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小知识 | 什么是锂电池边电压?如何控制边电压?

2024-04-24 10:12:48 来源:科研云平台
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简介:边电压是指软包电池正极耳与铝塑膜之间铝层的电压。锂电池的正极通常由氧化物材料组成,而负极则是由碳材料或锂合金材料组成。在充放电过程中,锂离子在正负极之间迁移,完成电荷传输。而边电压则是这一电化学反应中的一个重要参数。
电池是一种常见的可充电电池,具有高能量密度和长寿命的优点,被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等领域。在讨论锂电池的边电压之前,我们先了解一下什么是边电压。

边电压是指软包电池正极耳与塑膜之间铝层的电压。锂电池的正极通常由氧化物材料组成,而负极则是由碳材料或锂合金材料组成。在充放电过程中,锂离子在正负极之间迁移,完成电荷传输。而边电压则是这一电化学反应中的一个重要参数。

边电压的大小直接影响到锂电池的性能和安全性。边电压过大可能会导致正极与铝塑膜之间的接触不良,进而引发电池内部短路,甚至爆炸等严重安全问题。因此,边电压的控制非常重要。

软包锂电池的边电压指的是:

1、正极耳与铝塑膜之间铝层的电压;2、负极耳与铝塑膜之间铝层的电压。

理论上,正极与铝塑膜之间铝层是绝缘的,也就是说:他们的电压应该为0

实际上,铝塑膜加工过程中,内层的PP层会产生局部受损,导致他们之间出现局部导通(含电子通道和离子通道),形成微电池,从而有了电势差(电压)。

边电压标准各厂家有所差异,但行业大部分定在1.0V以下,电压的标准依据来源于铝锂合金的溶解电位!

边电压测试:

边电压测试主要是用来检查锂电池包装膜封装的效果,检测极耳与包装膜铝箔之间的短路情况。短路会造成铝箔腐蚀,电解液漏液问题,鼓气,低电压等一系列问题,并产生安全隐患。

锂聚合电池的边电压特指软包锂电池正极耳与铝塑膜之间铝层的电压,理论上正极与铝塑膜之间铝层是绝缘的,也就是说:他们的电压应该为0,实际上铝塑膜加工过程中,内层的PP层会产生局部受损,导致他们之间出现局部导通(含电子通道和离子通道),形成微电池,从而有了电势差(电压)。边电压标准各厂家有所差异,但行业大部分定在1.0V以下,电压的标准依据来源于铝锂合金的溶解电位!

正极耳和铝塑壳之间的电势差,用来检验负极耳与铝塑膜之间是否存在电子通道。如果负极耳和铝塑膜之间存在电子通道,同时铝塑膜内部PP层破损,就有可能出现腐蚀的现象。

胀气产生原因之一:封装腐蚀:

这个胀气很烦人,如果没有好的检测手段,很难将不良品控制在公司内部,送到客户那边,等个几个月就慢慢出现了,表现形式就是胀气,导致退货事情发生。

其实这个时候电芯的铝塑膜已经被腐蚀掉了,水汽通过腐蚀的铝塑膜进入到电池内部和电解液发生反应而产生胀气。

为什么要控制边电压?

因为如果铝塑膜内层PP膜破损后,容量出现腐蚀破损。

生腐蚀的条件必须有两点:1、电子通路,负电极和铝塑膜的铝层形成电子通路;2、离子通路,铝塑膜的铝层和电解液形成离子通路;缺少任何一个,腐蚀都不成立。

两个条件都成立后,锂离子就会和铝塑膜的铝层发生反应,生成锂铝合金;而锂铝合金是一种粉末状物质,导致铝塑膜洞穿;也就是我们经常看到的铝塑膜内部有些黑点;这些黑点会随着时间以及充放电次数增加而变得越来越明显。

边电压

如何挑选?

目前统计到的检测方法有:

1、测试铝塑膜和负极耳之间的电阻,大于5M欧姆则是比较安全的,有些公司定义的比较低,看大家忍受的不良品的最终PPm,可以测算一些数据然后定义自己的标准也可;这个电阻 测试主要是将电子通路挑选出来;

2、测试正极和铝膜之间的电流,可以用直流源测试,一般认为该电流大于0.001mA,则为不良品,需要挑出;

3、测试正极和铝膜之间的电压,一般认为大于1V则为不良品。

可以1和2,或者1和3配合测试

除了边电压的控制,锂电池还需要注意其他方面的安全问题。例如,锂电池在充放电过程中会产生热量,过高的温度可能会导致电池老化、容量下降甚至失效。因此,合理设计散热系统,控制电池温度也是非常重要的。
         
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