软包锂电池结构
软包锂电池软包锂电池所用的关键材料正极材料、负极材料及隔膜与传统的钢壳、铝壳锂电池之间的区别不大,最大的不同之处在于软包装材料(铝塑复合膜),这是软包锂电池中最关键、技术难度最高的材料。软包装材料通常分为三层,即外阻层(一般为尼龙BOpA或pET构成的外层保护层)、阻透层(中间层铝箔)和内层(多功能高阻隔层)。
软包电池的包装材料和结构使其拥有一系列优势,电动知家公众号总结下,比如,安全性能好,软包电池在结构上采用铝塑膜包装,发生安全问题时,软包电池一般会鼓气裂开,而不像钢壳或铝壳电芯那样发生爆炸;重量轻,软包电池重量较同等容量的钢壳锂电池轻40%,较铝壳锂电池轻20%;内阻小,软包电池的内阻较锂电池小,可以极大的降低电池的自耗电;循环性能好,软包电池的循环寿命更长,100次循环衰减比铝壳少4%~7%;设计灵活,外形可变任意形状,可以更薄,可根据客户的需求定制,开发新的电芯型号。软包电池的不足之处是一致性较差,成本较高,容易发生漏液。成本高可通过规模化生产解决,漏液则可以通过提升铝塑膜质量来解决。
软包锂电池胀气的原因
聚合物锂离子电池芯採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产生气体时,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过程中会正常的产生一定量(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、相介面稳定时所产生的气体。但是由于工序异常所产生的气体在Degassing前表面非常明显或者Degassing后产生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产生气体的原因:
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主要是Tab位密封不良,Degassing主要是分层(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,引起电解液分解产生气体等。
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),失去对水的阻隔作用。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池芯的摆动。
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后产生气体。造成电池内部水含量超标的原因主要有: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。
7、过充、过放:由于流程或机器或保护板的异常,使电池芯被过充或过度放电,电池芯会发生严重鼓气。
8、短路:由于操作失误导致带电电芯两Tab接触发生短路,电池芯会发生鼓气同时电压迅速下降,Tab会被烧黑。
9、内部短路:电池芯内部阴阳极短路导致电芯迅速放电发热同时严重鼓气。内部短路的原因有很多种:设计问题;隔离膜收缩、捲曲、破损;Bi-cell错位;毛刺刺穿隔离膜;夹具压力过大;烫边机过度挤压等。例如曾经由于宽度不足,烫边机过度挤压电芯实体导致阴阳极短路胀气。
10、腐蚀:电池芯发生腐蚀,铝层被反应消耗,失去对水的阻隔作用,发生胀气。11、真空抽气异常:系统或机器的原因导致真空度异常Degassing抽气不彻底;VacuumSealing(真空密封)的热辐射区过大,导致Degassing抽气刺刀不能有效地刺破pocket袋而导致抽气不乾淨。
软包锂电池胀气还能用吗
1.如果鼓动得明显的话,那就是电芯坏了。
2.一般情况下这样的电池会变得非常不耐用甚至充不进电不能用,而且比较产生安全隐患。
3.建议用户尽快更换电池,避免影响正常使用。
软包锂电池胀气怎么办
1.先把锂电池表面擦干净,方便后面贴透明胶。
2.用针轻轻扎破胀包的最外面的那层表皮,只能扎破最外面的一层,千万别扎深,只能扎破最外面的一层(建议扎洞位置在电池面的中间,这样透明胶粘的牢)
3.用木板夹着,把里面的气挤出来,慢慢的挤。直到挤干净了为止。
4.立即用透明胶粘住小孔,多粘几层,粘牢了就好!