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锂电池采用卷绕工艺内部电芯会有哪些缺陷?

2021-12-06 04:30:09

卷绕是锂离子电池制造过程中的关键工艺,它将正,负极极片和隔膜组装在一起,如果出现不良品,整个电芯包括的正负极极片和隔膜都浪费了,良品率对电池制造成本影响比较大,而且影响电池性能和安全性,锂电池采用卷绕工艺内部电芯会有哪些缺陷呢,下面跟格瑞普小编来一起了解一下吧!


一般地常见卷芯内部缺陷图谱如下图所示,每张图谱里面都包含正极极片、隔膜和负极极片。


锂电池卷绕工艺


图1:卷芯内部缺陷图谱


其中第一排(a)是正常图谱,内部没有缺陷。


第二排(b)三张照片出现极片弯曲变形的情况,这种情况可能是卷绕工艺中张力没有控制好,极片弯折。这种缺陷会导致电池极片在充放电反复膨胀与收缩时出现大量褶皱,限制容量发挥,可能出现析锂等问题。


第三排(c)的缺陷是隔膜上存在金属异物,金属异物可能是极片制备或转运过程引入的,比如极片辊压、裁切等工艺。也可能卷绕工艺极片切断产生的箔材碎屑。金属异物会导致电池内部微短路,自放电严重,并存在安全隐患。一般检出方法主要包括电芯绝缘耐电压测试,高温老化监测自放电k值判定不合格品。


第四排(d)的问题主要是涂层不均匀,包括两面厚度不同的阴阳面,单侧没有涂层等。这个缺陷主要是涂布工艺产生的,或者极片制备工艺中出现的涂层脱落。一般极片辊压,分切工艺都会设置CCD检测,缺陷极片做好标记,在卷绕工艺裁切剔除不良品。但是,无法100%保证剔除不良品。如果出现这种情况电池容量损失,而且出现正负极容量不匹配导致析锂等问题。


第五排(e)的缺陷是内部存在粉尘等非金属异物,这种情况危害虽然没有金属异物严重,但是也会影响电池性能,尺寸比较大时也可能导致隔膜破解,正负极微短路的情况。


以上图谱获取的方法如下:将整个卷芯埋入A、B胶环氧树脂中,固化保持卷芯内部结构特征。切割截面,并用砂纸打磨,抛光制作样品,采用扫描电镜观察。获取大量照片,从中找出了这些缺陷图谱。


锂电池卷绕工艺电芯缺陷


图2:卷芯微结构观察过程


另外,卷绕电芯在拐角处还可能出现极片断裂的情况,如图3所示。极片太脆,厚度较大特别容易出现断裂情况。


锂电池卷绕工艺电芯缺陷


以上锂电池采用卷绕内部电芯会有哪些缺陷就介绍到这里,相信通过以上介绍大家应该对锂电池采用卷绕工艺内部电芯会出现的缺陷应该有所了解了。

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