EN
Posted on March 04, 2026
يمكن أن تتحول العيوب الصغيرة جدًّا في لحام خلايا البطاريات إلى مشاكل كبرى عند حدوث أحداث الاندفاع الحراري. ووفقًا لبحث نشره معهد فراونهوفر العام الماضي، فإن نحو ثلاثة من أصل أربعة حالات ارتفاع درجة حرارة البطاريات تبدأ بهذه الشقوق الدقيقة في خطوط اللحام التي يقل عرضها عن ٥٠ ميكرومترًا. وهذا حجم صغير جدًّا بحيث لا يظهر أثناء الفحوصات البصرية الروتينية، ومع ذلك فهو كبير بما يكفي للسماح بتسرب الهواء والكهارل. وما يحدث بعد ذلك مُقلقٌ جدًّا: إذ تسمح هذه الشقوق المجهرية بتسرب كلٍّ من السوائل والغازات، ما يُسرِّع التفاعلات الكيميائية الخطرة داخل البطارية. وعندما ترتفع درجة الحرارة بما يكفي (أكثر من ١٥٠ درجة مئوية)، تصبح هذه المناطق التالفة بمثابة طرق سريعة لانتقال الحرارة بين الخلايا، ما يؤدي إلى انتشار الحرائق بوتيرة أسرع بكثير مما لو كانت عمليات اللحام سليمة. ونتيجةً لهذه المخاطر، تغيَّرت اللوائح التنظيمية مؤخرًا. فلم تعد شركات تصنيع البطاريات مجرد مُشجَّعة على فحص هذه الخطوط اللحمية باستخدام المجاهر فحسب، بل أصبح هذا الفحص إلزاميًّا كجزءٍ من بروتوكولات السلامة الأساسية.
تُعَد سلامة خط اللحام العامل المحوري الذي يربط موثوقية الخلية الفردية بقدرة الحزمة الكاملة على امتصاص الصدمات. وتتمكّن الوحدات التي تمتلك خطوط لحام مُحسَّنة من تحمل تشوهٍ ميكانيكي أكبر بنسبة ٤٠٪ قبل حدوث قصر كهربائي عند التعرُّض للصدم. وتنشأ هذه المرونة النظامية من ثلاث وظائف مترابطة بشكل وثيق:
تحديث عام 2023 لمعيار الأمم المتحدة GTR 20 يُرسّخ هذا الفهم على مستوى الأنظمة من خلال اشتراط عمليات لحام التماس المُوثَّقة—المدعومة بمراقبة العمليات الإحصائية (SPC) والقياس الداخلي للخط—التي تضمن اتساق الأداء الميكانيكي من تجميع الخلايا إلى تجميع الحزم. وتؤدي الشركات المصنِّعة التي تحقِّق نسبة سلامة تماس تبلغ ≥99.7% إلى خفض معدلات فشل الحزم بنسبة 64% في محاكاة التصادمات المتوافقة مع معيار SAE J211.
