电池常见不良分析
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鋰離子電池常見不良
短路 內阻過高 電池容量低 鼓包 電池漏液 電池發燙、冒煙、著火 電池無輸出 電池無法充電
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鋰離子電池常見不良
一、 短路:
1、隔膜刺穿:
1)极片边尾有毛刺,卷绕后刺穿隔膜短路(分切刀口有毛刺、装配有误); 2)极耳铆接孔不平刺穿隔膜(铆接机模具不平); 3)极耳包胶时未包住极耳铆接孔和极片头部(裁大片时裁刀口有毛刺); 4)卷绕时卷针划破隔膜(卷针两侧有毛刺); 5)压芯时气压压力太大、太快压破隔膜(气压压力太大,极片边角有锐角刺穿隔膜纸)。
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鋰離子電池燃燒原因分析
過放:大量鋰離 子移至負極,造 成正極坍塌,減 低電池容量及壽 命。
過充:负极的储存格已经装 满了锂原子,后续的锂金属 会堆积于负极材料表面,形 成树枝状结晶。刺破隔離膜 ,形成短路
大電流:锂离子来不及进 入储存格,会聚集于材料 表面,形成树枝状结晶。
熱失控:1. 80攝氏度,SEI膜開始分解放熱,進一步加速電池放熱速率。 2. 135攝氏度,隔離膜受熱熔斷、變形,造成正負極短路,發生更激烈的放熱反應。 3. 155攝氏度,電解液氣化、分解,與正負極發生反應,產生氣體,電池膨脹,爆裂 ,遇到空氣燃燒
鋅錳電池
標稱電壓 1.5V
碳Hale Waihona Puke 電池用途:遙控器、手電筒和時鐘…等。
鹼錳電池(一)
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锌锰干电池的规格
外形 (英文 代号)
D C AA AAA
引自维基百科
一号电池 二号电池 三号电池 四号电池 1号电池, 大号电 池 2号电池 5号电池 7号电池
台湾 编号
中国大陆 编号
IEC 编号 (碳性)
IEC 编号 其他编号 其他编号 (碱性) (碳锌) (碱性)
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鋰離子電池充放電原理
充电
电池反应: 6C+LiCoO2
放电
Li1-xCoO2+ LixC6
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鋰離子電池基礎知識--電池模組
電池模組的組成
電芯、保護板、外殼 (軟包電池通常用鋁箔袋包裝),電芯的連接方式有 串聯、 並聯、串聯加並聯,以滿足不同的電壓和容量。 保護板的作用:可防止電池過充、過放、外短路、過電壓、過電流等。
2、全盖帽时极耳靠在壳壁上短路:
1)高温极耳胶未包好; 2)壳壁胶纸未贴到位; 3)极耳过长弯曲时接触盖帽或壳壁。
3、化成时过充短路:
1)化成时,正负极不明确反充而短路; 2)过压时短路; 3)上柜时未装好或内部电液少,充电时温度过高而短路。
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鋰離子電池常見不良
二、 内阻过高:
1、焊接不好:极耳与极片的焊接;极耳与盖的虚焊。 2、电液偏少:注液量不准确偏少;封口时挤压力度过大,挤出电液。 3、装配结构不良:极片之间接触不紧密;各接触点面积太小。 4、材质问题:极耳及外壳的导电性能;电液的导电率;石墨与碳粉的导电率。
5)電池芯內部水含量超標,前面我們已經介紹過對電池芯內水含量有一定的要求, 一旦水含量超標,電解液會失效在化成或Degassing後產生氣體。造成電池內部水含 量超標的原因主要有:電解液水含量超標,Baking後裸電芯水含量超標,乾燥房濕度 超標。若懷疑水含量超標導致脹氣,可進行工序的追溯檢查。
6)SEI膜不穩定,電池芯在容量測試充放電過程中發射功能輕微脹氣。
2、标称电压
锂电池的标称电压是指维持放电时间最长的那段电压,3.7V左右的放电时间是最长的,几乎占到了3/4的时间。
3、充电终止电压
可充电电池充足电时,极板上的活性物质已达到饱和状态,再继续充电,电池的电压也不会上升,此时的电压 称为充电终止电压。锂离子电池为4.2 V或者4.35V。
4、放电终止电压
锂电芯 控制IC B+ C1 4 BPCB板 电容 电阻 MOSFET 6 FUSE R1 5 IC P+
2 3
R2
C2
1
普通保护板的组成
過放保護 過充保護
P-
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電池測試驗證項目
Function test
容量測試 穿钉测试
Safety test
过充测试
过放测试
電池內阻測試
過充/過放保護測試
電池外部短路測試
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鋰電池基礎知識
1. 鋰原電池 1970年——鋰原電池實現商品化,金屬鋰作負極材料,二氧化錳和氟化炭等 原料作正極活性物質。 2. 液態鋰離子電池 1990年——日本Sony公司率先研製成功鋰離子電池,它以含鋰氧化物作 正極,以層狀碳嵌鋰取代傳統鋰原電池的金屬鋰或鋰合金作負極,1992年商 業化。 3. 聚合物鋰離子電池 1999年——聚合物鋰離子電池實現商品化。 這種電池的電解質是以固態或 膠體的形式存在,有更好的安全性。
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鋰電池分類與原理
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電池基礎知識--分類
