本發(fā)明涉及一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，具體涉及一種鋰離子電池軟包裝材料鋁塑膜檢測腐蝕位置的方法，屬于鋰離子電池制造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

軟包裝鋰離子電池用鋁塑膜主要由鋁層+PP(聚丙烯)層+尼龍層，以及層與層之間粘接性助劑組成，作為鋰離子電池用鋁塑膜，在使用過程中出現(xiàn)鋁塑膜防護(hù)不當(dāng)和操作不當(dāng)?shù)那闆r時(shí)，會(huì)造成鋁塑膜的外觀損傷，產(chǎn)生凹點(diǎn)、劃痕、褶皺、鋁塑膜拉伸、封裝不良等異?，F(xiàn)象。由于鋁塑膜封裝過程是通過CPP(流延聚丙烯)層進(jìn)行熱聚合，封裝效果受溫度、壓力、時(shí)間影響較大，生產(chǎn)過程中設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定、氣壓不穩(wěn)定等都會(huì)影響封裝效果，尤其在體積能量密度已經(jīng)達(dá)到700Wh/L以上的鋰離子電池中，88μm、76μm鋁塑膜的使用已成為常態(tài)的情況下，運(yùn)行參數(shù)的影響更加明顯，出現(xiàn)不良品的機(jī)率和類別也多于厚型號鋁塑膜。當(dāng)這些外觀和封裝不良品不能被識(shí)別而混入正常產(chǎn)品進(jìn)行流通使用時(shí)，就會(huì)發(fā)生鋁塑膜腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致電池氣脹、漏液，產(chǎn)生一系列安全隱患。目前，電池制造廠家對鋁塑膜腐蝕隱患的重視程度也良莠不齊，行業(yè)內(nèi)因電池鼓脹、漏液而被手機(jī)廠家大批量退貨的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，所以提前對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的外觀不良品進(jìn)行鋁塑膜腐蝕隱患的判定，并對存在隱患的位置進(jìn)行分析定位，通過過程控制降低外觀不良率，并輔以有效的篩選方式將有鋁塑膜腐蝕隱患的電池挑選出來，對電池生產(chǎn)廠家來說至關(guān)重要。

鋁塑膜發(fā)生腐蝕需要三個(gè)條件，分別是鋁塑膜CPP層破損導(dǎo)致鋁層與電解液接觸，鋁塑膜鋁層與負(fù)極接觸，電池電壓大于0.5V。因此，在導(dǎo)致鋁塑膜腐蝕的三個(gè)原因中，最直接的原因?yàn)殇X塑膜CPP層的破損導(dǎo)致鋁層裸露。對軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕隱患的預(yù)測上，必須要能夠?qū)PP層破損做出有效可靠的判斷，才能在鋁塑膜的腐蝕隱患產(chǎn)生的早期將它遏制，避免腐蝕隱患演變成真正的腐蝕行為，起到預(yù)警作用。因此，對軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕隱患的預(yù)測方法研究，需要從檢驗(yàn)鋁塑膜CPP層是否破裂入手，通過直觀的檢測方法和手段檢驗(yàn)CPP層是否破損以指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。由于當(dāng)CPP層發(fā)生破損后，會(huì)導(dǎo)致鋁塑膜的鋁層與電極發(fā)生接觸，使鋁塑膜的阻隔性和絕緣電阻值變小。所以，可通過測試鋁塑膜鋁層與電池極耳之間絕緣電阻的方法對成品電池進(jìn)行鋁塑膜腐蝕隱患的預(yù)測。由于軟包裝鋰離子電池用鋁塑膜主要要尼龍、鋁層和CPP層組成，其中CPP層要求具有耐電解液和抗HF性能，因此可以通過化學(xué)腐蝕的方法將鋁塑膜尼龍層和鋁層腐蝕掉只留下CPP層，然后通過著色探傷滲透的方式對鋁塑膜表面進(jìn)行著色，判斷CPP層是破損位置，以指導(dǎo)生產(chǎn)過程進(jìn)行改進(jìn)。

