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)，當電池芯內部由于異?；瘜W(xué)反應的發(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)，當電池芯內部由于異?；瘜W(xué)反應的發(fā)生而產(chǎn)生氣體時(shí)，Pocket會(huì )被充起，電池芯鼓脹(有輕微鼓脹和嚴重鼓脹兩種情況)，且不論外觀(guān)如何，電池芯的使用性能(Capacity、Cycle life、C-rate等)會(huì )發(fā)生嚴重的失效，導致電池芯不能使用。脹氣會(huì )發(fā)生在生產(chǎn)過(guò)程中也會(huì )在客戶(hù)甚至最終用戶(hù)手中。當然，電池芯在化成啟動(dòng)或Baking過(guò)程中會(huì )正常的產(chǎn)生一定量(一般很少)的氣體，這根據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(guò)添加V18溶劑來(lái)消除這種SEI層形成、相介面穩定時(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 )導致電池芯，表現以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致PP與Al脫離)。封裝不良引起空氣中水分進(jìn)入電池芯內部，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)導致Pocket破損(如針孔)而使水分進(jìn)入電池芯內部。

3、角位破損，由于折邊角位鋁的特殊變形，氣袋晃動(dòng)會(huì )扭曲角位導致Al破損(電池芯越大，氣袋越大，越易破損)，失去對水的阻隔作用?？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、電池芯內部水含量超標，前面我們已經(jīng)介紹過(guò)對電池芯內水含量有一定的要求，一旦水含量超標，電解液會(huì )失效在化成或Degassing后產(chǎn)生氣體。造成電池內部水含量超標的原因主要有：電解液水含量超標，Baking后裸電芯水含量超標，乾燥房濕度超標。若懷疑水含量超標導致脹氣，可進(jìn)行工序的追溯檢查。

5、化成流程異常，錯誤的化成流程會(huì )導致電池芯發(fā)生脹氣。

6、SEI膜不穩定，電池芯在容量測試充放電過(guò)程中發(fā)射功能輕微脹氣。

7、過(guò)充、過(guò)放，由于流程或機器或保護板的異常，使電池芯被過(guò)充或過(guò)度放電，電池芯會(huì )發(fā)生嚴重鼓氣。

8、短路，由于操作失誤導致帶電電芯兩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、內部短路，電池芯內部陰陽(yáng)極短路導致電芯迅速放電發(fā)熱同時(shí)嚴重鼓氣。內部短路的原因有很多種：設計問(wèn)題;隔離膜收縮、捲曲、破損;Bi-cell錯位;毛刺刺穿隔離膜;夾具壓力過(guò)大;燙邊機過(guò)度擠壓等。例如曾經(jīng)由于寬度不足，燙邊機過(guò)度擠壓電芯實(shí)體導致陰陽(yáng)極短路脹氣。

10、腐蝕，電池芯發(fā)生腐蝕，鋁層被反應消耗，失去對水的阻隔作用，發(fā)生脹氣。

11、真空抽氣異常，系統或機器的原因導致真空度異常Degassing抽氣不徹底;Vacuum Sealing的熱輻射區過(guò)大，導致Degassing抽氣刺刀不能有效地刺破Pocket袋而導致抽氣不乾淨。