لقد تغيرت القواعد المتعلقة بسلامة بطاريات المركبات الكهربائية (EV) بشكلٍ كبيرٍ في السنوات الأخيرة، حيث انتقل التركيز من الاكتفاء باختبار المنتجات النهائية فقط إلى ضرورة دمج مفاهيم السلامة في كل مرحلة من مراحل التصنيع. ففي الوقت الذي كان فيه معيار UL 2580 هو المعيار السائد، كانت الشركات تكتفي أساسًا باختبار عيّنات عشوائية بعد الانتهاء من الإنتاج، لكن هذه الطريقة كانت تُهمِل العيوب الدقيقة التي قد تمرّ دون اكتشافها وتصل في النهاية إلى العملاء. ثم ظهر معيار SAE J2929، الذي أحدث تحولًا جذريًّا عبر اشتراطه على المصنّعين مراقبة عمليات اللحام في الزمن الفعلي — أي تتبع مستويات التيار، والتقلبات في الجهد، ونقاط الضغط، ومعدل حركة أدوات اللحام عبر المواد. وقد مهّد هذا المعيار الطريق للتحديث الكبير الذي طال المعيار الدولي UN GTR 20 في عام 2023. والآن يتعيّن على المصانع الاحتفاظ بسجلات تفصيلية تلقائيًّا، واستخدام أساليب الرقابة الإحصائية على العمليات، واعتماد أنظمة قياس متقدمة قادرة على كشف المشكلات بدقة تصل إلى مستوى الميكرون أثناء سير عملية الإنتاج. وستشمل هذه المعايير الجديدة نحو ٨٥٪ من إجمالي إنتاج البطاريات في جميع أنحاء العالم بحلول منتصف العقد، وهي تعكس ما اتفق عليه جميع الأطراف العاملة في القطاع اليوم: فإذا أردنا بطاريات آمنة حقًّا، فعلينا أن ندمج الجودة في صميم عملية التصنيع ذاتها، بدلًا من الاعتماد على عمليات الفحص بعد الانتهاء من التصنيع.
في هذه الأيام، لم تعد الفحوصات غير التدميرية مجرد ميزة مرغوبة فحسب، بل أصبحت مُدرجةً صراحةً في المتطلبات التشغيلية الآن. فعلى سبيل المثال، يدخل التعديل 7.2 من وثيقة الأمم المتحدة رقم 38.3 حيز التنفيذ العام المقبل. وت stipulate هذه اللائحة أن تقوم الشركات المصنِّعة بإجراء فحوصات بالموجات فوق الصوتية أو بالتيارات الدوامية على كل لحام عاشرٍ على طول خطوط إنتاج الخلايا الرباعية الشكل (Prismatic) والخلايا ذات الغلاف المرن (Pouch). والخبر الجيد هو أن هذه الفحوصات تُنتج مجموعات بيانات تحققٍّ قويةً مع الحفاظ على سرعة الإنتاج دون تغيير. وفي الوقت نفسه، وسَّع المعيار الجديد IEC 62660-3 الصادر عام 2024 نطاق ما يجب رصده ومراقبته. وبموجب هذا المعيار، يتعيَّن على الشركات الآن تتبع مقاومة التوصيل الكهربائي في الزمن الحقيقي لجميع لحامات الوصل الحرجة تلك. ولماذا يكتسب ذلك أهميةً؟ لأن التغيرات في المقاومة تُعلِّمنا الكثير عن مدى جودة ارتباط الأسطح ببعضها البعض. وبتحسُّن درجة الالتصاق، تقلُّ المشكلات المخفية التي قد تؤدي لاحقًا إلى ارتفاع خطير في درجة الحرارة. وللبقاء ضمن متطلبات الامتثال، تحتاج المصانع إلى معدات فحص غير تدميري مدمجة في خط الإنتاج قادرةً على كشف العيوب الأصغر من ٥٠ ميكرومترًا. كما يتطلب الأمر كذلك إنجاز جميع المستندات والإجراءات الإدارية المرتبطة بذلك.
تقلّل هذه المتطلبات من مخاطر العيوب الكامنة المرتبطة بالوصلات بنسبة ٦٣٪، وفقًا لتحليلات فكّ المكونات التي أُجريت عام ٢٠٢٣ على ١٢ مورِّدًا رئيسيًّا من الدرجة الأولى — ما يحوّل ضمان الجودة من ضمان قائم على أخذ العينات إلى تحكُّمٍ حاسمٍ ومُرتكزٍ على البيانات.