中國專利文件CN103048376A(申請?zhí)枺?01110313135.X)公開了一種檢測軟包裝鋰離子電池內(nèi)腐蝕的方法，其步驟為使用電壓表分別測量鋰離子電池正負(fù)極之間的電壓以及正極耳與鋁塑復(fù)合膜鋁層之間的電壓，并作比較，若正極耳與鋁層之間的電壓與電池理論電壓值相等或者略小，則鋁塑膜中的鋁層必發(fā)生內(nèi)腐蝕；或者更簡便地用萬用表測量正極耳與鋁塑膜鋁層之間的電阻，若測量電阻值小于100Ω，則發(fā)生內(nèi)腐蝕。但是，該方法只能檢測出已經(jīng)發(fā)生腐蝕的電池，對CPP層發(fā)生破損但未發(fā)生腐蝕，電池殼電阻值超過1MΩ，存在腐蝕隱患的電池?zé)o法檢出，且無法指明電池腐蝕發(fā)生的位置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，使用該種方法操作簡便、節(jié)省資金投入及能源耗費(fèi)、能夠?qū)ιa(chǎn)過程中所有電池進(jìn)行檢測，有效性高。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，包括步驟如下：

(1)根據(jù)負(fù)極極片長度和寬度計(jì)算負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層的殼電阻值，計(jì)算方法如下：

殼電阻值＝(負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層間的電阻率*負(fù)極極片寬度)/(負(fù)極極片厚度*負(fù)極極片長度)

(2)將成品電池放入烘箱中，按照抽真空然后通入N₂的方法，置換烘箱中的空氣，然后于高溫干燥環(huán)境中存儲(chǔ)；

測量成品電池的負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層之間的殼電阻值，將殼電阻值低于計(jì)算值的成品電池篩選出來；

(3)取殼電阻值低于計(jì)算值的成品電池浸泡在HF中，并避免極耳膠位置浸入HF，浸泡后將成品電池取出，用溶劑沖洗后，用著色探傷滲透劑對成品電池表面進(jìn)行噴涂并浸泡，然后用溶劑將成品電池表面清洗后，查看CPP層上著色探傷滲透劑顏色較深的滲入位置，即為軟包裝鋰離子電池鋁塑膜的腐蝕位置。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(1)中負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層間的電阻率≥1*10⁷Ω·cm，進(jìn)一步優(yōu)選(1-1.5)*10⁷Ω·cm；

優(yōu)選的，負(fù)極極片寬度為20～130mm，負(fù)極極片厚度為0.07mm～0.19mm，負(fù)極極片長度為200～1600mm，適用的軟包裝鋰離子電池為卷繞式。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中抽真空時(shí)間為10～120min，真空度為-20～-80KPa，充入N₂時(shí)間為10～60min，置換次數(shù)為2～12次；

優(yōu)選的，干燥環(huán)境的溫度為40～50℃，存儲(chǔ)時(shí)間為12～72h。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(2)中測量成品電池的負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層之間的殼電阻值的方法為：用萬用表選擇歐姆檔，紅色正極表筆壓在負(fù)極極耳，黑色負(fù)極表筆緊靠電池側(cè)邊邊緣鋁層，輕輕滑動(dòng)，即可測得殼電阻值。

根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選的，步驟(3)中浸泡HF時(shí)間為20～120min，清洗用溶劑為去離子水或酒精，浸泡著色探傷滲透劑的時(shí)間為120～360min。

本發(fā)明根據(jù)著色探傷滲透劑滲入CPP層的位置，即查找到腐蝕位置，進(jìn)一步查找生產(chǎn)過程中造成鋁塑膜CPP層破損的因素，并加以改正。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明采用精確計(jì)算的方法計(jì)算電池殼電阻值，避免殼電阻值范圍設(shè)定太寬使不良品電池混入正常品，同時(shí)避免殼電阻值范圍太窄不能有效篩選不良品。

2、本發(fā)明通過抽真空、高溫存儲(chǔ)的方式，能夠加速鋁塑膜腐蝕反應(yīng)的發(fā)生，使鋁塑膜腐蝕隱患更容易暴露出來，提高了測量檢出率。

3、本發(fā)明在測試完殼電阻值后，對殼電阻值高的電池通過著色探傷分析鋁塑膜CPP層破損的位置，能夠有效指導(dǎo)生產(chǎn)過程加以改正，避免同樣問題繼續(xù)出現(xiàn)，有利于提高電池生產(chǎn)廠家良品率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所用鋁塑膜剖面示意圖。

