一种软包锂离子电池及其负极短路的在线检测方法技术

本发明专利技术公开一种软包锂离子电池，所述锂离子电池包括电芯、电解液、铝塑膜、正极金属条和负极金属条；所述铝塑膜包括保护层、中间层和热封层，所述铝塑膜的中间层为铝层；所述正极金属条和铝塑膜的铝层之间通过导电件连通；所述锂离子电池整体带电时，所述铝塑膜的铝层带正电，本发明专利技术所述锂离子电池在正极金属条和外层包装材料铝塑膜的铝层用导电件连通，在检测该锂离子电池时，若发生负极短路，则会使整体电池表现自放电现象，使电池电压衰减明显，对电压衰减异常的电池归为不合格电池，该检测方法可快速识别出负极短路的锂离子电池，调高精测效率以及精度。测效率以及精度。

【技术实现步骤摘要】
一种软包锂离子电池及其负极短路的在线检测方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池的
，具体涉及一种软包锂离子电池及其负极短路的在线检测方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为二次充电电池，根据包装外形结构可分为圆柱、方形、软包电池；其中软包锂离子电池凭借具有容量大、重量轻、内阻小、设计灵活、安全性能高等优点被广泛应用在数码、手机、移动能源、可穿戴设备电动汽车上；目前软包电池在动力领域市占率达到30％，消费电池领域占率达到90％；软包锂离子电池通常使用铝塑膜作为包装和封装方式。
[0003]在整个电池制程中，如果出现电阻坏品率增加，其结果为整个电池在后续流程过程中会有腐蚀、胀气、漏液等风险。造成电阻坏品率即不合格电池率增加需要满足以下两个条件：一，离子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生离子短路；二，电子短路通道，即包装铝箔铝层与阳极发生电子短路；这样包装铝箔的铝层就与阳极形成一个短路的回路，阳极即为电芯负极，处于低电势的部分，一旦与铝接触(铝在低电位下易发生嵌锂反应)，会通过电导率较高的电解液引起电化学反应，化学反应，导致铝层的不断被消耗，从而使空气中水分进入电池电芯内部导致进一步反应产生大量气体。这两种短路是电芯发生腐蚀的必要条件，两者缺一不可。整个电池制程中出现上述两种条件的影响因素很多，包括PP在来料或制程中受损、负极金属毛刺或电极粉尘划伤PP与铝箔接触、电解液影响、热辐射等。
[0004]为了防止电阻败品电池即不合格电池流出，在电池制程中，从开始到结束共有三次阻抗测试，包括：极片短路电压测试、铝塑膜边电阻测试和电芯内阻测试；其中铝塑膜边电阻坏品有发生腐蚀的可能性，一般需要一段时间最终在客户处表现出来，它的失效表现为外观上铝被腐蚀破烂，变黑，电芯胀气，无法使用，可以说是最严重的坏品表现，是一件非常恐怖的事情。针对负极短路造成的边电阻坏品增加，现有检测方法主要通过在注液后化成前检测边电阻以及成品电池进行边电阻或边电压全检；前种方法由于未充电化成，且电解液浸润时间短，其电子通道和离子通道并不能有效检测出来；后一种方法目前主要靠人工检测完成，主要缺陷为存在接触探针与铝塑膜的铝层存在接触不良导致误判，因为铝层厚度薄，只有35
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40μm，且容易被外层和内层材料干扰，实际检测过程中容易出现检测端子与端面铝层接触不良可能。此外，人工全检增加检测成本以及产出效率，对员工的责任心和操作手法要求较高。通过上述两种方法检测，仍有不良电池流入到客户端引起客诉，间接说明上述方法灵敏度仍有局限性。
[0005]针对现有锂离子电池负极短路的不易识别的技术问题，急需一种新的检测方法进行检测识别存在负极短路问题的锂离子电池。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种软包锂离子电池及其
负极短路的在线检测方法，本专利技术所述检测方法能调高精测效率以及精度。
[0007]实现本专利技术的技术方案是：
[0008]本专利技术所述一种软包锂离子电池及其负极短路的在线检测方法，本专利技术中的锂离子电池包括电芯、电解液、铝塑膜、正极金属条和负极金属条；所述铝塑膜包括保护层、中间层和热封层，所述铝塑膜的中间层为铝层；所述正极金属条和铝塑膜的铝层之间通过导电件连通；所述锂离子电池整体带电时，所述铝塑膜的铝层带正电。
[0009]本专利技术优选地技术方案为，所述导电件为导电胶带，所述导电胶带包括基材和导电胶；所述正极金属条和铝塑膜的铝层之间通过导电胶带连通。
[0010]一种基于上述所述的软包锂离子电池负极短路的在线检测方法，包括以下步骤：
[0011]步骤S1、锂离子电池的制造：所述锂离子电池的制造工序分为化成前工序、化成工序和化成后工序；所述导电件于化成前工序进行安装，所述锂离子电池经化成工序后，所述锂离子电池整体带电，所述铝塑膜的铝层带正电；