لتحقيق معايير السلامة الحالية لبطاريات المركبات الكهربائية (EV)، يجب على المصنّعين أن يفعلوا أكثر بكثيرٍ من إدخال تحسينات طفيفة فقط. بل إنهم مضطرون فعليًّا إلى إعادة التفكير جذريًّا في كيفية ضمان الجودة طوال عملية الإنتاج. فعمليات الفحص البصري التقليدية لم تعد موثوقةً بما يكفي. ففي الماضي، كان الناس يعتمدون على هذه الفحوصات باستمرار. لكننا نعرف اليوم أنها تشكّل مجالًا كبيرًا للمشاكل. فالعين البشرية ببساطة لا تستطيع رؤية التفاصيل الأصغر من نحو ١٠٠ ميكرومتر. وهذا يعني أن المفتشين يغفلون العيوب الدقيقة التي يبلغ حجمها ٥٠ ميكرومتر أو أقل. وتلك المشكلات المجهرية هي بالضبط ما يُشغّل حالات الاندفاع الحراري الخطرة في البطاريات.
الأرقام تُخبرنا بشيءٍ واضحٍ جدًّا: فعندما تعتمد الشركات فقط على الفحوصات اليدوية للوصلات، فإن احتمال تفويت المشكلات يبلغ نحو ٧٨٪. ووجد بحثٌ نُشِر العام الماضي من قِبل الجمعية الكهروكيميائية أيضًا بعض المشكلات الجسيمة. وأظهر عملهم أنَّ ترك الفجوات الصغيرة جدًّا في الوصلات دون اكتشافها يجعل احتمال حدوث دائرة كهربائية قصيرة في البطاريات أعلى بنسبة ٦٠٪ مقارنةً بتلك التي تُفحَص باستخدام طرق الاختبار غير التدميرية الآلية. كما أنَّ اللوائح مثل UN GTR 20 والمعايير الصادرة عن IEC 62660-3 والتحديثات الأخيرة لمعيار UN 38.3 تتجه جميعها في الاتجاه نفسه هذه الأيام. فهي تشير بوضوحٍ إلى ضرورة أن يفحص المصنِّعون العيوب تحت المجهر قبل طرح المنتجات في السوق. ولنواجه الأمر بصراحة: لم تعد الفحوصات اليدوية كافية بعد الآن؛ فهي تفتقر تمامًا إلى المستوى الذي تتطلبه الجهات التنظيمية حاليًّا لضمان سلامة بطاريات الليثيوم أيون بشكل شامل.
لتحقيق الامتثال والاستمرار فيه، يجب على المصنّعين تنفيذ هذه التدابير الخمسة الأساسية:
يقلل الاعتماد الاستباقي من التعرض لاستدعاء المنتجات بنسبة ٤٠٪ ويسرع جداول اعتماد الشهادات بموجب التعديلات التي أُدخلت عام ٢٠٢٥ على معيار الآي إي سي ٦٢٦٦٠-٣. وقد أبلغ المورِّدون من المستوى الأول عن تسريع إنجاز عمليات التدقيق بنسبة ٣٠٪ عند دمج هذه الخطوات مع كشف التشوهات المدعوم بالذكاء الاصطناعي، والذي تم تدريبه على أنماط فشل الوصلات السابقة.
تُعَد سلامة الوصلات ضروريةً لأن أي عيوبٍ دقيقةٍ في الوصلات قد تؤدي إلى التسربات والتفاعلات الكيميائية الخطرة، ما يزيد من مخاطر الانفلات الحراري والحرائق في بطاريات المركبات الكهربائية.
لقد تحولت لوائح السلامة من التركيز على فحص المنتج النهائي إلى دمج عمليات فحص الجودة ضمن كل مرحلة من مراحل التصنيع، مع التأكيد على المراقبة الفورية والتحكم الإحصائي في العمليات.
تشمل اختبارات عدم التدمير تقنيات مثل الاختبار بالموجات فوق الصوتية لضمان جودة اللحام دون التأثير على المادة، مما يساعد في اكتشاف العيوب المحتملة في الوصلات أثناء الإنتاج.
غالبًا ما تفوت الفحوصات البصرية عيوب الوصلات على المستوى المجهري والتي قد تؤدي إلى انفلات حراري في البطاريات، مما يبرز الحاجة إلى أساليب فحص متقدمة.
استكشف رؤىً إضافية لتوجيه قرارات عملك
EN
