鉅大LARGE | 點擊量：7017次 | 2021年05月20日
鋰離子電池電芯絕緣耐電壓測試基礎知識
鋰離子電池制造過程中，極片生產完成后，正負極極片和隔膜采用卷繞或者疊片方式組裝在一起，隔膜將正負極極片隔離開。在電池充放電過程中，隔膜隔離正負極極片之間的電子傳導，而允許鋰離子通過。
卷繞或疊片組裝之后，裸電芯要進行熱壓處理，對極片和隔膜整形，使它們更加緊密接觸，降低鋰離子傳輸阻力。在熱壓地同時，往往會對裸電芯進行絕緣耐電壓測試，重要判斷電芯內部是否存在異物顆粒造成短路。
絕緣耐電壓測試一般采用安規儀，測試時，儀器給電芯加一個電壓，這個電壓持續一段規定的時間，然后檢測其漏電電流量是否保持在規定的范圍內，判斷電芯正負極有無短路。
①在一按時間t1內，對電芯從0開始加電壓至U。
②電壓U保持一段時間至t2。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
③測試完成后，切斷測試電壓，并對電芯雜散電容放電。
在測試中，正負極極片由于相互靠近，僅僅15-30μm，裸電芯內部會形成一定的電容（雜散電容），由于電容量存在，測試電壓必須由零開始，緩慢上升，以防止充電電流過大，電容量越大所需的緩升時間t1越長，一次所能新增的電壓也越低。充電電流過大時，一定會引起測試器的誤判，使測試的結果不正確。一旦被測電芯的雜散電容被充滿，只會剩下實際的漏電電流。由于直流耐壓測試會對被測電芯充電，所以在測試后，一定要對被測電芯放電。
隔膜都存在一定的耐電壓強度，當加載電壓過高時肯定能夠擊穿隔膜，形成漏電流。因此，首先電芯絕緣測試電壓要低于擊穿電壓。如圖2所示，當正負極之間不存在異物時，在測試電壓下漏電流小于規定值，判定電芯合格。而假如正負極之間存在一定尺寸的異物，隔膜被擠壓，正負極之間的間距減小，正負極之間擊穿電壓會下降，假如還加載相同的電壓，漏電流可能超過設定的警報值。通過設定測試電壓等參數，就可以統計分析判斷電芯內部的異物尺寸，然后根據實際產品生產現狀和品質要求，可以設定測試參數，制定品質判斷標準。
在測試中，重要的參數包括電壓緩升時間t1，電壓保持時間t2，加載電壓U，以及報警漏電流。前面所述，t1和U與電芯雜散電容有關，電容量越大所需的緩升時間t1越長，加載電壓U越低。而且U也與隔膜本身的耐電壓強度有關，一般地，隔膜越薄，耐電壓強度越低，測試電壓U頁應該更低。報警電流設定要考慮電容充電電流，充電電流越大，報警電流也應該設定大些，否則會引起誤判，將合格產品判定為不合格，影響產品合格率。隔膜水分含量大時也容易形成較大的漏電流。假如測試電芯內部存在異物，造成內部短路，隔膜被擊穿，具體情況如圖3所示。
因此，裸電芯的絕緣耐電壓測試是產品過程檢驗的一個重要步驟，可以檢測出不合格產品，提高最終電池產品的安全系數。實際測試要考慮參數設定，判定標準等眾多因素。
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