锂电池绝缘电阻亿纬锂能申请绝缘电阻检测专利，解决绝缘计算周期过短而导致绝缘电阻计算精度偏低的问题|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

亿纬锂能申请绝缘电阻检测专利，解决绝缘计算周期过短而导致绝缘电阻计算精度偏低的问题

金融界2023年12月15日消息，据国家知识产权局公告，惠州亿纬锂能股份有限公司申请一项名为“绝缘电阻检测方法、装置、计算机设备及存储介质“，公开号CN117233466A，申请日期为2023年8月。

专利摘要显示，本发明提供一种绝缘电阻检测方法、装置、计算机设备及存储介质，绝缘电阻检测方法包括：控制第一开关投切，并当绝缘电压采样点的电压达到稳定时，判断当前绝缘计算周期是否为首个绝缘计算周期；若当前绝缘计算周期为首个绝缘计算周期，获取第一时间点和第二时间点；基于第一时间点和第二时间点确定绝缘周期值，并获取绝缘电压采样点在当前绝缘计算周期的第一绝缘电压值和第二绝缘电压值；基于第一绝缘电压值和第二绝缘电压值，确定绝缘电阻。本发明可以针对不同电池包确定相匹配的绝缘周期值，解决绝缘计算周期过短而导致绝缘电阻计算精度偏低的问题。

本文源自金融界

方形锂电池绝缘低问题分析及其预防措施

引言

在大规模储能、智能电网、清洁能源汽车和消费电子产品迅猛发展的主格局下，人们对电子储能器件性能、可靠性、安全性的要求越来越高。锂离子电池因能量密度高、循环寿命长、高倍率性能等优势成为了应用最广泛、技术成熟的电化学储能器件之一。但锂离子电池在生产、运输、使用过程中会出现某些失效现象，即便单一电池出现了失效现象，也会影响到整个电池组的性能和可靠性，甚至会导致电池组停止工作或其它安全问题。相对于圆柱形和软包装锂电池，方形锂电池因封装可靠度高，结构较为简单，在电动汽车领域应用越来越广泛。近年来国内外发生的多起与动力电池相关起火爆炸事故，动力电池安全性问题也得到了极大的关注。电芯短路轻则造成电芯漏液，动力电池发生绝缘故障，重则引起动力电池系统起火。本文对某方形锂电池模组绝缘低排查案例进行原因分析，并对其电芯壳体腐蚀的失效过程及机理进行讨论，提出改进方法。

1 某方形锂电池模组绝缘低排查案例分析

1.1 排查过程

某动力电池检查发现一个模组绝缘值远低于标准值，仅0.113MΩ，检查发现模组1号电芯底部壳体有明显电解液腐蚀迹象，Busbar片连接完好，模组Pin针无异常，未出现弯折等。排查模组制程数据未发现异常，对故障模组进行电性能测试，发现其电压和内阻参数正常，绝缘异常。对故障模组进行拆解，各电芯蓝膜完好，1号电芯底部电解液泄露明显，撕除蓝膜后发现明显腐蚀点。排查1号电芯制程数据未发现异常。电芯负对壳电压实测0.596V（规格不小于1.5V），开壳后电压未恢复，两JR外观正常，底部无破损，极耳焊接处无搭接顶盖；JR拆除后，实测电芯负极柱与顶盖阻值为0，如图1所示。对电芯顶盖进行CT分析，发现负极柱内上塑胶与顶盖片间有金属异物，负极柱与顶盖连通，如图2所示。

1.2 原因分析

对电芯顶盖制程进行排查，极柱、PPS来料与极柱注塑工序为风险工序。电芯顶盖金属丝导致短路的原因主要有2个。一是注塑配件引入：外型落料工序，刀口间隙过大，负极柱墩压产生铜颗粒；PPS来料混入不锈钢颗粒，注塑时嵌入零件PPS中。二是设备引入：烘料机于注塑机机未进行封闭式管理投料，存在车间金属颗粒吸入PPS原料风险。

1.3 失效过程分析

电芯顶盖绝缘层混有金属屑，电芯顶盖电测使用PC500V电压测试2s，要求绝缘电阻不小于200MΩ的标准测试通过，500V电压无法击穿间隙，电芯焊接巴片后，负极铝块受热使表面的绝缘层（PP材料）融化，金属屑随融化的绝缘层流动至负极住边缘；负极铝块绝缘层融化后再冷却，塑胶凝固收缩，使极柱和顶盖片之间有了空隙；金属屑在空隙中因为震动而移动，偶然会使负极柱和顶盖片导通，在不断的充放电过程中，电芯壳体慢慢发生腐蚀，从而导致电芯漏液，绝缘值低。

2 腐蚀机理

方形锂离子电芯的腐蚀实际上是铝壳形成铝锂合金的过程，需要满足两个必要条件，其一是电子短路，即铝壳具有低电位的负极；其二是离子短路，即铝壳接触电解液中的锂离子。

正常电芯负极柱与壳体通过绝缘层隔开，壳体处于高电位，当负极柱与顶盖片存在金属屑发生导通，负极柱与铝壳发生短路，铝壳将具有腐蚀电位条件，铝壳电位显著降低（铝壳起始嵌锂电位约为1.4V）。与此同时，铝壳与电解液中的锂离子接触，低电位的铝壳将与锂离子发生电化学反应，如图3所示。

电子由负极转移至铝壳，锂离子嵌入铝壳形成铝锂合金，可分为三个阶段：阶段Ⅰ铝氧化物的还原；阶段Ⅱ的形成；阶段Ⅲ理论上会形成。随着锂嵌入程度提高，与空气中的氧气和二氧化碳反应，生成碱金属盐，铝壳逐渐被腐蚀。电芯四周有mylar包覆绝缘，仅有底部有定位孔及合拢间隙，故常见于电芯底部腐蚀。

3 预防措施

1）加强工艺管控，减少引入金属异物的风险。负极墩压落料模具镶件采用高强度钢，减小刀口间隙，减少毛刺的产生；增加抛震时间，确保毛刺被充分打磨；PPS原材粒子，包装前增加金属分离器进行分离包装。吸料管与烘料机绑定，减少吸附车间particle风险。

2）加强电芯顶盖的下线绝缘检测标准。本案例中追溯故障电芯顶盖的出厂电测数据合格，由此可见当前测试标准500V电压无法击穿金属屑、负极柱与顶盖片的间隙，无法检出此类故障类型的电芯顶盖。保持DC500Vhipot电压绝缘电阻200MΩ检验前提下，检成品测试增加1道1500V2s2mA耐高压电阻100%成品测试已做正向验证，1500V检测不通过的样品CT结果显示金属丝存在。

4 结语

金属异物极易引发锂离子电池发生内部短路，而短路又是产生热失控的最常见原因，由此可见锂离子电池生产过程中金属异物管控的重要性。电池安全性问题需要广大技术人员一同努力推进，使电池生产工艺异物管控做的越来越好。