朱林剑１，马红涛２，刘兴丹３，高红艳４，赵红娟５，尼亚琼６
（多氟多（焦作）新能源科技有限公司，河南焦作 ４５４１００）
摘要：本文主要通过拆解软包锂离子电池，对电池极耳部位进行电镜分析，并通过强酸腐蚀方法，验证出极耳部位存在缺陷；同时采用电解硫酸铜的方法，再次验证由于封装不良导致锂离子电池出现内腐。
关键词：锂离子电池；腐蚀；内腐
中图分类号：ＴＭ９１２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－７９２３（２０１８）０４－０１８０－０２
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ
ｏｆ ｓｏｆｔ－ｃｏａｔｅｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ
ＺＨＵ Ｌｉｎ－ｊｉａｎ１，ＭＡ Ｈｏｎｇ－ｔａｏ２，ＬＩＵ Ｘｉｎｇ－ｄａｎ３，ＧＡＯ Ｈｏｎｇ－ｙａｎ４，ＺＨＡＯ Ｈｏｎｇ－ｊｕａｎ５，ＮＩ Ｙａ－ｑｉｏｎｇ６（Ｄｏ－ｆｌｕｏｒｉｄｅ（ｊｉａｏｚｕｏ）Ｎｅｗ Ｅｎｅｒｇｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｏｚｕｏ，Ｈｅｎａｎ４５４１００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｗｅ ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅ ｔｈｅ ｓｏｆｔ－ｃｏａｔｅｄ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ，ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔ－ｔｅｒｙ＇ｓ ｅａｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｔ ｔｈｅ ｐｏｌｅ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ａｎｄ ｖｅｒｉｆｙ ｔｈｅ ｄｅｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｅａｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｔｔｈｅ ｐｏｌｅ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｔｒｏｎｇ ａｃｉｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｒｏｕｇｈ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｏｆ ｃｏｐｐｅｒ ｓｕｌｆａｔｅ，ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｐｏｏｒ ｐａｃｋａｇｉｎｇ ｉｓ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｅｃａｙ ｏｆ ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌｉｔｈｉｕｍ ｉｏｎ ｂａｔｔｅｒｙ；Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；Ｉｎｔｅｒｎ
ａｌ ｄｅｃａｙ
１ 引言
锂离子电池主要由正极材料、负极材料、隔膜和
电解液组成［１－２］，在电池使用的过程中，发生复杂的化
学及电化学变化；由于材料寿命的限制，在长期使用
电池的过程中，封装电池的铝塑膜材料出现不同程度的损坏，从而导致电池出现低压现象，同时电池边电压异常高，从而破坏电池组，导致电池组出现问题，如续航能力不佳，电池充电困难等。锂电池封装铝塑膜一般由四层组成，从表面到内部分别是ＰＥＴ、尼龙、铝层、ＰＰ层［３］，如图１所示。 电池发生内腐反应必须具备以下２个条件［３－４］：
（１）负极极耳与铝层接触；
（２）ＰＰ层破裂与电解液直接导通；
图１ 铝塑膜结构
Ｆｉｇ．１Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｌａｓｔｉｃ ｆｉｌｍ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
只有条件１、２同时满足时电池才能发生内腐、胀气等现象。
２ 实验
２．１ 采样过程
实验采用电动汽车退役下来的三元锂电池，常规三元锂电池电压平台在２．８Ｖ～４．２Ｖ之间［５－６］；在取
①作者简介：
朱林剑（１９９０－），男，安徽人，硕士，助理工程师，主要研究方向为动力锂离子电池。
图２ 发生内腐条件
Ｆｉｇ．２Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｅｃａｙ
样过程中，采用万用表，测得的电池电压低于３Ｖ，对铝电位（将万用表负极与电池负极接触，正极与电池铝塑壳铝层接触，测得此时电压）大于１．５Ｖ（一般对铝电位在０Ｖ～１．５Ｖ之间），如图所示。
ａ－电压０．０１７Ｖ；对铝电位３．７２Ｖ
ｂ－电压０．０１７Ｖ；对铝电位２．７２Ｖ
图３ 内腐电池
ａ－Ｖｏｌｔａｇｅ ０．０１７Ｖ；Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ３．７２Ｖ；
ｂ－Ｖｏｌｔａｇｅ ０．０１７Ｖ；Ａｌｕｍｉｎｕｍ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ２．７２Ｖ；
Ｆｉｇ．３Ｉｎｔｅｒｎａｌ ｄｅｃａｙ ｂａｔｔｅｒｙ
２．２ 拆解过程
将两支电池分为两次拆解，首先将一支电池按照正常拆解电池的方法进行拆解；而另外一支将其小心从电池的侧边剪出口，将电池极耳剪断，将电芯取出，如图４所示。
２．３ 分析过程
２．３．１ 切面电镜法
首先将封装在铝塑膜中带有极耳部位剪下，然后采用亚克力胶将极耳固定；用２００倍电子放大镜，观察极耳侧边；观察完成后，用球磨机将极耳侧边部位进行打磨，打磨一定时间后
再次通过电子放大镜观察，观察结果如图５所示。
由图可以看出，极耳部位与铝层接触明显。为了
图４ 电池拆解
Ｆｉｇ
．４Ｄｉｓａｓｓｅｍｂｌｅ ｂａｔｔｅｒｙ
图５ 极耳切面
Ｆｉｇ．５Ｌｅａｄ ｓｅｃｔｉｏｎ
进一步对极耳部位进行解剖，采用强酸腐蚀方法，对极耳部位进行处理研究。
２．３．２ 强酸腐蚀法
将待测电池的铝塑膜置于硝酸和盐酸组成的混合酸溶液中，浸泡至铝塑膜的尼龙层脱落；由于在强酸的作用下，层与层之间的胶黏剂会脱落，
最后剩下铝塑膜的ＰＰ层及包裹在ＰＰ层间的极耳。通过用肉眼直接可以明显看出，ＰＰ层出现破损的位置，如图６所示。
图６ ＰＰ层图
Ｆｉｇ．６ ＰＰ ｌａｙｅｒ ｍａｐ
２．４ 重复验证过程
为了验证电池对铝电位是由于内腐造成的，即铝塑壳本体部位存在缺陷，导致电池内部形成闭合回路，采用硫酸铜电解法进行电解，原理如下［７］。
（下转第１８６页）
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６５－
６８．（上接第１８１页） ２ＣｕＳＯ４＋２Ｈ２Ｏ→ 电解
２Ｈ２ＳＯ４＋２Ｃｕ＋Ｏ２↑
实验结果如图７所示。
图７ 电解硫酸铜
Ｆｉｇ．７Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｚ ｃｏｐｐｅｒ ｓｕｌｐ
ｈａｔｅ由图可以清晰看出，铝塑壳本体上有Ｃｕ单质
析出。
３ 结论
本文首先通过寻对铝电位高的电池，即存在内腐的电池，然后通过切面电镜法和强酸腐蚀方法，最后通过电解硫酸铜溶液，证明了内腐产生的必要条件，
即负极极耳部位存在缺陷且同时封装电芯的铝塑膜本体存在缺陷，从而导致极耳、电解液、铝塑膜形成闭合回路，进而导致内腐的发生。参考文献：
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５０８．电池工业
宋江颂，铅酸蓄电池的并联／串联使用探讨 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｂａｔｔｅｒｙ
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