圖2為本發(fā)明鋁塑膜浸泡HF前后的示意圖。

圖3為由本發(fā)明實(shí)施例1制得的殼電阻值低的成品電池浸泡著色探傷滲透劑后的照片。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不限于此。

實(shí)施例1：

一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，包括步驟如下：

(1)計(jì)算負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層的殼電阻值，將如表1所示的成品電池尺

寸代入公式計(jì)算：負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層間的電阻率＝1*10⁷Ω·cm；

表1實(shí)驗(yàn)電池用負(fù)極極片尺寸

殼電阻值＝(殼電阻值＝(負(fù)極極片與鋁塑膜鋁層間的電阻率*負(fù)極極片寬度)/(負(fù)極極片厚度*負(fù)極極片長度)＝{10⁷*8.35/(0.0127*104.2)}*10-⁶＝63MΩ

(2)將成品電池放入烘箱中，按照抽真空20min，真空度-80KPa，然后通入10min N₂的方法，置換2次空氣后，將成品電池放入溫度為45～50℃干燥房中存儲(chǔ)72h，然后用萬用表選擇歐姆檔，紅色正極表筆壓在負(fù)極極耳，黑色負(fù)極表筆緊靠電池側(cè)邊邊緣鋁層，輕輕滑過，測量電阻值，將電阻值低于63MΩ的成品電池篩選出來；

(3)取1只殼電阻值小于63MΩ的成品電池浸泡在HF中，并避免極耳膠位置浸入HF，浸泡120min后將成品電池取出，用去離子水沖洗干凈后，用著色探傷滲透劑對成品電池表面進(jìn)行噴涂并浸泡360min，然后用去離子水將成品電池表面清洗干凈，查看CPP層上著色探傷滲透劑顏色較深的滲入位置，即為軟包裝鋰離子電池鋁塑膜的腐蝕位置，如圖3所示。根據(jù)圖3所示CPP層破損位置為殼體底部發(fā)生破裂，需對沖殼工序進(jìn)行排查整改。

對比例1：

一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，同實(shí)施例1所述，不同之處在于：

對比例1的成品電池沒有進(jìn)行步驟(2)中抽真空和通N₂的操作，只將成品電池放入45～50℃干燥房中存儲(chǔ)72h。

對比例2：

一種軟包裝鋰離子電池鋁塑膜腐蝕的檢測方法，同實(shí)施例1所述，不同之處在于：

對比例2的成品電池沒有進(jìn)行步驟(2)中把電池放入45～50℃干燥房中存儲(chǔ)的操作，只進(jìn)行抽真空20min，真空度為-80KPa，然后通入10min N₂置換2次的操作。

實(shí)驗(yàn)例：

如實(shí)施例1所述的改進(jìn)沖殼工序后所制作的鋰離子電池，按照實(shí)施例1所述的步驟(1)、(2)，并統(tǒng)計(jì)殼電阻值低的不良品檢出率。

表2實(shí)施例1、對比例1-2和實(shí)驗(yàn)例測量同樣數(shù)量電池的殼電阻值不良品檢出率

通過表2數(shù)據(jù)對比可知，抽真空和氮?dú)庵脫Q然后高溫存儲(chǔ)的方式對本發(fā)明的檢出率具有重要影響，本發(fā)明提到的方法不良品檢出率更高。通過分析CPP層破損位置指導(dǎo)生產(chǎn)過程改進(jìn)后，不良品比率大大降低，說明該方法有效性高，有利于電池生產(chǎn)廠家合格率的提升。

圖1為行業(yè)內(nèi)通用鋁塑膜示意圖，浸泡HF后鋁塑膜變化如圖2所示，在HF浸泡結(jié)束后，鋁塑膜將只有CPP層殘留，其余物質(zhì)全部被腐蝕掉。通過圖3可以看到，CPP層破損的位置有顏色較深的著色滲透劑堆積，易于判斷位置，方便查找。有利于電池生產(chǎn)廠家根據(jù)位置指示，查找生產(chǎn)過程中存在的問題。