什么原因导致锂电池电芯漏液？

锂电池里面有一串串的电芯并联组成的，客户遇到的一个现象是电芯全部漏液。

1.电池的内部结构发生了化学反应造成的。

2.电池长时间工作，持续电流过大，温度过高，出现漏电情况。

3.小电流长期不工作，低于标准电压，也会导致漏电情况。

电芯漏液电池会出现什么问题呢？其中一点最明显的就是电池正跑着，突然就不走了。

或者是客户明显的感觉到电池里程缩减特别严重。遇到这种情况，就要及时的返厂，更换新的电芯。

还有一种是因为是使用了铅酸充电器，铅酸充电器有的是脉冲的，可以给mos管烧了。

好的铅酸充电器带负脉冲，先坏保护板然后电芯跟着坏，反而差一点的铅酸充电器不带负脉冲。而且铅酸充电器的电压和锂电池的电压也不一样。

电池漏液跟电池质量有很大的关系，因此大家在购买的时候一定要认准品牌产品，不要贪图一时便宜。

技术｜如何分析锂离子电池漏液？

文章导读：

锂离子电池失效的产生主要有以下几种途径，如图1所示：

图1 锂离子电池失效的产生途径

第④种途径主要与电池外壳破裂有关。引起外壳破裂的诱因包括

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 。

漏液对锂电有什么影响？

漏液，可能会直接被人体接触或吸人构成化学腐蚀 危害，或导致电池供电的电子产品内部绝缘失效 间接造成电击、着火等危险；

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。

漏液产生原因分析

漏液不良鱼骨图分析（Fishbone）

漏液不良鱼骨图分析（Fishbone）

腐蚀漏液原因 可以分为三类：

1）化学腐蚀

对锂离子电池来说，由于水分会与电解液反应产生HF，氢氟酸 是一种腐蚀性特别强的酸，对铝塑膜、集流体、正极材料会产生严重破坏，反应如下所示：

铝塑膜会腐蚀破坏后，电池就失效了。

2）电化学腐蚀

由于电化学反应造成的软包电池腐蚀漏液比较难发现，一般是随着使用时间变长，电池腐蚀漏液逐渐严重才会被发现。由于此种失效模式潜伏时间较长，一旦发生也极易造成客户的信任危机。电化学腐蚀发生的条件一般有两个：

①离子短路 。铝塑膜的铝层与阳极之间形成离子短路通道。

②电子短路 。铝塑膜铝层与阳极形成电子短路通道。

这样封装电芯的铝塑膜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，导致铝层不断被消耗。这两种短路时电池发生腐蚀的必要条件，两者缺一不可。

容易形成离子通道的地方是热封 时，封边部位的PP层发生破损，或者折边时PP层发生破损，这样就在铝层和负极之间构成了离子通道。容易形成电子短路通道的地方是，极耳封装位置破损 ，负极极耳与铝层接触构成电子通道。如果负极延伸过多，热封时也易造成与铝层直接接触，形成电子短路。除了，电芯内部的电子通道外，外部无意识的将负极极耳与铝层接触 也是软包腐蚀漏液的原因之一，且这个情况发生的更加快一点。当离子通道和电子通道都形成后，铝塑膜的铝层逐渐被锂离子嵌入形成锂铝合金，铝层被腐蚀后水分就可以肆无忌惮的浸入电池内部，产生更强烈的破坏，造成软包电池外观上的漏液失效。

3）物理原因

由于电池滥用、不小心磕碰、电池本身产气鼓胀 引起的封装失效，也会导致电池的漏液。电池滥用，包括电池过充、过放、高温使用 等，都有可能造成电池产气、鼓胀加重导致封装失效。无论是电池在常温循环、高温循环、高温搁置时，其均会产生不同程度的鼓胀产气。

据目前研究结果显示，引起电芯胀气的本质是电解液发生分解所致 。电解液分解有两种情况，一个是电解液有杂质，比如水分和金属杂质使电解液分解产气，另一个是电解液的电化学窗口太低，造成了充电过程中的分解，电解液中的EC、DEC等溶剂在得到电子后，均会产生自由基，自由基反应的直接后果就是产生低沸点的烃类、酯类、醚类和CO2等。如果电池内部水分过多，也会造成产气较多，造成电池起鼓，造成封装薄弱处破裂。

密封不良导致漏液

在电池制造的过程中,若发生封装不良,就容易造成电池漏液：

1）焊接电池外壳与盖帽，顶盖与铝壳，密封钉与顶盖，铝塑膜热封时,焊接不牢固、不密封,有漏焊、虚焊,焊缝有裂缝、裂口等问题

2）对于圆柱电池钢珠封口时,钢珠大小不合适,钢珠材质与盖帽材质不相同

使用过程导致漏液， 内部压力过大

1）电压过高或电流过大

2）电池在平常使用过程中经常磕碰,加上电池内部强度不够

3）采用非正常方式充电导致过充，或者大电流倍率放电（电池大电流保护系统损坏）

漏液控制措施

软包电池

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 ，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。

方形电池

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，气孔 。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。

圆柱电池

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，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。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。

漏液检测方法

为了防止聚合物电池出现漏液不良的问题，工程技术上一方面改进封装方法，提高封装密封性能，另一方面改进检验漏液的方法，一般有以下几种检验电池是否漏液的方法:

1）外观检查 ，通过100%的人工检验，观察是否有电解液流出和电池外观变形等。这种方法是最传统的方法，也是在现实中最易操作的，但依赖人员的检出力，其防呆性能较差。这就是原有的检测方法。

2）真空检测 ，使用真空的方法，利用漏液电池鼓气的特点,对电池整体抽真空，在漏液电池内外形成较大的压差，电解液可能被伴随着内部产气流出电池，再进行外观检查，将不良挑出。这种方法检出率较低，但因其操作性较好也是常用的方法。

3）泄漏物质检测 ，电池一旦发生漏夜，其内部的电解液会流到电池外，如果能够敏感的检测到电解液，就可以判断电池是否发生漏液, 这种方法的局限性在于没有成形的测试机构，对电解液特别敏感，应用较少，一般较多的使用PH试纸，石蕊试液等化学试剂。若能够解决检测电解液的方法问题，则是最有前途的一种检测手段。

VOC气体检测法

VOC气体检测法是目前行业里应用最广，综合效果最佳的漏液检测方法，也是国际一流终端企业指定使用的漏液检测方法。VOC是Volatile Organic Compounds（挥发性有机化合物）的缩写，电解液中的溶剂大多属于VOC的范畴，VOC气体检测方法就是采用专业的仪器来检测泄露的电解液浓度，从而判断电池是否漏液的方法，因此也被行业里俗称为“狗鼻子”。

VOC检测仪的检测原理如下：

电离室内的VOC分子被紫外灯发出的高能量光子电离，在偏置电场的作用下，电子和VOC离子分离，极其微弱的离子流被收集后，经滤波、多级放大运算及线性处理后转化成与浓度有关的模拟信号输出(一般为电压信号)。

VOC气体检测的特点：

VOC气体检测法属于高精度，高灵敏度的检测方法，VOC检测仪的检测灵敏度为1ppb（即十亿分之一）,即使电池只是0.01mm级别微孔的电解液泄漏也能被探测到，是当前所有检测方法中检测精度和灵敏度最高的方法之一。其余同级别灵敏度的检测方法还有氦气检测、质谱检测，但是VOC检测法相比氦气检测法在自动化集成、成本以及普遍适用性上有较大的优势。

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