锂电池腐蚀原理~软包
负极连接
如果铝袋的AI层遇到负电位，则在铝袋的相对薄弱密封区域迅速发生腐蚀。
1.Poor or damaged seal at pouch edge (e.g. cell leads)
2.Corrosion of the Al pouch
nIf pouch Al becomes electrically connected to the cell positive lead:
- Al pouch dissolves if there is a contact with electrolyte (e.g. micro-cracks in internal pouch polymer coating)
- Micro-cracks are common at pouch bends
- Once Al has a hole, H2O ingress through external polymer coating causes enhanced corrosion, and often swelling
nIf electrolyte is contaminated with water:
- Electrolyte mixed with H2O results in formation of HF which can corrode exposed Al (e.g. micro-cracks in the pouch)
- usually involves significant cell swelling prior to leakage
Corrosion mechanism of pouch
引起电芯腐蚀必须具备两个短路的通道：
①离子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生离子短路
铝箔的结构：内部为绝缘 PP，PP的一个作用就是绝缘，将电解液环境与铝层隔离，保护铝层，发生离子短路是由于PP发生破损致使电解液渗透将铝层与阳极导通，因此腐蚀均发生在 PP破损部位。
②电子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生电子短路
导体在阳极和铝层（PP破损处）间能够导通电子或阳极通过Nitab直接与铝层短路导通电子。
这样包装铝箔的铝层就与阳极形成一个短路的回路，阳极即为电芯负极，处于低电势的部分，一旦与铝接触会通过电导率较高的电解液引起电化学反应，化学反应，导致铝层的不断被消耗。空气中水分会进入电芯内部导致进一步反应产生大量气体。这两种短路是电芯发生腐蚀的必要条件，两者缺一不可。
软包电池胀气的原因
①封装不良，顶封、侧封、去气封装三边封边不良的主因，其中顶封和去气封口居多。顶封主要是极耳位密封不良，去气封口主要是分层（受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离），封装不良引起空气中的水分进入电池芯内部，引起电解液分解产生气体。
②铝袋表面破损，电池芯在传递过程中，受到人为损坏和异常损坏导致铝袋破损（针孔）而使水分进入电池芯内部。
③角位破损，由于折边角位的特殊变形，气袋晃动会扭曲角位导致Al破损(电池芯越大，气袋越大，越容易破损），失去对水的阻隔作用。可以在角位加皱纹胶和热熔胶缓解，并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯，更要注意操作方式，轻拿轻放。
④电池芯内部水含量超标，电解液会失效在化成或去气后产生气体。造成电池芯内部水含量超标的主因有：电解液水含量超标,烘烤过后电芯水含量超标，干燥室湿度超标。若怀疑水含量超标导致胀气，可进行工序的追溯检查。
⑤化成流程异常，错误的化成流程会导致电池芯发生胀气。
⑥SEI膜不稳定，电池芯在容量测试的充放电过程中发射功能轻微胀气。
⑦过充，过放，由于流程或机器或保护板的异常，使电池芯过放或者过充，电池芯会发生严重胀气。
⑧外部短路：由于操作失误导致带电电芯两极耳接触发生短路，电池芯会发生胀气同时电压迅速下降，极耳会被烧黑。内部短路：电池芯内部正负极短路导致电芯迅速放电发热同时严重胀气，内部短路原因有多种：设计问题：隔离膜收缩、卷曲、破损；极板错位，毛刺刺穿隔离膜，夹具压力过大，烫边机过度挤压等。如由于宽度不足，烫边机过度挤压电芯实体导致正负极短路胀气。
⑨腐蚀，电池芯发生腐蚀，铝层被反应消耗，失去对水的阻隔作用，发生胀气。
⑩真空抽气异常，系统或机器的原因导致真空度异常，去气不彻底；真空侧封热辐射区过大，导致去气封口抽气刺刀不能有效地刺破铝箔袋而导致抽气不干净。
软包锂电池胀气的原因及解决方案
来源：锂电联盟会长
聚合物锂离子电池芯采用的是铝塑複合膜的包装技术，当电池芯内部由于异常化学反应的发生而产生气体时，Pocket会被充起，电池芯鼓胀（有轻微鼓胀和严重鼓胀两种情况），且不论外观如何，电池芯的使用性能会发生严重的失效，导致电池芯不能使用。胀气会发生在生产过程中也会在客户甚至最终用户手中。
这里简要介绍工序异常产生气体的原因：
1.封装不良。 Top sealing、Side sealing和Degassing三边封装不良，任何一边封装不良都会导致电池芯，表现以Top sealing 和Degassing居多，Top sealing主要是Tab位密封不良，Degassing主要是分层（包括受电解液和凝胶影响导致PP与Al脱离）。封装不良引起空气中水分进入电池芯内部，引起电解液分解产生气体等。
2.Pocket表面破损 ，电池芯在流拉过程中，受到异常损坏或人为破环导致Pocket破损（如针孔）而使水分进入电池芯内部。
3.角位破损 ，由于折边角位铝的特殊变形，气袋晃动会扭曲角位导致Al破损（电池芯越大，气袋越大，越易破损），失去对水的阻隔作用。可以在角位加皱纹胶或热熔胶缓解。并且在顶封后的各工序禁止拿气袋移动电池芯，更要注意操作方式防止老化板上电芯池的摆动。
4.电池芯内部水含量超标 ，前面我们已经介绍过对电池芯内水含量有一定的要求，一旦水含量超标，电解液会失效在化成或Degassing后产生气体。造成电池内部水含量超标的原因主要有：电解液水含量超标，Baking后裸电芯水含量超标，乾燥房湿度超标。若怀疑水含量超标导致胀气，可进行工序的追溯检查。
5.化成流程异常 ，错误的化成流程会导致电池芯发生胀气。
6.SEI膜不稳定 ，电池芯在容量测试充放电过程中发射功能轻微胀气。
7.过充、过放 ，由于流程或机器或保护板的异常，使电池芯被过充或过度放电，电池芯会发生严重鼓气。
8.短路 ，由于操作失误导致带电电芯两Tab接触发生短路，电池芯会发生鼓气同时电压迅速下降，Tab会被烧黑。
9.内部短路 ，电池芯内部阴阳极短路导致电芯迅速放电发热同时严重鼓气。内部短路的原因有很多种：设计问题；隔离膜收缩、捲曲、破损；Bi-cell错位；毛刺刺穿隔离膜；夹具压力过大；烫边机过度挤压等。例如曾经由于宽度不足，烫边机过度挤压电芯实体导致阴阳极短路胀气。
10.腐蚀 ，电池芯发生腐蚀，铝层被反应消耗，失去对水的阻隔作用，发生胀气。
11.真空抽气异常 ，系统或机器的原因导致真空度异常Degassing抽气不彻底；Vacuum Sealing的热辐射区过大，导致Degassing抽气刺刀不能有效地刺破Pocket袋而导致抽气不乾淨。
要严格控制制造工艺过程参数，保证封装可靠性，防止电池内部水分过量引起的胀气，控制方法如下：
（1）电芯卷绕完成后干燥充分，防止膜片中水分含量超标；
（2）严格控制真空烘烤后电芯到注液时间及干燥房湿度；
（3）保证注液手套箱密封性；
（4）控制电解液中水分和游离酸含量；
（5）规范电解液存储环境及密封条件，防止电解液在使用及存放过程中进入过量水分；
（6）采用闭口加压化成或者外置气囊化成后抽真空封口排气；
（7）采用多步化成和高温搁置工艺，保证产气完全；
（8）提高封装可靠性。
来源：锂电联盟会长
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