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1、腐蝕研究電芯從開始到結束共有三次阻抗測試,包括:極片Hi-pot測試、Foil電阻測試和內阻(IMP)測試。Hi-pot影響電芯的化成,內阻(IMP)影響電芯的自放電,它們只反應到電芯的電壓、容量性能,可以通過現(xiàn)有的高精度設備將壞品挑出。但Foil電阻壞品有發(fā)生腐蝕的可能性,一般需要一段時間最終在客戶出表現(xiàn)出來,它的失效表現(xiàn)為外觀Al被腐蝕破爛,變黑,電芯脹氣,無法使用,可以說是最嚴重的壞品表現(xiàn),是一件非常恐怖的事情!Foil電阻壞品指的是電芯Nitab(陽極)與包裝鋁箔Allayer短路,目前定義Nitab與Allayer電
2、阻低于1.0×200Mohm(非OEM產品)和OEM產品為低于2.0×200Mohm的為電阻壞品,使用萬用表測量挑出以避免電芯在客戶處發(fā)生腐蝕。當然,電阻越大甚至無窮大,發(fā)生腐蝕的概率越低。對于這兩個標準的選擇是基于對電芯進行On-hold模擬測試而定,大概客戶反應的腐蝕壞品為4ppm,個別案例除外(指由于特殊原因導致電芯必然會發(fā)生腐蝕)。我們知道控制這種電阻壞品的目的是防止包裝鋁箔的鋁層發(fā)生腐蝕,下面就從腐蝕發(fā)生原因、腐蝕防止、電阻壞品防止幾個方面入手介紹。腐蝕原因引起電芯腐蝕必須具備兩個短路的通道:一,離子短路通道,即包裝
3、鋁箔鋁層與陽極發(fā)生離子短路;二,電子短路通道,即包裝鋁箔鋁層與陽極發(fā)生電子短路。這樣包裝鋁箔的鋁層就與陽極形成一個短路的回路,陽極即為電芯負極,處于低電勢的部分,一旦與鋁接觸會通過電導率較高的電解液引起電化學反應,導致鋁層的不斷被消耗??諝庵兴謺M入電芯內部導致進一步反應產生大量氣體。這兩種短路是電芯發(fā)生腐蝕的必要條件,兩者缺一不可。腐蝕防止我們知道離子短路和電子短路是發(fā)生腐蝕的必要條件,要防止腐蝕就必須弄清楚兩種短路形成的原因。我們已經知道了包裝鋁箔的結構,內部為絕緣PP,PP的一個作用就是絕緣,將電解液環(huán)境與鋁層隔離,保
4、護鋁層,發(fā)生離子短路是由于PP發(fā)生破損致使電解液滲透將鋁層與陽極導通,因此腐蝕均發(fā)生在PP破損部位。電子短路必須是有導體在陽極和鋁層(PP破損處)間能夠導通電子或陽極通過Nitab直接與鋁層短路導通電子。要防止腐蝕的發(fā)生就必須杜絕兩種短路的存在。在電芯的封裝過程中,封邊部位的PP受到熱壓后PP比較容易發(fā)生破損,所以會產生比較多的電阻壞品,因此只要發(fā)生電子短路,腐蝕必然發(fā)生,防止腐蝕,必須先從防止電子短路開始。陽極通過Nitab與包裝鋁箔鋁層在頂封部位發(fā)生短路,PP絕緣膠失去保護作用,Nitab與鋁層接觸,這種情況必然會發(fā)生腐蝕
5、。目前Nitab與包裝鋁層發(fā)生短路主要有兩種情況:第一,在頂封過程中兩者直接短接:a.頂封封頭槽位與包裝鋁箔厚度不匹配或封頭變形損壞等導致Nitab頂封時PP變形率過大,被擠壓到嚴電芯長度方向,Nitab與鋁層導通;b.頂封夾具、Loading操作失誤或頂邊寬度設計不夠,頂封時封頭壓偏在Nitab上,使Tab頂部PP被擠壓流走,發(fā)生短路;c.頂封封頭槽位壓在Nitab上或過度壓偏導致兩者短路;d.頂封夾具調整不合理或Tab中心矩不合格(尤其焊接返修產品),在loading電芯時為Nitab發(fā)生扭曲,導致兩者在封裝過程中短路;e
6、.Tab上有毛刺或雜質刺穿Sealant和PP導致兩者短路。第二,在焊接PTC或Fuse過程中,折疊Nitab兩者直接發(fā)生短路:a.頂封后Nitab上Sealant沒有外露或外露長度不夠,導致在折疊后Nitab直接與包裝鋁箔截面鋁層發(fā)生短路;b.如2×0.5mmNitab比較柔軟,由于折疊方法問題導致Nitab與截面鋁層導通(即使有外露Sealant保護);451730曾經由于此種原因在客戶處發(fā)生大量腐蝕,緣由是由于加工商沒有考慮到折疊后對截面的絕緣保護。以上所列到的原因為實際過程中對腐蝕樣品失效分析經驗的總結,Nitab一旦
7、與包裝鋁箔鋁層發(fā)生直接短路,電子直接導通,必然會發(fā)生腐蝕,毋庸置疑!在生產過程中必須注意對以上所列舉的方面的控制,同時在進行腐蝕失效時也需要先從這幾個方面入手。其實除陽極通過Nitab與鋁層在頂封部位直接發(fā)生短路外,還有另外一種情況就是在電芯內部陽極通過電子導電物質與PP破損處裸露鋁層短路。電子導電物質一般為金屬Partical、碳粉或導電劑物質,多發(fā)生P1工藝的Model上,因為它的陽極幾乎直接暴露在PP破損的兩個側封邊部位。P2工藝電芯由于表面有隔離膜包裹住電芯,封邊部位陽極沒有與鋁層接觸的可能性,目前位置尚未發(fā)現(xiàn)因為電子
8、導電物質引起腐蝕的案例。M6S卷繞工藝電芯由陰極收尾,外面一層為陰極鋁箔,隔離膜和陰極鋁箔會阻止陽極與鋁層接觸,但M6S采用的是Overhung的設計方式,陽極要超出陰極1mm,當發(fā)生嚴重錯位陽極膜片會在電芯底部或頂部伸出隔離膜而暴露,陽極膜片比較脆碳粉等導電物質易脫落引起短