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                軟包鋰電池脹氣的原因有哪些?

                2022-03-10 06:26:15

                聚合物鋰離子電池芯采用的是鋁塑複合膜的包裝技術,當電池芯內部由于異?;瘜W反應的發生而產生氣體時,Pocket會被充起,電池芯會出現鼓脹,既然如此,那軟包鋰電池脹氣的原因有哪些呢?


                一、軟包鋰電池脹氣的原因


                聚合物鋰離子電池芯采用的是鋁塑複合膜的包裝技術,當電池芯內部由于異?;瘜W反應的發生而產生氣體時,Pocket會被充起,電池芯鼓脹(有輕微鼓脹和嚴重鼓脹兩種情況),且不論外觀如何,電池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)會發生嚴重的失效,導致電池芯不能使用。脹氣會發生在生產過程中也會在客戶甚至最終用戶手中。當然,電池芯在化成啟動或Baking過程中會正常的產生一定量(一般很少)的氣體,這根據所使用的原材料而異,這種氣體在Degassing工序會被抽掉。


                目前部分Model(一次封裝成型電池芯)通過添加V18溶劑來消除這種SEI層形成、相介面穩定時所產生的氣體。但是由于工序異常所產生的氣體在Degassing前表面非常明顯或者Degassing后產生不能再消掉或者添加V18也不能消除。


                軟包鋰電池


                二、工序異常產生氣體的原因


                1、封裝不良,由封裝不良所引起脹氣電池芯的比例已經大大地降低。前面已經介紹了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三邊封裝不良的原因,任何一邊封裝不良都會導致電池芯,表現以Top sealing 和Degassing居多,Top sealing主要是Tab位密封不良,Degassing主要是分層(包括受電解液和凝膠影響導致PP與Al脫離)。封裝不良引起空氣中水分進入電池芯內部,引起電解液分解產生氣體等。


                2、Pocket表面破損,電池芯在流拉過程中,受到異常損壞或人為破環導致Pocket破損(如針孔)而使水分進入電池芯內部。


                3、角位破損,由于折邊角位鋁的特殊變形,氣袋晃動會扭曲角位導致Al破損(電池芯越大,氣袋越大,越易破損),失去對水的阻隔作用??梢栽诮俏患影櫦y膠或熱熔膠緩解。并且在頂封后的各工序禁止拿氣袋移動電池芯,更要注意操作方式防止老化板上電芯池的擺動。


                4、電池芯內部水含量超標,前面我們已經介紹過對電池芯內水含量有一定的要求,一旦水含量超標,電解液會失效在化成或Degassing后產生氣體。造成電池內部水含量超標的原因主要有:電解液水含量超標,Baking后裸電芯水含量超標,乾燥房濕度超標。若懷疑水含量超標導致脹氣,可進行工序的追溯檢查。


                5、化成流程異常,錯誤的化成流程會導致電池芯發生脹氣。


                6、SEI膜不穩定,電池芯在容量測試充放電過程中發射功能輕微脹氣。


                7、過充、過放,由于流程或機器或保護板的異常,使電池芯被過充或過度放電,電池芯會發生嚴重鼓氣。


                8、短路,由于操作失誤導致帶電電芯兩Tab接觸發生短路,電池芯會發生鼓氣同時電壓迅速下降,Tab會被燒黑。


                9、內部短路,電池芯內部陰陽極短路導致電芯迅速放電發熱同時嚴重鼓氣。內部短路的原因有很多種:設計問題;隔離膜收縮、捲曲、破損;Bi-cell錯位;毛刺刺穿隔離膜;夾具壓力過大;燙邊機過度擠壓等。例如曾經由于寬度不足,燙邊機過度擠壓電芯實體導致陰陽極短路脹氣。


                10、腐蝕,電池芯發生腐蝕,鋁層被反應消耗,失去對水的阻隔作用,發生脹氣。


                11、真空抽氣異常,系統或機器的原因導致真空度異常Degassing抽氣不徹底;Vacuum Sealing的熱輻射區過大,導致Degassing抽氣刺刀不能有效地刺破Pocket袋而導致抽氣不乾淨。

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