CN111044787A

CN111044787A - 一种壳电阻坏品的快速分析方法

Info

Publication number: CN111044787A
Application number: CN201911251780.6A
Authority: CN
Inventors: 于海彬
Original assignee: Tianjin EV Energies Co Ltd
Current assignee: Tianjin EV Energies Co Ltd
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2020-04-21
Anticipated expiration: 2039-12-09
Also published as: CN111044787B

Abstract

本发明提供了一种壳电阻坏品的快速分析方法，所述方法包括如下步骤：1)对电池进行在线绝缘测试，识别并自动排异壳电阻坏品；2)确认壳电阻坏品的绝缘阻抗值；3)对壳电阻坏品通过线下绝缘测试仪进行绝缘测试复测；4)在壳电阻坏品的负极耳金属带与铝塑膜铝层之间建立电子导通回路，使用充放电设备对其进行充放电循环，直到壳电阻坏品的外观出现腐蚀现象；5)对壳电阻坏品进行拆解分析。本发明通过充放电循环，实现短时间促进壳电阻坏品电池铝塑膜发生腐蚀现象，并通过拆解确认腐蚀点位置内部状态，可以快速锁定壳电阻坏品发生原因，从而快速指导改善活动。

Description

一种壳电阻坏品的快速分析方法

技术领域

本发明属于电池坏品分析技术领域，尤其是涉及一种壳电阻坏品的快速分析方法。

背景技术

锂离子软包电池具有安全性能好、重量轻、容量高、能量密度大、内阻小、设计灵活等优点。随着新能源汽车的爆发式发展，以及新能汽车对动力电池能量密度的需求和政策驱动，软包动力电池凭借自身高能量密度和高安全性优势，迅速发展并应用于新能源汽车领域，软包动力电池市场占有率持续升高。

锂离子软包动力电池，采用铝塑膜包装方式，铝塑膜厚度一般为153μm，主是由ON/AL/CPP(外层尼龙层/中间铝箔层/内层热封层)构成的复合材料，层与层之间通过粘合剂进行结合。铝塑膜是软包装锂电池封装的关键材料之一，起到保护内部电芯材料的作用，铝塑膜对电池的性能具有重要影响：具备极高的阻隔性，具有良好的热封性能，内层材料耐电解液及强酸腐蚀，具有良好的延展性、柔韧性和机械强度。

在软包动力电池生产过程中，铝塑膜冲坑及热封装环节存在CPP损伤隐患，当CPP出现破损或裂痕时，在线绝缘测试即为壳电阻坏品电池，该电池内部电解液与铝塑膜铝层将失去阻隔，由于电解液存在一定的弱酸性，电解液将慢慢的腐蚀铝塑膜铝层最终导致电池漏液。同时，在一定条件下，当铝塑膜电位降低时，锂离子将会在铝塑膜CPP破裂位置得到电子发生还原反应，生成锂铝合金，最终导致铝塑膜腐蚀漏液。单只电池漏液将导致整个动力电池包系统失效，从而导致动力汽车无法启动使用。

当绝缘测试过程出现壳电阻坏品电池时，需要及时的进行分析并快速采取改善行动，从而避免批量性不良品的持续产生，提升产品合格率，提升设备稼动率。

目前针对壳电阻坏品电池分析较为普遍的方法是通过存储一段时间，来观察铝塑膜腐蚀点，从而找到失效位置和原因。该方法耗时较长，通常需要至少1周以上的时间，而且大部分壳电阻坏品出现铝塑膜腐蚀的时间较长，短期内无法表现异常现象，无法快速对改善活动提供指导性方向，导致出现持续性壳电阻坏品的发生，产品合格率和设备稼动率大大降低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种壳电阻坏品的快速分析方法，实现短时间内快速让壳电阻坏品电池铝塑膜发生腐蚀现象，进而找出失效点和失效原因，为改善活动提供数据支持和指导性方向，快速消除壳电阻坏品的产生，提升产品合格率和设备稼动率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种壳电阻坏品的快速分析方法，所述方法包括如下步骤：

1)对电池进行在线绝缘测试，识别并自动排异壳电阻坏品；

2)确认壳电阻坏品的绝缘阻抗值，并与同批次电池的整体绝缘阻抗数据分布进行比较，判断绝缘阻抗值是低于分布数据下限即绝缘阻抗值过小，还是高于分布数据上限且趋近于无穷大；

3)对壳电阻坏品通过线下绝缘测试仪进行绝缘测试复测，确认绝缘阻抗值过小或趋近于无穷大，若趋近于无穷大则对测试工位接触状态进行调试后复测；

4)在壳电阻坏品的负极耳金属带与铝塑膜铝层之间建立电子导通回路，使用充放电设备对其进行充放电循环，直到壳电阻坏品的外观出现腐蚀现象；

5)对壳电阻坏品进行拆解分析。

进一步的，在步骤4中，将壳电阻坏品放置于45±5℃环境中，使用充放电设备对其进行充放电循环；每次充放电的流程为：使用1C倍率电流恒流充电至该型号的上限电压(4.2～4.4V)，再恒压充电至电流降低至0.01C，休眠2～10min，再用1C倍率电流恒流放电至该型号的下限电压(2.5～2.8V)，休眠2～10min，完成一次充放电循环。

