如何解決軟包鋰電池腐蝕問題

鋰離子軟包電池腐蝕問題被視為與電池著火和爆炸同等級別的安全隱患。然而目前對軟包電池生產(chǎn)企業(yè)來說，電池腐蝕問題仍然是難以杜絕的生產(chǎn)困擾。

眾所周知，鋰離子電池的制造工藝主要有三個(gè)階段：①極片的生產(chǎn)制造，②電芯的封裝生產(chǎn)，③電池的激活分選。每個(gè)階段都對應(yīng)著數(shù)個(gè)重要的工序，第一階段占了電池生產(chǎn)成本的大多數(shù)，第二階段決定了電池的封裝形式，第三階段決定了電池的成組方式和使用穩(wěn)定性。

就軟包類鋰離子電池生產(chǎn)工序來說，對鋰電池起到密封作用的主要工序?yàn)榉庋b工藝。封裝的好壞將直接決定電池性能的好壞。封裝的好壞與否并不容易判斷，因此在檢測鋰電池存不存在腐蝕問題之前，有必要先弄清楚鋰電池腐蝕問題究竟是由什么原因?qū)е碌?。一般來說，鋰電池鋁塑膜的腐蝕漏液原因可以分為以下三類：

一、化學(xué)腐蝕

對鋰離子電池來說，由于水分會與電解液反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸（HF），氫氟酸是一種腐蝕性特別強(qiáng)的酸，對鋁塑膜、集流體、正極材料會產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，反應(yīng)如下所示：

鋁塑膜會腐蝕破壞后，電池就會失效。

二、電化學(xué)腐蝕

由于電化學(xué)反應(yīng)造成的軟包電池腐蝕漏液比較難發(fā)現(xiàn)，一般是隨著使用時(shí)間變長，電池腐蝕漏液逐漸嚴(yán)重才會被發(fā)現(xiàn)。由于此種失效模式潛伏時(shí)間較長，一旦發(fā)生也極易造成客戶的信任危機(jī)。電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件一般有兩個(gè)：

1.  離子短路。鋁塑膜的鋁層與陽極之間形成離子短路通道。

2.  電子短路。鋁塑膜鋁層與陽極形成電子短路通道。

這樣封裝電芯的鋁塑膜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，處于低電勢的部分，一旦與鋁接觸會通過電導(dǎo)率較高的電解液引起電化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致鋁層不斷被消耗。這兩種短路時(shí)電池發(fā)生腐蝕的必要條件，兩者缺一不可。

容易形成離子通道的地方是熱封時(shí)，封邊部位的PP層發(fā)生破損，或者折邊時(shí)PP層發(fā)生破損，這樣就在鋁層和負(fù)極之間構(gòu)成了離子通道。容易形成電子短路通道的地方是，極耳封裝位置破損，負(fù)極極耳與鋁層接觸構(gòu)成電子通道。如果負(fù)極延伸過多，熱封時(shí)也易造成與鋁層直接接觸，形成電子短路。除了，電芯內(nèi)部的電子通道外，外部無意識的將負(fù)極極耳與鋁層接觸也是軟包腐蝕漏液的原因之一，且這個(gè)情況發(fā)生的更加快一點(diǎn)。當(dāng)離子通道和電子通道都形成后，鋁塑膜的鋁層逐漸被鋰離子嵌入形成鋰鋁合金，鋁層被腐蝕后水分就可以肆無忌憚的浸入電池內(nèi)部，產(chǎn)生更強(qiáng)烈的破壞，造成軟包電池外觀上的漏液失效。

三、物理原因

由于電池濫用、不小心磕碰、電池本身產(chǎn)氣鼓脹引起的封裝失效，也會導(dǎo)致電池的漏液。電池濫用，包括電池過充、過放、高溫使用等，都有可能造成電池產(chǎn)氣、鼓脹加重導(dǎo)致封裝失效。無論是電池在常溫循環(huán)、高溫循環(huán)、高溫?cái)R置時(shí)，其均會產(chǎn)生不同程度的鼓脹產(chǎn)氣。據(jù)目前研究結(jié)果顯示，引起電芯鼓脹的本質(zhì)是電解液發(fā)生分解所致。電解液分解有兩種情況，一個(gè)是電解液有雜質(zhì)，比如水分和金屬雜質(zhì)使電解液分解產(chǎn)氣，另一個(gè)是電解液的電化學(xué)窗口太低，造成了充電過程中的分解，電解液中的EC、DEC等溶劑在得到電子后，均會產(chǎn)生自由基，自由基反應(yīng)的直接后果就是產(chǎn)生低沸點(diǎn)的烴類、酯類、醚類和CO2等。如果電池內(nèi)部水分過多，也會造成產(chǎn)氣較多，造成電池起鼓，造成封裝薄弱處破裂。

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