[0012]步骤S2、锂离子电池的性能检测：对步骤S1制造出的锂离子电池进行电压检测，将锂离子电池在满充电状态下，设置不同的储存温度，观察和记录锂离子电池的电压压降的变化幅度；
[0013]步骤S3、锂离子电池的自放电筛选及其负极短路的识别：由于所述锂离子电池将正极金属条与铝塑膜的铝层用导电件连通，使铝塑膜的铝层带正电，如果锂离子电池内部存在离子通道和电子通道即发生负极短路，就会发生铝塑膜的铝层与负极接触，使锂离子电池的铝塑膜的正电荷被大量消耗，加速降低电池自身电压，导致电压衰减明显，因此根据步骤S2中记录的锂离子电池的电压数值衰减后分布，挑选出合格电池以及对电压梯度管理，对电压降低异常的作为有负极短路问题的不合格电池；电压梯度管理的目的是通过对电压数值衰减后分布，能够获得不同等级档位的电压，方便后续出货管理。
[0014]S4、不合格电池的拆解分析：将步骤S3挑选出的不合格电池进行电池拆解，观察电池内部造成负极短路的现象，针对现象找出原因并改善杜绝，其原因包括负极耳或铜极片将铝塑膜划伤、电极粉尘损伤铝塑膜。
[0015]优选地，所述步骤S1中，在锂离子电池制造工序的化成前工序中的封装工序中，通过热封工序人为将负极金属条与铝塑膜铝层接触，且热封后将正极金属条与外层包装材料铝塑膜的铝层用导电胶带连接。
[0016]优选地，所述步骤S1中，所述化成前工序包括合浆、涂布、滚压、分切、卷绕或叠片、成型、封装、注液和预封；所述化成后工序包括抽气、二封、分容以及性能检测。
[0017]软包电池一般在生产完成后，会存在一道自放电筛选工序，即通过将电池在满充电状态下(此时电压做高，为满冲电压)，不同温度存储一周，观察电压压降的变化，来筛选出不同程度存在自放电的电池；一般造成自放电现象有多种原因，如隔膜孔隙率、隔膜被刺破，电解液导电率升高，内部负极短路(铝塑膜划伤造成铝层和负极接触)等；通过自放电筛选，最终得到不同电压的电池，电池厂再通过6西格玛筛选，得到不同电压等级的电池，并以此为据，来划分电池等级品(最低等级的作为不合格品废弃)，方便后续电池PACK模组(根据木桶定律，PACK端会选用同等级的电压进行配组)。软包电池生产完成后，通过自放电筛选出合格电芯，但仍然不能有效完全筛选，且识别自放电原因困难(无法时别是隔膜问题还是电解液问题还是负极短路问题)；若为负极短路现象造成的，后续流转到客户端，会有电池
腐蚀风险；通过本专利技术的引入，将正极金属条与铝塑膜的铝层用导电胶带连接，在自放电筛选工序能够加速电压压降的幅度，能够快速有效判定为不合格电池。
[0018]采用了上述技术方案，本专利技术具有以下的有益效果：
[0019](1)本专利技术中锂离子电池通过在正极金属条和外层包装材料铝塑膜的铝层用导电胶带连接，该结构的设置可使电池发生负极短路时，加快降低电池自身电压，导致电压衰减明显，由此快速准确地挑选出发生负极短路的锂离子电池，结构简单并具有实用性。
[0020](2)本专利技术中锂离子电池的负极短路的在线检测方法，通过在电池化成前将正极金属条和铝塑膜的铝层通过导电件进行电连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软包锂离子电池，锂离子电池包括电芯、电解液、铝塑膜、正极金属条和负极金属条；其特征在于，所述铝塑膜包括保护层、中间层和热封层，所述铝塑膜的中间层为铝层；所述正极金属条和铝塑膜的铝层之间通过导电件连通；所述锂离子电池整体带电时，所述铝塑膜的铝层带正电。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述导电件为导电胶带，所述导电胶带包括基材和导电胶；所述正极金属条和铝塑膜的铝层之间通过导电胶带连通。3.一种基于权利要求1或2所述的软包锂离子电池负极短路的在线检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、锂离子电池的制造：所述锂离子电池的制造工序分为化成前工序、化成工序和化成后工序；所述导电件于化成前工序进行安装，所述锂离子电池经化成工序后，所述锂离子电池整体带电，所述铝塑膜的铝层带正电；步骤S2、锂离子电池的性能检测：对步骤S1制造出的锂离子电池进行电压检测，将锂离子电池在满充电状态下，设置不同的储存温度，观察和记录锂离子电池的电压压降的变化幅度；步骤S3、锂离子电池的自放电筛选及其负极短路的识别：由于所述锂离子电池将正极金属条与铝塑膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪波，方龙，陆军，
申请(专利权)人：新纶新能源材料常州有限公司，
类型：发明
国别省市：