软包叠片工艺没问题,为何就是过不了短路测试呢?
锂电池叠片后的短路测试主要是为了判断电芯内部是否存在短路的情况,以避免短路的电芯流入到下一步工序。但有的时候明明叠片工艺没有问题,正负极都没有发生直接接触,为何短路测试还是过不了呢。请耐心看完本文,你就会明白短路测试并非你想象的那么简单。 一、短路测试的原理 短路测试的原理如下图所示,在叠片后的正负极之间施加一个较高的电压(比如250 V),测量干电芯(未注液前)的电阻值。正常情况下,电池的正负极之间是由绝缘的隔膜隔开的,电子很难穿过隔膜,因此测出来的阻值通常非常大,一般大于20兆欧。但是如果测出来的阻值偏小甚至显示短路,那就说明叠片工艺出了问题,需要排查原因来解决。二、造成短路的主要原因 1.正负极极片直接接触 这种情况一般比较少发生,发生这种情况是因为叠片时极片位置偏移导致正负极极片都超出隔膜,或者叠片后的转移过程中,极片发生错位,造成正负极极片的直接接触。此种情况通过调整叠片机的参数、在转移过程中加强防护基本可以避免。2.极片表面存在突起 如下图所示,蓝色颗粒表示突起。需要注意的是,图例虽然把突起画在了负极侧,但实际也有可能在正极侧。突起的来源可能是粉尘、极片掉屑、毛刺或者极片本身表面不平。突起的存在会造成以下几种结果从而导致短路测试通不过:1)刺穿隔膜导致短路2)隔膜被挤压变薄,正负极之间的距离变短,降低击穿电压3)产生尖端放电效应将隔膜击穿3.问题极片在叠片过程中对隔膜造成的损伤 这种损伤是肉眼可见的,一般发生在极片的四个边角处。极片在冲切过程中无法切断或者极片边角受到磕碰都可以造成极片边角受损而露出尖锐的部分。在叠片过程中叠片机压爪(或U型脚)频繁的按压这部分,加速了与之接触的隔膜的损伤。下图为边角磕伤的极片及其导致损伤的隔膜。4.测试电压过高 一般情况下,隔膜越薄,耐电压强度越低,测试电压理论上也应该更低。如果测试电压超过了隔膜本身的耐压值,则可能会隔膜被击穿而造成短路。5.隔膜含水量过高 隔膜含水量过高时也容易形成较大的漏电流,造成假短路的现象。三、降低叠片工艺短路率的方法 1.叠片过程中,时刻调整纠偏电机,调整隔膜的限位装置,使隔膜完全包裹住正负极极片,避免两者错位造成接触,防止电芯顶端或底部正负极短路的形成。2.电芯制作过程中,严格控制空气中的粉尘和杂质的含量,尽量避免异物的混入。3.极片裁切后在放入料盘之前,尽量去除极片上出现的掉屑或毛刺,降低内部微短路风险。4.避免使用质量有问题的极片,比如表面有明显突起或者边角有损伤的。5.测试前需要隔膜厂家提供耐电压参数,测试时电压值需要低于隔膜本身的耐电压值。来源:锂电芯动