dá)成等，以此來(lái)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(gè)生產(chǎn)流程，從陰、陽(yáng)兩級(jí)材料的選擇與質(zhì)量管理來(lái)加以論述：

（1）選擇正確的陽(yáng)極材料。在熱電池生產(chǎn)與工作時(shí)，其陽(yáng)極會(huì)進(jìn)行氧化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)熱電池的放電，其中鈣為使用頻率最高的陽(yáng)極材料，其雖然應(yīng)用效果較好，但是在熱電池各個(gè)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(huì)發(fā)展所需，比如在激活熱電池時(shí)，其內(nèi)部裝置的電解質(zhì)會(huì)呈熔融狀態(tài)，Ca2+的流動(dòng)會(huì)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(shí)，在Ca/CaCrO4 電化學(xué)體系中，陽(yáng)極材料為鈣，會(huì)出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。針對(duì)該種情況，在進(jìn)行熱電池生產(chǎn)質(zhì)量管理時(shí)，有必要尋找一種更加適宜的陽(yáng)極材料，比如可嘗試性的應(yīng)用鋰與鋰合金陽(yáng)極材料，該種材料能夠在一定程度上彌補(bǔ)上述材料的不足，提升熱電池在激活狀態(tài)時(shí)的電壓，并可釋放更多的能量，且不會(huì)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(shí)，因鋰電子流動(dòng)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(shí)，需參考選擇的電解質(zhì)、陽(yáng)極材料類型，就當(dāng)前階段來(lái)說(shuō)，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(shì)與不足。以氧化物來(lái)說(shuō)，基本上對(duì)應(yīng)的陽(yáng)極材料是鋰、鎂、鈣、合金等，該種陰極材料在生產(chǎn)過(guò)程中，把握以下質(zhì)量控制要點(diǎn)：其一，要求整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程持續(xù)保持在高電壓狀態(tài)，必要時(shí)可引入耐高溫、耐高壓的監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)該生產(chǎn)過(guò)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(rèn)陰極放電的安全性、穩(wěn)定性，若是在放電過(guò)程中出現(xiàn)火花、電流不穩(wěn)定等異常情況，應(yīng)及時(shí)停止放電，尋找原因并在解決之后再進(jìn)行放電，以此來(lái)避免問(wèn)題與損失的進(jìn)一步擴(kuò)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(yáng)極，價(jià)格低廉、材料開(kāi)發(fā)容易，但需注意生產(chǎn)過(guò)程放電穩(wěn)定性;此外選擇FeS2當(dāng)作陰極材料時(shí)，應(yīng)注意控制溫度，并可根據(jù)實(shí)際情況來(lái)決定是否添加隔斷裝置以避免陽(yáng)極材料與硫蒸汽出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)放熱，切實(shí)保障FeS2生產(chǎn)過(guò)程的熱穩(wěn)定性;亦可嘗試性的以CoS2來(lái)替代FeS2，其可在一定程度上彌補(bǔ)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(zhǎng)電池壽命[4]。

三、熱電池發(fā)展趨勢(shì)

熱電池生產(chǎn)過(guò)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(guò)了解熱電池結(jié)構(gòu)、性能、作用以預(yù)估其未來(lái)階段的發(fā)展趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)其無(wú)論在性能、功能、安全穩(wěn)定性等各個(gè)方面都有著較大的發(fā)展?jié)摿εc進(jìn)步空間。從其實(shí)際生產(chǎn)與應(yīng)用情況出發(fā)，可通過(guò)開(kāi)發(fā)鋰-硼合金代替鋰-硅合金當(dāng)作陽(yáng)極材料，選擇以鋰化合金當(dāng)作陰極材料 ，可切實(shí)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(yǔ)：綜述，文章就熱電池生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量管理進(jìn)行了論述與分析，強(qiáng)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(yàn)檢測(cè)、提升人員素養(yǎng)等各個(gè)方面入手，保障電池的使用性能。

參考文獻(xiàn)：

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[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(dòng)力電池測(cè)試的消防系統(tǒng)及其控制方法：， CN111729223A[P]. 2020.