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什么原因导致软包锂离子电池胀气?

钜大LARGE  |  点击量:1242次  |  2021年03月20日  

软包锂离子电池胀气的原因


聚合物锂离子电池芯采用的是铝塑複合膜的包装技术,当电池芯内部由于异常化学反应的发生而出现气体时,pocket会被充起,电池芯鼓胀(有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况),且不论外观如何,电池芯的使用性能(Capacity、Cyclelife、C-rate等)会发生严重的失效,导致电池芯不能使用。胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。当然,电池芯在化成启动或Baking过程中会正常的出现一定量(一般很少)的气体,这根据所使用的原材料而异,这种气体在Degassing工序会被抽掉。


目前部分Model(一次封装成型电池芯)通过添加V18溶剂来消除这种SEI层形成、相介面稳按时所出现的气体。但是由于工序异常所出现的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后出现不能再消掉或者添加V18也不能消除。


这里简要介绍工序异常出现气体的原因:


1.封装不良,由封装不良所引起胀气电池芯的比例已经大大地降低。前面已经介绍了引起Topsealing、Sidesealing和Degassing三边封装不良的原因,任何一边封装不良都会导致电池芯,表现以Topsealing和Degassing居多,Topsealing重要是Tab位密封不良,Degassing重要是分层(包括受电解液和凝胶影响导致pp与Al脱离)。封装不良引起空气中水分进入电池芯内部,引起电解液分解出现气体等。


2.pocket表面破损,电池芯在流拉过程中,受到异常损坏或人为破环导致pocket破损(如针孔)而使水分进入电池芯内部。


3.角位破损,由于折边角位铝的特殊变形,气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大,气袋越大,越易破损),失去对水的阻隔用途。可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯,更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。


4.电池芯内部水含量超标,前面我们已经介绍过对电池芯内水含量有一定的要求,一旦水含量超标,电解液会失效在化成或Degassing后出现气体。造成电池内部水含量超标的原因重要有:电解液水含量超标,Baking后裸电芯水含量超标,乾燥房湿度超标。若怀疑水含量超标导致胀气,可进行工序的追溯检查。


5.化成流程异常,错误的化成流程会导致电池芯发生胀气。


6.SEI膜不稳定,电池芯在容量测试充放电过程中发射功能轻微胀气。


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