鋰離子電池極耳膠腐蝕機(jī)理

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1、蒆蚇袃膀莂蚆羅羃羋蚅蚄膈膄螄螇羈蒃螃衿膆荿螂肁罿蒞螂螁芅芁莈袃肇膇莇羆芃蒅莆蚅肆莁莆螈芁芇蒅袀肄膃蒄羂袇蒂蒃螞肂蒈蒂襖羅莄蒁羇膁芀蒀蚆羃膆蒀螈腿蒄葿袁羂莀薈羃膇芆薇蚃羀膂薆螅膅膈薅羇肈蕆薄蚇芄莃薄蝿?wù)剀邓A袂節(jié)膅薂羄肅蒄蟻蚄袈莀蝕螆肅芆蠆羈袆芁蚈蚈膁膇蚈螀羄蒆蚇袃膀莂蚆羅羃羋蚅蚄膈膄螄螇羈蒃螃衿膆荿螂肁罿蒞螂螁芅芁莈袃肇膇莇羆芃蒅莆蚅肆莁莆螈芁芇蒅袀肄膃蒄羂袇蒂蒃螞肂蒈蒂襖羅莄蒁羇膁芀蒀蚆羃膆蒀螈腿蒄葿袁羂莀薈羃膇芆薇蚃羀膂薆螅膅膈薅羇肈蕆薄蚇芄莃薄蝿?wù)剀邓A袂節(jié)膅薂羄肅蒄蟻蚄袈莀蝕螆肅芆蠆羈袆芁蚈蚈膁膇蚈螀羄蒆蚇袃膀莂蚆羅羃羋蚅蚄

2、膈膄螄螇羈蒃螃衿膆荿螂肁罿蒞螂螁芅芁莈袃肇膇莇羆芃蒅莆蚅肆莁莆螈芁芇蒅袀肄膃蒄羂袇蒂蒃螞肂蒈蒂襖羅莄蒁羇膁芀蒀蚆羃膆蒀螈腿蒄葿袁羂莀薈羃膇芆薇蚃羀膂薆螅膅膈薅羇肈蕆薄蚇芄莃薄蝿?wù)剀邓A袂節(jié)膅薂羄肅蒄蟻蚄袈莀蝕螆肅芆蠆羈袆芁蚈蚈膁膇蚈螀羄蒆蚇袃膀莂蚆羅羃羋蚅蚄膈膄螄螇羈蒃螃衿膆荿螂肁罿蒞螂螁芅芁莈袃肇膇莇羆芃蒅莆蚅肆莁莆螈芁芇蒅袀肄膃蒄羂袇蒂蒃螞肂蒈蒂襖羅莄蒁羇膁芀蒀蚆羃膆蒀螈腿蒄葿袁羂莀薈羃膇芆薇蚃羀膂薆螅膅膈薅羇肈蕆薄蚇芄莃薄蝿?wù)剀邓A袂節(jié)膅薂羄肅蒄蟻蚄袈莀蝕螆腐蝕研究電芯從開始到結(jié)束共有三次阻抗測(cè)試，包括：極片Hi-pot測(cè)試、

3、Foil電阻測(cè)試和內(nèi)阻（IMP）測(cè)試。Hi-pot影響電芯的化成，內(nèi)阻（IMP）影響電芯的自放電，它們只反應(yīng)到電芯的電壓、容量性能，可以通過現(xiàn)有的高精度設(shè)備將壞品挑出。但Foil電阻壞品有發(fā)生腐蝕的可能性，一般需要一段時(shí)間最終在客戶出表現(xiàn)出來，它的失效表現(xiàn)為外觀Al被腐蝕破爛，變黑，電芯脹氣，無法使用，可以說是最嚴(yán)重的壞品表現(xiàn)，是一件非?？植赖氖虑?！Foil電阻壞品指的是電芯Nitab（陽極）與包裝鋁箔Allayer短路，目前定義Nitab與Allayer電阻低于1.0×200Mohm（非OEM產(chǎn)品）和OEM產(chǎn)品為低于2.0×2