一.依化學電池的充放電特性區分 1. 一次電池(原電池) 2. 二次電池(蓄電池) 二.依電池電解液的種類區分
1. 鹼性電池 2. 酸性電池 3. 中性電池 三.依電池的形狀區分
1.圓柱(筒)型 2.方型 3.鈕扣型 4.硬幣型 5.超薄紙型
5
錳鋅電池( Zine-MnO2 )/碳鋅電池( Carbon Zine )
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電池無輸出
1.電池電芯損壞。 2. 電池保護板異常。 3.電池鎳片斷裂 4.電池電極焊接不良 5.電池輸出線斷裂或虛焊。 6.電池電芯電壓低於保護電壓。 7.電池輸出電流高於保護電流。
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電池無法充電
1.電池電芯損壞。 2. 電池保護板異常。 3.電池鎳片斷裂 4.電池電極焊接不良 5.電池輸出線斷裂或虛焊。 6.電池充電電流高於保護電流。 7.電池處於過充保護狀態。 8.電池與設備不匹配(帶ID的電池)
過充/過放保護測試 高溫﹑低溫放電測試 高溫﹑低溫充電測試
常温外部短路测试
高温外部短路测试 热冲击测试 重物冲击测试
高溫﹑低溫存儲測試
高溫高濕測試 冷熱沖擊測試
振动测试
自由跌落测试
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鋰離子電池的七大參數
1、电池容量
电池的容量由电池内活性物质的数量决定,通常用毫安时mAh或者 Ah表示。例如1000 mAh就是能以1 A的电 流放电1 h。
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碳性/堿性電池常見不良
1.外觀不良 2.電池漏液
a. 電池被外力損壞 b. 電池過放 c. 電池密封不良。
3.電池電壓低
a.電池存放時間過久 b. 電池短路造成電池放電。
4.電池有電壓但無法正常工作
a.電池內阻高 b.電解液不足
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coin battery電池
coin battery電池有焊腳電池和非焊腳電池。 焊腳電池可以直接焊接到PCB上,非焊腳扣式電池必須通 過電池座組裝到PCB上。
按材料分
按壳体和电解质分类
液態鋁殼 鋰離子電 池
液态钢壳锂 离子电池
Polymer 電池
紐扣電池
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鋰離子電池基礎知識—電芯內部構成
鋰離子電池是指靠Li+在正負極之間嵌入、脫出形成的二次電池。 正極 活性物質(LiCoO2\LiMnO2\LiNixCo1-xO2\LiFePO4) 導電劑、粘合劑、鋁箔基體。 负極 活性物質(石墨、MCMB) 粘合劑、(導電劑)、銅箔基體 隔膜(PP/PE) 電解液(LiPF6+ DMC/EC/EMC) 外殼五金件(殼、蓋板、極耳、絕緣片、PTC) 在充放電過程中,Li+在正負兩個電極之間往返嵌入和脫嵌,被形象的稱為「搖椅電 池」。
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鋰離子電池鼓包原因分析
7)過充、過放,由於流程或機器或保護板的異常,使電池芯被過充或過度放電,電 池芯會發生嚴重鼓氣。
8) 短路,由於操作失誤導致帶電電芯兩Tab接觸發生短路,電池芯會發生鼓氣同時 電壓迅速下降,Tab會被燒黑。 9)內部短路,電池芯內部陰陽極短路導致電芯迅速放電發熱同時嚴重鼓氣。內部短路 的原因有很多種:設計問題;隔離膜收縮、捲曲、破損;毛刺刺穿隔離膜;夾具壓力過 大;燙邊機過度擠壓等。例如曾經由於寬度不足,燙邊機過度擠壓電芯實體導致陰陽極 短路脹氣。 10)腐蝕,電池芯發生腐蝕,鋁層被反應消耗,失去對水的阻隔作用,發生脹氣。 11)真空抽氣異常,系統或機器的原因導致真空度異常Degassing抽氣不徹底; Vacuum Sealing的熱輻射區過大,導致Degassing抽氣刺刀不能有效地刺破Pocket袋 而導致抽氣不乾淨。
附注 P=高功 率型, S=标准 型
R20P, R20S R14P, R14S R6P, R6S R03
LR20 LR14 LR6 LR03
UM1 UM2 UM3 UM4
AM1 AM2 AM3 AM4
N
AAAA
五号电池
六号电池
8号电池
9号电池
R1
无
LR1
LR8D42 5 尺寸接近 R61
锂电池的分类
使用端:
1). 过充 2). 过放 3). 过热 4). 长期储存(特別是滿電狀態) 5). 大电流充放电 6). 破損水分进入电池。
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鋰離子電池鼓包原因分析
製造設計端:
1) 封裝不良,封裝不良引起空氣中水分進入電池芯內部,引起電解液分解產生氣體 等。 2) Pocket表面破損,電池芯在流拉過程中,受到異常損壞或人為破環導致Pocket 破損(如針孔)而使水分進入電池芯內部。 3) 角位破損,由於折邊角位鋁的特殊變形,氣袋晃動會扭曲角位導致Al破損(電池 芯越大,氣袋越大,越易破損),失去對水的阻隔作用。可以在角位加皺紋膠或 熱熔膠緩解。並且在頂封後的各工序禁止拿氣袋移動電池芯,更要注意操作方式 防止老化板上電芯池的擺動 4) 化成流程異常,錯誤的化成流程會導致電池芯發生脹氣。
放电终止电压是指蓄电池放电时允许的最低电压。放电终止电压和放电率有关。一般来讲单元锂离子电池为 2.7 V。