进一步的，在步骤4中，通过订书机将壳电阻坏品的负极耳与铝塑膜钉在一起，建立电子导通回路。

相对于现有技术，本发明所述的方法具有以下优势：

(1)本发明通过充放电循环，实现短时间促进壳电阻坏品电池铝塑膜发生腐蚀现象，并通过拆解确认腐蚀点位置内部状态，可以快速锁定壳电阻坏品发生原因，从而快速指导改善活动。

(2)本发明通过数据分布分析及壳电阻坏品进行复测，快速确认并锁定电池不良问题或测试系统问题。

(3)本发明通过使用订书机，将电池负极耳与铝塑膜快速建立外部电子通路回路，操作方便快捷。

(4)优选45±5℃高温环境下进行充放电循环测试，高温有利于加速锂离子活性，促进锂离子迁移至铝塑膜PP层破损位置发生还原反应生产锂铝合金，缩短腐蚀发生时间；优选1C倍率进行充放电循环测试，恒压充电至小倍率0.01C电流截止，高电压下持续充电有利于促进铝塑膜在较低的电位下发生锂离子还原反应生产锂铝合金，缩短腐蚀发生时间。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述软包电池的结构示意图。

附图标记说明：

1：电池主体，2：铝塑膜，3：正极耳金属带，4：负极耳金属带，5：订书针，6：四周封装区域，7：负极耳充电接线，8：正极耳充电接线。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

另外，在本发明的实施例中所提到的：

软包电池，是指采用铝塑膜包装的锂离子电池。

绝缘测试，是指锂离子软包电池负极耳与铝塑膜间的绝缘测试。

壳电阻坏品，是指绝缘测试不良品，即电池负极耳与铝塑膜间绝缘测试不合格。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

本发明软包电池的结构如图1所示，电池主体1的外部依次为铝塑膜2和四周封装区域6，电池主体1的底部为正极耳金属带3，顶部为负极耳金属带4，负极耳金属带4和正极耳金属带3上分别连接有负极耳充电接线7和正极耳充电接线8。

本发明实施例的一种壳电阻坏品的快速分析方法，该方法实施步骤如下：

第一步，电池在当前自动化设备上进行在线绝缘测试，识别并自动排异壳电阻坏品；

第二步，绝缘阻抗数据确认。以大批次为单位，统计批次整体绝缘阻抗数据分布。根据设备自动排异壳电阻坏品电池条码，查询对应绝缘测试阻抗值在整体数据分布中所处位置。绝缘阻抗值低于下限，可能为绝缘不良；绝缘阻抗值超出上限趋近于无穷大，可能为测试接触不良；

第三步，壳电阻坏品绝缘测试复测。用线下绝缘测试仪对壳电阻坏品进行复测，确认是否绝缘阻抗过小或趋近于无穷大；当趋近于无穷大时，重点对测试工位接触状态进行调试；同时测试壳电阻坏品正极耳与铝塑膜绝缘阻抗，确保正极耳与铝塑膜绝缘状态良好；

第四步，外部电子回路建立：如图1所示，将复测壳电阻坏品的负极耳金属带4与铝塑膜2连接在一起，在负极耳金属带4与铝塑膜2的铝层之间建立电子导通回路；

第五步，进行高温充放电测试：

将负极耳金属带4与铝塑膜2建立电子导通回路的壳电阻坏品，使用充放电设备对其进行充放电循环。通常的，充放电流程为：使用1C倍率电流恒流充电至该型号设计上限电压(4.2～4.4V)，再恒压充电至电流降低至0.01C，休眠2～10min，再用1C倍率电流恒流放电至该型号设下限电压(2.5～2.8V)，休眠2～10min，完成一次充放电循环；

第六步，每循环3次，观察一下电池外观，确认是否发生铝塑膜腐蚀现象。通常的，壳电阻坏品腐蚀在10次充放电循环内即可发生腐蚀现象。

第七步，壳电阻坏品拆解分析。将发生腐蚀现象的电池停止充放电，取下进行拆解分析，根据腐蚀点位置及拆解分析，锁定铝塑膜内部PP破损原因，并快速指导改善活动。

优选订书机，通过订书针5将负极耳金属带4与铝塑膜2快速建立外部电子通路回路，操作方便快捷。

优选45±5℃高温环境下进行充放电循环测试，高温有利于加速锂离子活性，促进锂离子迁移至铝塑膜PP层破损位置发生还原反应生产锂铝合金，缩短腐蚀发生时间。

优选1C倍率进行充放电循环测试，恒压充电至小倍率0.01C电流截止，高电压下持续充电有利于促进铝塑膜在较低的电位下发生锂离子还原反应生产锂铝合金，缩短腐蚀发生时间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种壳电阻坏品的快速分析方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)对电池进行在线绝缘测试，识别并自动排异壳电阻坏品；

5)对壳电阻坏品进行拆解分析。

2.根据权利要求1所述的一种壳电阻坏品的快速分析方法，其特征在于：在步骤4中，将壳电阻坏品放置于45±5℃环境中，使用充放电设备对其进行充放电循环；每次充放电的流程为：使用1C倍率电流恒流充电至该型号的上限电压(4.2～4.4V)，再恒压充电至电流降低至0.01C，休眠2～10min，再用1C倍率电流恒流放电至该型号的下限电压(2.5～2.8V)，休眠2～10min，完成一次充放电循环。

3.根据权利要求1所述的一种壳电阻坏品的快速分析方法，其特征在于：在步骤4中，通过订书机将壳电阻坏品的负极耳与铝塑膜钉在一起，建立电子导通回路。