4、00Mohm的為電阻壞品，使用萬用表測(cè)量挑出以避免電芯在客戶處發(fā)生腐蝕。當(dāng)然，電阻越大甚至無窮大，發(fā)生腐蝕的概率越低。對(duì)于這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的選擇是基于對(duì)電芯進(jìn)行On-hold模擬測(cè)試而定，大概客戶反應(yīng)的腐蝕壞品為4ppm，個(gè)別案例除外（指由于特殊原因?qū)е码娦颈厝粫?huì)發(fā)生腐蝕）。我們知道控制這種電阻壞品的目的是防止包裝鋁箔的鋁層發(fā)生腐蝕，下面就從腐蝕發(fā)生原因、腐蝕防止、電阻壞品防止幾個(gè)方面入手介紹。腐蝕原因引起電芯腐蝕必須具備兩個(gè)短路的通道：一，離子短路通道，即包裝鋁箔鋁層與陽極發(fā)生離子短路；二，電子短路通道，即包裝鋁箔鋁層與陽極發(fā)生電子

5、短路。這樣包裝鋁箔的鋁層就與陽極形成一個(gè)短路的回路，陽極即為電芯負(fù)極，處于低電勢(shì)的部分，一旦與鋁接觸會(huì)通過電導(dǎo)率較高的電解液引起電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋁層的不斷被消耗?？諝庵兴謺?huì)進(jìn)入電芯內(nèi)部導(dǎo)致進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體。這兩種短路是電芯發(fā)生腐蝕的必要條件，兩者缺一不可。腐蝕防止我們知道離子短路和電子短路是發(fā)生腐蝕的必要條件，要防止腐蝕就必須弄清楚兩種短路形成的原因。我們已經(jīng)知道了包裝鋁箔的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為絕緣PP，PP的一個(gè)作用就是絕緣，將電解液環(huán)境與鋁層隔離，保護(hù)鋁層，發(fā)生離子短路是由于PP發(fā)生破損致使電解液滲透將鋁層與陽極導(dǎo)通，因此腐

6、蝕均發(fā)生在PP破損部位。電子短路必須是有導(dǎo)體在陽極和鋁層（PP破損處）間能夠?qū)娮踊蜿枠O通過Nitab直接與鋁層短路導(dǎo)通電子。要防止腐蝕的發(fā)生就必須杜絕兩種短路的存在。在電芯的封裝過程中，封邊部位的PP受到熱壓后PP比較容易發(fā)生破損，所以會(huì)產(chǎn)生比較多的電阻壞品，因此只要發(fā)生電子短路，腐蝕必然發(fā)生，防止腐蝕，必須先從防止電子短路開始。陽極通過Nitab與包裝鋁箔鋁層在頂封部位發(fā)生短路，PP絕緣膠失去保護(hù)作用，Nitab與鋁層接觸，這種情況必然會(huì)發(fā)生腐蝕。目前Nitab與包裝鋁層發(fā)生短路主要有兩種情況：第一，在頂封過程中兩者直接短

7、接：a.頂封封頭槽位與包裝鋁箔厚度不匹配或封頭變形損壞等導(dǎo)致Nitab頂封時(shí)PP變形率過大，被擠壓到嚴(yán)電芯長(zhǎng)度方向，Nitab與鋁層導(dǎo)通；b.頂封夾具、Loading操作失誤或頂邊寬度設(shè)計(jì)不夠，頂封時(shí)封頭壓偏在Nitab上，使Tab頂部PP被擠壓流走，發(fā)生短路；c.頂封封頭槽位壓在Nitab上或過度壓偏導(dǎo)致兩者短路；d.頂封夾具調(diào)整不合理或Tab中心矩不合格（尤其焊接返修產(chǎn)品），在loading電芯時(shí)為Nitab發(fā)生扭曲，導(dǎo)致兩者在封裝過程中短路；e.Tab上有毛刺或雜質(zhì)刺穿Sealant和PP導(dǎo)致兩者短路。第二，在焊接PTC或

8、Fuse過程中，折疊Nitab兩者直接發(fā)生短路：a.頂封后Nitab上Sealant沒有外露或外露長(zhǎng)度不夠，導(dǎo)致在折疊后Nitab直接與包裝鋁箔截面鋁層發(fā)生短路；b.如2×0.5mmNitab比較柔軟，由于折疊方法問題導(dǎo)致Nitab與截面鋁層導(dǎo)通（即使有外露Se