軟包鋰離子電池鼓包原因總結(jié)

導(dǎo)讀：軟包鋰離子電池鼓包的原因有很多，本文總結(jié)了軟包鋰離子電池鼓包的原因。

引起軟包鋰離子電池鼓包的原因有很多，但是來(lái)來(lái)去去都是那么幾類。一是電極極片引起、而是電解液引起、三是工藝缺陷原因引起。下面就來(lái)看看具體的軟包鋰離子電池鼓包原因總結(jié)。

電極極片原因

鋰離子電池在充電過(guò)程中電芯厚度增加主要?dú)w結(jié)為負(fù)極的膨脹，正極膨脹率僅為2~4%負(fù)極通常由石墨、粘接劑、導(dǎo)電碳組成，其中石墨材料本身的膨脹率達(dá)到10%，造成石墨負(fù)極膨脹率變化的主要影響因素包括：SEI膜形成、荷電狀態(tài)、工藝參數(shù)以及其他影響因素。

電解液原因

電池內(nèi)部產(chǎn)氣是導(dǎo)致電池鼓脹的另一重要原因，無(wú)論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫?cái)R置時(shí)，其均會(huì)產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。電池在首次充放電過(guò)程中，電極表面會(huì)形成SEI膜。負(fù)極SEI膜的形成主要來(lái)于EC的還原分解，在烷基鋰和Li2CO3的生成的同時(shí)，會(huì)有大量的CO和C2H4生成。溶劑中的DMC、EMC也會(huì)在成膜過(guò)程中成RLiCO3和ROLi，伴隨產(chǎn)生CH4、C2H6和C3H8等氣體與CO氣體。在PC基電解液中，氣體的產(chǎn)生相對(duì)較多，主要是PC還原生成的C3H8氣體。磷酸鐵鋰軟包電池在第一次循環(huán)時(shí)在0.1C充電結(jié)束后氣脹的最為嚴(yán)重。以上可知，SEI的形成會(huì)伴隨著大量氣體的產(chǎn)生，這個(gè)不可避免的過(guò)程。雜質(zhì)中H2O的存在會(huì)使LiPF6中的P-F鍵不穩(wěn)定，生成HF，HF將導(dǎo)致這個(gè)電池體系的不穩(wěn)定，伴隨產(chǎn)生氣體。過(guò)量H2O的存在會(huì)消耗掉Li+，生成LiOH、LiO2和H2導(dǎo)致產(chǎn)生氣體。儲(chǔ)存和長(zhǎng)期充放電過(guò)程中也會(huì)有氣體的產(chǎn)生，對(duì)于密封的鋰離子電池而言，大量的氣體出現(xiàn)會(huì)造成電池氣脹，從而影響電池的性能，縮短電池的使用壽命。

電池在儲(chǔ)存過(guò)程中產(chǎn)生氣體的主要原因有以下兩點(diǎn)：（1）電池體系中存在的H2O會(huì)導(dǎo)致HF的生成，造成對(duì)SEI的破壞。體系中的O2可能會(huì)造成對(duì)電解液的氧化，導(dǎo)致大量CO2的生成；（2）若首次化成形成的SEI膜不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)階段SEI膜被破壞，SEI膜的重新修復(fù)會(huì)釋放出以烴類為主的氣體。電池長(zhǎng)期充放電循環(huán)過(guò)程中，正極材料的晶形結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，電極表面的點(diǎn)電位的不均一等因素造成某些點(diǎn)電位過(guò)高，電解液在電極表面的穩(wěn)定性下降，電極表面膜不斷增厚使電極界面電阻增大，更進(jìn)一步提高反應(yīng)電位，造成電解液在電極表面的分解產(chǎn)生氣體，同時(shí)正極材料也可能釋放出氣體。

工藝缺陷

1、封裝不良

由封裝不良所引起脹氣電池芯的比例已經(jīng)大大地降低。前面已經(jīng)介紹了引起Top sealing、Side sealing和Degassing三邊封裝不良的原因，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)

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?/span>Degassing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)致抽氣不干凈。

以上就是鋰電池廠家格瑞普為大家?guī)?lái)的軟包鋰離子電池鼓包原因總結(jié)介紹。

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