關(guān)于軟包鋰電池脹氣的原因解析
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-06-26 20:38
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1.封裝不良。Top sealing、Side sealing和Degassing三邊封裝不良，任何一邊封裝不良都會(huì)導(dǎo)致電池芯，表現(xiàn)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(dǎo)致PP與Al脫離）。封裝不良引起空氣中水分進(jìn)入電池芯內(nèi)部，引起電解液分解產(chǎn)生氣體等。
2.Pocket表面破損，電池芯在流拉過(guò)程中，受到異常損壞或人為破環(huán)導(dǎo)致Pocket破損（如針孔）而使水分進(jìn)入電池芯內(nèi)部。
3.角位破損，由于折邊角位鋁的特殊變形，氣袋晃動(dòng)會(huì)扭曲角位導(dǎo)致Al破損（電池芯越大，氣袋越大，越易破損），失去對(duì)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(dòng)電池芯，更要注意操作方式防止老化板上電芯池的擺動(dòng)。
4.電池芯內(nèi)部水含量超標(biāo)，前面我們已經(jīng)介紹過(guò)對(duì)電池芯內(nèi)水含量有一定的要求，一旦水含量超標(biāo)，電解液會(huì)失效在化成或Degassing后產(chǎn)生氣體。造成電池內(nèi)部水含量超標(biāo)的原因主要有：電解液水含量超標(biāo)，Baking后裸電芯水含量超標(biāo)，乾燥房濕度超標(biāo)。若懷疑水含量超標(biāo)導(dǎo)致脹氣，可進(jìn)行工序的追溯檢查。
5.化成流程異常，錯(cuò)誤的化成流程會(huì)導(dǎo)致電池芯發(fā)生脹氣。
6.SEI膜不穩(wěn)定，電池芯在容量測(cè)試充放電過(guò)程中發(fā)射功能輕微脹氣。
7.過(guò)充、過(guò)放，由于流程或機(jī)器或保護(hù)板的異常，使電池芯被過(guò)充或過(guò)度放電，電池芯會(huì)發(fā)生嚴(yán)重鼓氣。
8.短路，由于操作失誤導(dǎo)致帶電電芯兩Tab接觸發(fā)生短路，電池芯會(huì)發(fā)生鼓氣同時(shí)電壓迅速下降，Tab會(huì)被燒黑。
9.內(nèi)部短路，電池芯內(nèi)部陰陽(yáng)極短路導(dǎo)致電芯迅速放電發(fā)熱同時(shí)嚴(yán)重鼓氣。內(nèi)部短路的原因有很多種：設(shè)計(jì)問(wèn)題；隔離膜收縮、捲曲、破損；Bi-cell錯(cuò)位；毛刺刺穿隔離膜；夾具壓力過(guò)大；燙邊機(jī)過(guò)度擠壓等。例如曾經(jīng)由于寬度不足，燙邊機(jī)過(guò)度擠壓電芯實(shí)體導(dǎo)致陰陽(yáng)極短路脹氣。
10.腐蝕，電池芯發(fā)生腐蝕，鋁層被反應(yīng)消耗，失去對(duì)水的阻隔作用，發(fā)生脹氣。
11.真空抽氣異常，系統(tǒng)或機(jī)器的原因?qū)е抡婵斩犬惓egassing抽氣不徹底；Vacuum Sealing的熱輻射區(qū)過(guò)大，導(dǎo)致Degassing抽氣刺刀不能有效地刺破Pocket袋而導(dǎo)致抽氣不乾淨(jìng)。
要嚴(yán)格控制制造工藝過(guò)程參數(shù)，保證封裝可靠性，防止電池內(nèi)部水分過(guò)量引起的脹氣，控制方法如下：
（1）電芯卷繞完成后干燥充分，防止膜片中水分含量超標(biāo)；
（2）嚴(yán)格控制真空烘烤后電芯到注液時(shí)間及干燥房濕度；
（3）保證注液手套箱密封性；
（4）控制電解液中水分和游離酸含量；
（5）規(guī)范電解液存儲(chǔ)環(huán)境及密封條件，防止電解液在使用及存放過(guò)程中進(jìn)入過(guò)量水分；
（6）采用閉口加壓化成或者外置氣囊化成后抽真空封口排氣；
（7）采用多步化成和高溫?cái)R置工藝，保證產(chǎn)氣完全；
（8）提高封裝可靠性。首先從人員管控開(kāi)始，應(yīng)禁止員工攜帶金屬異物進(jìn)入車(chē)間，禁止佩戴首飾，進(jìn)入車(chē)間應(yīng)著工作服、工作鞋，戴手套，避免接觸金屬異物后再接觸粉料。要建立監(jiān)督檢查機(jī)制，培養(yǎng)員工的質(zhì)量意識(shí)，使其自覺(jué)遵守并維護(hù)車(chē)間環(huán)境。
生產(chǎn)設(shè)備是異物引入的主要環(huán)節(jié)，比如跟物料接觸的設(shè)備部件和工具出現(xiàn)生銹、固有材質(zhì)磨損等現(xiàn)象;未直接跟物料接觸的設(shè)備部件和工具，粉塵粘附后因車(chē)間氣流作用漂浮到物料中。根據(jù)影響程度，可采取不同的處理方式，如刷漆、更換為非金屬材質(zhì)涂層(塑料、陶瓷類(lèi))、裸露金屬部件進(jìn)行包裹等。管理者還應(yīng)制定相應(yīng)的規(guī)章制度，對(duì)如何管理金屬異物進(jìn)行明確規(guī)定，制定點(diǎn)檢表，要求員工定期檢查，防患于未然。
原材料是正極材料中金屬異物的直接來(lái)源，應(yīng)對(duì)購(gòu)買(mǎi)的原材料進(jìn)行金屬異物含量的規(guī)定，入廠后應(yīng)嚴(yán)格檢驗(yàn)，保證其含量在規(guī)定的范圍內(nèi)。如果原材料的金屬異物含量超標(biāo)，后續(xù)工序很難將其除去。
