鉅大LARGE | 點擊量:1723次 | 2021年07月07日
分析導致軟包鋰電池脹氣的原因
無論是在數碼還是在動力應用市場,軟包鋰電池都在成為非常重要的一個技術路線。軟包鋰電池,其實就是使用了鋁塑包裝膜作為包裝材料的電芯。存能小編教大家軟包鋰電池組裝方法及其脹氣的原因。
軟包鋰電池組裝方法
鋁塑膜成型工序
軟包鋰電池可以根據客戶的需求設計成不同的尺寸,當外形尺寸設計好后,就需要開具相應的模具,使鋁塑膜成型。有時候根據設計的需要,會在氣袋的位置再沖一個小坑,以擴大氣袋的體積。
頂側封工序
頂側封工序是軟包鋰電芯的第一道封裝工序。頂側封實際包含了兩個工序,頂封與側封。首先要把卷繞好的卷芯放到沖好的坑里,然后沿虛線位置將包裝膜對折。把卷芯放到坑中之后,就把整個鋁塑膜可以放到夾具中,在頂側封機里進行頂封與側封了。
注液、預封工序
軟包電芯在頂側封之后,需要做X-ray檢查其卷芯的平行度,然后就進干燥房除水氣去了。在干燥房靜置若干時間時候,就進入了注液與預封工序。電芯在頂側封完成之后,就只剩下氣袋那邊的一個開口,這個開口就是用來注液的。在注液完成之后,需要馬上進行氣袋邊的預封,也叫作一封。一封封裝完成后,電芯從理論上來說,內部就是完全與外部環境隔絕了。
靜置、化成、夾具整形工序
在注液與一封完成后,首先需要將電芯進行靜置,根據工藝的不同會分為高溫靜置與常溫靜置,靜置的目的是讓注入的電解液充分浸潤極片。然后電芯就可以拿去做化成了。
化成就是對電芯的首次充電,但不會充到使用的最高電壓,充電的電流也非常小。
化成的目的是讓電極表面形成穩定的SEI膜,也就是相當于一個把電芯“激活”的過程。在這個過程中,會產生一定量的氣體,這也就是為什么鋁塑膜要預留一個氣袋。
在化成后有些電芯,尤其是厚電芯,由于內部應力較大,可能會產生一定的變形。所以某些工廠會在化成后設置一個夾具整形的工序,也叫作夾具baking(烘烤)。
二封工序
剛才說了化成過程中會產生氣體,所以我們要將氣體抽出然后再進行第二次封裝。在這里有些公司成為兩個工序:Degassing(排氣)與二封,還有后面一個剪氣袋的工序,這里我就一起籠統的都稱為二封了。二封時,首先由鍘刀將氣袋刺破,同時抽真空,這樣氣袋中的氣體與一小部分電解液就會被抽出。然后馬上二封封頭在二封區進行封裝,保證電芯的氣密性。最后把封裝完的電芯剪去氣袋,一個軟包電芯就基本成型了。二封是鋰離子電池的最后一個封裝工序,其原理還是跟前面的熱封裝一樣,不再贅述。
后續工序
二封剪完氣袋之后需要進行裁邊與折邊,就是將一封邊與二封邊裁到合適的寬度,然后折疊起來,保證電芯的寬度不超標。折邊后的電芯就可以上分容柜進行分容了,其實就是容量測試,看電芯的容量有沒有達到規定的最小值。從原則上來說,所有的電芯出廠之前都需要做分容測試,保證容量不合格的電芯不會送到客戶手中。但在電芯生產量大的時候,某些公司會做部分分容,以統計概率來判斷該批次電芯容量的合格率。
分容后,容量合格的電芯就會進入后工序,包括檢查外觀、貼黃膠、邊電壓檢測、極耳轉接焊等等,可以根據客戶的需求來增減若干工序。最后就是OQC檢查,然后包裝出貨了。
軟包鋰電池脹氣的原因
封裝不良:制作過程中空氣水分進入電芯內部,引起電解液分解產生氣體。
電芯含水超標:在工序過程中,一旦水含量超標,電解液會失效產生氣體。
腐蝕:軟包鋰電池芯發生腐蝕,鋁層被反應消耗,失去對水的阻隔作用,發生脹氣。
表面破損:受到外力損壞,刺穿導致水分進入電芯內部。另外鋰材料的化學特性太活潑,則帶來了極高的危險性。鋰金屬暴露在空氣中時,會與氧氣產生激烈的氧化反應。
磕碰:鋁材質很容易變形,輕輕一磕就會,電芯越大,氣袋越大,就越容易損壞。
短路:正負極接觸導致短路,聚合物鋰電芯發生鼓氣甚至冒煙。
內部短路:聚合物鋰電池隔離膜收縮、捲曲、破損、毛刺刺穿隔離膜等都會造成內部斷路,從而鼓包。
過充、過放:聚合物軟包電池被過充或過放,加上保護板異常,電池芯會發生嚴重鼓氣。
軟包鋰電池脹氣的解決辦法
1.先把鋰電池表面擦干凈,方便后面貼透明膠。
2.用針輕輕扎破脹包的最外面的那層表皮,只能扎破最外面的一層,千萬別扎深,只能扎破最外面的一層。
3.用木板夾著,把里面的氣擠出來,慢慢的擠。直到擠干凈了為止。
4.立即用透明膠粘住小孔,多粘幾層,粘牢了就好。
隨著智能手機和其他智能用電設備越來越向薄型、小型化發展,對電池的能量密度提出更高要求,電池的尺寸空間也越來越小,軟包裝鋰離子電池稍有氣脹現象就會影響用電器使用,降低電池性能,嚴重時將會撐破包裝鋁箔,造成漏液腐蝕危險,因此了解軟包鋰電池組裝方法、電池脹氣產生的原因,掌握抑制脹氣方法,對保證電池性能,提高其循環壽命及安全性能有重要意義。