鋰電池卷繞電芯內(nèi)部缺陷圖譜
卷繞是鋰離子電池制造過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵過(guò)程。它將正負(fù)極片和隔膜組裝在一起。如果有不好的產(chǎn)品,整個(gè)卷芯中包含的正負(fù)極片和隔膜都會(huì)被浪費(fèi)掉,這對(duì)電池制造成本、電池性能和安全性有很大的影響。?
常見(jiàn)的卷芯內(nèi)部缺陷圖譜一般如下圖所示,每個(gè)圖譜都包含正極片、隔膜和負(fù)極片。
圖1? 卷芯內(nèi)部缺陷圖譜
其中,第一排(a)內(nèi)部沒(méi)有缺陷的正常圖譜。
第二排(b)在這三張照片中,極片彎曲變形。這種情況可能是由于卷繞過(guò)程中張力控制不當(dāng),極片彎曲。這種缺陷會(huì)導(dǎo)致電池極片在充放電時(shí)反復(fù)膨脹和收縮時(shí)出現(xiàn)大量褶皺,限制容量,并可能出現(xiàn)鋰分析等問(wèn)題。
第三排(c)缺陷是隔膜上有金屬異物,可能是極片制備或運(yùn)輸過(guò)程中引入的金屬異物,如極片輥壓、切割等工藝。也可能是卷繞工藝極片切割產(chǎn)生的箔片碎片。金屬異物會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部微短路,嚴(yán)重自放電,存在安全隱患。一般檢測(cè)方法主要包括電池絕緣電壓電阻試驗(yàn)、高溫老化監(jiān)測(cè)和自放電k不合格品的價(jià)值判斷。
第四排(d)主要問(wèn)題是涂層不均勻,包括陰陽(yáng)兩側(cè)不同厚度,一側(cè)無(wú)涂層無(wú)涂層。這一缺陷主要是由涂層工藝或極性片材制備工藝中的涂層脫落造成的。一般情況下,將設(shè)置極性片壓和分切工藝CCD檢測(cè)時(shí),標(biāo)記缺陷極片,并在卷繞過(guò)程中切割不良產(chǎn)品。但是,不能保證100%去除不良產(chǎn)品。在這種情況下,蓄電池容量丟失,正負(fù)極容量不匹配,導(dǎo)致鋰分析。
第五排(e)缺陷是內(nèi)部有灰塵等非金屬異物。雖然這種情況沒(méi)有金屬異物那么嚴(yán)重,但也會(huì)影響電池的性能。當(dāng)尺寸較大時(shí),也可能導(dǎo)致隔膜破裂,正負(fù)極略有短路。
獲取上圖的方法如下:將整個(gè)卷芯埋入其中A,B在橡膠環(huán)氧樹(shù)脂中,固化保持了卷芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性。切割截面,用砂紙打磨,用掃描電子顯微鏡打磨制作樣品。獲取大量照片,找出這些缺陷圖譜。
圖2? 卷芯微結(jié)構(gòu)觀察過(guò)程
另外,卷繞電芯在拐角處也可能出現(xiàn)極片斷裂的情況,如圖3所示。極片太脆,厚度較大,特別容易斷裂。
以上就是卷芯內(nèi)部缺陷圖譜