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【知识科普】 | 电芯边电压

作者:九游会    发布时间 : 2023-04-02    类型:技术百科

电池介绍:

电池外壳使用材料决定了他们的封装方式不同。软包电池有铝塑膜,需使用热封装;金属外壳一般使用激光焊接封口。

铝塑膜一般有三层:

尼龙层是保证了铝塑膜的外形,减轻对外壳的损伤,保证在制造成锂离子电池之前,膜不会发生变形,阻止空气尤其是氧的渗透,维持电芯内部的环境,同时保证包装铝箔具备良好的形变能力。

Al层就是一层金属Al构成,其作用是防止水的渗入,维持电芯内部的环境具有一定的厚度强度能够防止外部对电芯的损伤。键离子电池很怕水,一般要求极片含水量都在PPM级,所以包装膜一定能够挡住水气的渗入。尼龙不防水,无法起到保护作用。而金属Al在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜,导致水气无法渗入,保护了电芯的内部。Al层在铝塑膜成型的时候还提供了冲坑的塑性。

PP层是聚丙烯层,这种材料的特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化,并且具有黏性。所以电池的热封装主要靠的就是PP层在封头加热的作用下熔化黏合在一起,然后封头撤去,降温就固化黏结了,PP不会被电芯内有机溶剂溶解、溶胀等,有效阻止内部电解质等与 Al 层接触避免Al层被腐蚀。


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一、什么是边电压?边电压测试的目的又是什么?

软包锂电池的边电压指的是:

1、正极耳与铝塑膜之间铝层的电压;

2、负极耳与铝塑膜之间铝层的电压。


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边电压测试:

边电压测试主要是用来检查锂电池包装膜封装的效果,检测极耳与包装膜铝箔之间的短路情况。短路会造成铝箔腐蚀,电解液漏液问题,鼓气,低电压等一系列问题,并产生安全隐患。

锂聚合电池的边电压特指软包锂电池正极耳与铝塑膜之间铝层的电压,理论上正极与铝塑膜之间铝层是绝缘的,也就是说:他们的电压应该为0,实际上铝塑膜加工过程中,内层的PP层会产生局部受损,导致他们之间出现局部导通(含电子通道和离子通道),形成微电池,从而有了电势差(电压)。边电压标准各厂家有所差异,但行业大部分定在1.0V以下,电压的标准依据来源于铝锂合金的溶解电位!

正极耳和铝塑壳之间的电势差,用来检验负极耳与铝塑膜之间是否存在电子通道。如果负极耳和铝塑膜之间存在电子通道,同时铝塑膜内部PP层破损,就有可能出现腐蚀的现象。

胀气产生原因之一:封装腐蚀:

这个胀气很烦人,如果没有好的检测手段,很难将不良品控制在公司内部,送到客户那边,等个几个月就慢慢出现了,表现形式就是胀气,导致退货事情发生。

其实这个时候电芯的铝塑膜已经被腐蚀掉了,水汽通过腐蚀的铝塑膜进入到电池内部和电解液发生反应而产生胀气。


二、为什么要控制边电压?

因为如果铝塑膜内层PP膜破损后,容量出现腐蚀破损。


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软包电芯发生腐蚀的原理解析:

(1)离子短路通道,即包装铝箱铝层与负极发生离子短路;

(2)电子短路通道,即包装铝箔铝层与负极发生电子短路。

内层的PP层会产生局部受损,导致他们之间出现局部导通(含电子通道和离子通道),形成微电池,从而有了电势差(电压)。锂离子就会和铝塑膜的铝层发生反应,生成锂铝合金。


铝塑膜铝层就与负极形成一个短路的回路,处于低电势的部分,一旦与铝接触会通过电导率较高的电解液引起电化学反应,化学反应,导致铝层的不断被消耗。空气中水分会进入电芯内部导致进一步反应产生大量气体。


这两种短路是电芯发生腐蚀的必要条件,两者缺一不可。


铝塑膜腐蚀必备两个条件:

1、负极耳与铝塑膜层接触并提供了电子通道;

2、电解液与铝塑膜铝层接触并提供离子通道,只有当两个条件都具备才会出现铝塑膜腐蚀的情况。

而检验电子通道一般采用边电阻的测试方式,检验离子通道则采用边电压的测试方式,两个测试只要有一个测试通过,就不会出现腐蚀。


三、如何挑选边电压测试仪呢?

目前统计到的检测方法有:

1、测试铝塑膜和负极耳之间的电阻,大于5M欧姆则是比较安全的,有些公司定义的比较低,看大家忍受的不良品的最终PPM,可以测算一些数据然后定义自己的标准也可;这个电阻测试主要是将电子通路挑选出来。

2、测试正极和铝膜之间的电流,可以用直流源测试,一般认为该电流大于0.001mA,则为不良品,需要挑出。

3、测试正极和铝膜之间的电压,一般认为大于1V则为不良品。

可以1和2,或者1和3配合测试。


九游会 针对锂电池边电压测试,有两款产品分别是: 锂电池边电压、电阻综合测试仪 锂电池边电压测试仪 同时,j9九游会官方登录具有 测试速度快 刷新速率高 等特点。可以满足客户对软包电池测试的不同工艺需求。

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