锂电池漏电原因及解决方法
摘要：本文详细分析了锂电池漏电的原因，包括设计不合理、制造工艺不合规、使用环境不当和使用不规范等因素。针对这些原因，提出了相应的解决方法，以为用户确保锂电池的安全性和使用寿命提供参考。
一、引言
锂电池在使用过程中可能会出现漏电现象，这不仅会影响电池的性能和使用寿命，还可能带来安全隐患。因此，了解锂电池漏电的原因及解决方法具有重要意义。
二、锂电池漏电原因
（一）设计不合理
1. 电池尺寸不当：电极之间的距离过小或过大可能导致电极碰撞或长期接触而损坏，进而引起漏电。
2. 材料选择错误：使用不合适的材料，如 Kapton®薄膜不适合用于高电压锂电池，可能会导致漏电。
3. 安全设计缺陷：如未设置过充、过放保护电路，可能使电池在异常情况下漏电。
（二）制造工艺不合规
1. 生产工艺不稳定：制备过程中热卷不均可能造成电极表面开裂、起泡、松散，增加了电极之间短路的风险。
2. 制造条件不当：过高的温度或过大的压力可能导致电池内部组件变形，影响其正常工作，甚至引发漏电。
3. 质量控制不严：电池内部半制成品杂质过多或气泡未完全排除，可能导致电池产生缺陷，从而引起漏电。
（三）使用环境不当
1. 温度异常：过高或过低的温度会使电极材料膨胀或收缩，影响电池的正常性能，导致漏电。
2. 湿度过大：高湿度环境可能导致电极金属锈蚀，损坏电极，引发漏电问题。
3. 机械振动或冲击：这可能引发电极碰撞或内部零部件疲劳，增加电池漏电的可能性。
（四）使用不规范
1. 过充或过放：过度充电或放电会使电池内部产生结晶，导致内部部件变形，电极材料失效，进而引起漏电。
2. 不兼容充电器的使用：使用不合适的充电器可能导致电池电流过大或充电电压过高，产生过热等异常情况，引起漏电。
3. 不当存储：长时间将电池存储在低电压状态、未充电状态或高温环境下，可能导致电池自放电，损失电荷容量，加速老化，最终导致漏电。
三、解决方法
（一）优化设计
1. 合理设计电池尺寸，确保电极之间的距离合适，避免碰撞和长期接触。
2. 选择适合高电压锂电池的材料，如采用耐高温、绝缘性能好的材料。
3. 加强电池的安全设计，设置过充、过放保护电路等，提高电池的稳定性和安全性。
（二）严格把控制造工艺
1. 稳定生产工艺，确保制备过程中的热卷均匀，减少电极表面的缺陷。
2. 优化制造条件，控制温度和压力在合理范围内，保证电池内部组件的正常形态。
3. 加强质量控制，严格检测电池内部半制成品的杂质和气泡，确保电池的质量。
（三）改善使用环境
1. 尽量保持适宜的温度，避免电池在极端温度下工作。
2. 控制使用环境的湿度，防止电极金属锈蚀。
3. 减少电池受到的机械振动和冲击，避免对电池造成损害。
（四）规范使用方法
1. 遵循正确的充电和放电规范，不过度充电或过度放电。
2. 使用兼容的充电器，确保充电电压和电流在合适范围内。
3. 合理存储电池，避免长时间处于低电压、未充电或高温环境。
四、结论
锂电池漏电的原因涉及设计、制造、使用等多个方面。为了确保锂电池的安全性和使用寿命，用户在购买和使用时应注意产品品牌和质量，遵循正确的使用方法，并注意使用环境。同时，制造商应不断优化设计和制造工艺，提高电池的质量和稳定性。
文章来源：锂电池技术知识平台
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锂离子电池不良失效分析系列-漏液
序言
本公众号将收集发布锂离子电池（含电池包）常见不良（如高内阻、低电压、低容量、厚度超标、爆炸、短路、循环性能差、漏液、虚焊、充高放低、压差大等）的失效分析，含鱼骨图分析、FMEA分析和解剖分析的不良图片。总之，不良失效分析系列包含失效分析方法及工具的运用，及不良实物图片参考。绝大部分有图有真相。以供大家在工作及学习中参考借鉴。感兴趣者，可持续关注！今天就为大家分享电池漏液的失效分析。
漏液的定义
对于钢壳或铝壳电池一般在封口位置（注：电池壳体与盖帽位置, 亦或焊缝位置等）有电解液流出或防爆阀打开有电解液流出及导致盖帽及壳体氧化、锈蚀的现象；对于软包电池则表现铝塑膜表面破损，内部电解液流出或存在腐蚀痕迹的现象。当然，还有外部原因，如碰撞挤压损伤或刺穿导致的漏液。
图1 软包电池漏液
图2 方形电池漏液
图3圆柱电池漏液
漏液不良鱼骨图分析（Fishbone）
图4 鱼骨图
说明：以上鱼骨图是综合当前的软包、方形、圆柱电池漏液，列出的主要影响因素。
总结
电芯漏液可以说是除安全性能外，最令人讨厌不良项目。单个漏液的电芯不但导致单体PACK失效，也可能导致配套的装置或整机出现氧化腐蚀；若单个或多个电芯漏则可能导致整个模组或电池组失效。甚至将其比作“一粒老鼠屎破坏一锅汤”也不会过！
对于软包电池，铝塑膜来料品质绝对是关键；封焊（顶封、侧封、二封等）工艺参数如温度、时间、压力、真空度等的优化设计也是至关重要的。同时，封头平行度的监测环节也不可少；号称锂电三大天敌之一的水分更不容忽视。探测方面：加强封头平行度检测（具体操作详情可点击下方链接，参考公众号另一篇文章-软包电池品质管控之封头平行度的检验方法），水分测试，外观检测，焊接强度/效果测试，气密性测试，红药水测试，高温高湿及水浴测试等。
对于方形电池，激光焊接是一个非常重要的管控环节。激光焊是采用激光熔化电池的壳盖的边缘使其融合在一起。其工艺的缺陷极易引起的焊接沙眼。一般采用涂覆渗透剂的方式来防止激光焊引起的沙眼，从而防止电池漏液。必须强调的是，激光焊接工艺参数如电流、频率、脉宽、速度、焦距等的优化设计是相当重要的。探测方面：加强激光焊首检/巡检，气密性测试，外观检测，显微镜确认焊接熔深状况等。
对于圆柱电池， 封口工艺参数及封口模具的管控绝对是至关重要的。其次，盖帽的爆破和拉断拉力等也要优化设计。探测：加强封口首检/巡检，封口压缩比检测（注：后续将会有专题文章介绍），外观检测，气密性测试等。装配端的设备的稳定性也不容忽视，日常和定期的维护和保养必须落实到位。同时，注液过程也要监控到位，一旦出现电芯电解液过量，加之外接环境的影响如温度、大电流等，也是会导致电芯漏液发生的。
一些物料的来料品质要加严管控，如电解液、铝塑膜、来料极耳胶，盖帽/盖板、壳体以及两者的适配性、钢珠与壳体的匹配性等。
鉴于电池类别及材料，制造工艺及自动化程度等的不同， 进而导致引起电池电池漏液的原因很多。后续我们会再不断补充完善。电池漏液出现后，若能快速找到原因当然更好。否则建议从5M1E进行排查，并在关键过程中加强探测。
作者简介：Victor Wang
1) SGS制造业专业委员会首期成员；
2）国内某新能源上市公司CQO，锂电及质量领域的一名老兵；
3）资深六西格玛黑带(SSBB)。
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