軟包鋰電池脹氣的原因有哪些?

聚合物鋰離子電池芯采用的是鋁塑複合膜的包裝技術(shù)，當(dāng)電池芯內(nèi)部由于異?；瘜W(xué)反應(yīng)的發(fā)生而產(chǎn)生氣體時(shí)，Pocket會(huì)被充起，電池芯會(huì)出現(xiàn)鼓脹，既然如此，那軟包鋰電池脹氣的原因有哪些呢?

一、軟包鋰電池脹氣的原因

聚合物鋰離子電池芯采用的是鋁塑複合膜的包裝技術(shù)，當(dāng)電池芯內(nèi)部由于異常化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生而產(chǎn)生氣體時(shí)，Pocket會(huì)被充起，電池芯鼓脹(有輕微鼓脹和嚴(yán)重鼓脹兩種情況)，且不論外觀如何，電池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的失效，導(dǎo)致電池芯不能使用。脹氣會(huì)發(fā)生在生產(chǎn)過程中也會(huì)在客戶甚至最終用戶手中。當(dāng)然，電池芯在化成啟動(dòng)或Baking過程中會(huì)正常的產(chǎn)生一定量(一般很少)的氣體，這根據(jù)所使用的原材料而異，這種氣體在Degassing工序會(huì)被抽掉。

目前部分Model(一次封裝成型電池芯)通過添加V18溶劑來消除這種SEI層形成、相介面穩(wěn)定時(shí)所產(chǎn)生的氣體。但是由于工序異常所產(chǎn)生的氣體在Degassing前表面非常明顯或者Degassing后產(chǎn)生不能再消掉或者添加V18也不能消除。

二、工序異常產(chǎn)生氣體的原因

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)，前面我們已經(jīng)介紹過對(duì)電池芯內(nèi)水含量有一定的要求，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)試充放電過程中發(fā)射功能輕微脹氣。

7、過充、過放，由于流程或機(jī)器或保護(hù)板的異常，使電池芯被過充或過度放電，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;夾具壓力過大;燙邊機(jī)過度擠壓等。例如曾經(jīng)由于寬度不足，燙邊機(jī)過度擠壓電芯實(shí)體導(dǎo)致陰陽極短路脹氣。

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egassing抽氣不徹底;Vacuum Sealing的熱輻射區(qū)過大，導(dǎo)致Degassing抽氣刺刀不能有效地刺破Pocket袋而導(dǎo)致抽氣不乾淨(jìng)。