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卷繞電芯鋰電池內部有什么缺陷?

卷繞電芯鋰電池內部有什么缺陷?

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時間:2022-06-17 瀏覽次數:2730

卷繞是鋰離子電池制造過程中的關鍵工藝,它將正,負極極片和隔膜組裝在一起,如果出現(xiàn)不良品,整個卷芯包括的正負極極片和隔膜都浪費了,良品率對電池制造成本影響比較大,而且影響電池性能和安全性,那卷繞電芯鋰電池內部有什么缺陷?

一般地,常見卷芯內部缺陷圖譜如下圖所示,每張圖譜里面都包含正極極片、隔膜和負極極片。

卷繞電芯鋰電池內部缺陷

圖1卷芯內部缺陷圖譜

其中,第一排(a)是正常圖譜,內部沒有缺陷。

第二排(b)三張照片出現(xiàn)極片彎曲變形的情況,這種情況可能是卷繞工藝中張力沒有控制好,極片彎折。這種缺陷會導致電池極片在充放電反復膨脹與收縮時出現(xiàn)大量褶皺,限制容量發(fā)揮,可能出現(xiàn)析鋰等問題。

第三排(c)的缺陷是隔膜上存在金屬異物,金屬異物可能是極片制備或轉運過程引入的,比如極片輥壓、裁切等工藝。也可能卷繞工藝極片切斷產生的箔材碎屑。金屬異物會導致電池內部微短路,自放電嚴重,并存在安全隱患。一般檢出方法主要包括電芯絕緣耐電壓測試,高溫老化監(jiān)測自放電k值判定不合格品。

第四排(d)的問題主要是涂層不均勻,包括兩面厚度不同的陰陽面,單側沒有涂層等。這個缺陷主要是涂布工藝產生的,或者極片制備工藝中出現(xiàn)的涂層脫落。一般極片輥壓,分切工藝都會設置CCD檢測,缺陷極片做好標記,在卷繞工藝裁切剔除不良品。但是,無法100%保證剔除不良品。如果出現(xiàn)這種情況電池容量損失,而且出現(xiàn)正負極容量不匹配導致析鋰等問題。

第五排(e)的缺陷是內部存在粉塵等非金屬異物,這種情況危害雖然沒有金屬異物嚴重,但是也會影響電池性能,尺寸比較大時也可能導致隔膜破解,正負極微短路的情況。

以上圖譜獲取的方法如下:將整個卷芯埋入A、B膠環(huán)氧樹脂中,固化保持卷芯內部結構特征。切割截面,并用砂紙打磨,拋光制作樣品,采用掃描電鏡觀察。獲取大量照片,從中找出了這些缺陷圖譜。

卷繞電芯鋰電池內部缺陷

圖2卷芯微結構觀察過程

另外,卷繞電芯在拐角處還可能出現(xiàn)極片斷裂的情況,如圖3所示。極片太脆,厚度較大特別容易出現(xiàn)斷裂情況。

卷繞電芯鋰電池內部缺陷

以上就是卷芯內部缺陷圖譜。

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