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王艳萍1，李德胜2，邓永勇1，朱明新1，何 东1，杨树成1
（1.青海时代新能源科技有限公司，青海 西宁 810000；2.青海泰丰先行锂能科技有限公司，青海 西宁 810000）
摘 要：
随着时代的发展，社会的进步，我国对于锂离子电池的需求量不断上升，锂离子电池的生产技术虽然得到了有效提升，但是锂离子电池的安全性仍是一个不可忽视的问题。本文将针对锂离子电池的电池品质异常原因分析及检查方法作出研究。
关键词：
锂离子电池；原因分析；检测方法中图分类号：TM912 文献标识码：A 文章编号： 11-5004（2021）10-0145-2 收稿日期：
2021-05作者简介：王艳萍，女，生于1985年，青海人，本科，中级，研究方向：电池制造品质管理。
本文将首先针对锂电池的概念进行分析之后对锂离子电池
品质异常的原因作出分析并给出相应的检查方法，提高我国锂离子电池生产质量。
1 锂离子电池概念及功能要求
锂离子电池从电池的基本功能来看，可以分为四种功能，锂离子电池应当具有密闭作用，并且应当满足绝缘要求，导电要求及化学要求，下面将针对这四种要求进行分析。1.1 锂离子电池分类
锂电池通常分为2大类，分别是：①锂金属电池，一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池；②锂离子电池，一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。按锂电池的外形分类的话，锂离子电池分为方形锂电池和圆柱形锂电池。按照怄气包装分类又可以分为铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池。锂金属电池一般是使用二氧化锰为正极材料、金属锂或其合金金属为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。锂金属电
池作为一次电池，不可用于二次充电用，因此不再被使用。锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。3C 锂电池就是人们日常用的手机，平板，笔记本电脑等所使用的电池。3C 锂电池的成品电池都要先经过测试才能被应用，测试的主要目的是为了测试其性能和质量是否达到了合格标准。1.2 密闭功能
锂离子电池的密闭功能是指应当保障电池内的电解液不能露出离离子电器之外，其次还应当防止水分进入电池内部对电池造成破坏。生产厂家通过铆合式封口体压紧，并且应当在电池的接缝处与针孔处都做好防漏液的准备，能够有效的杜绝电池内与电池外部的液体流出或侵入现象。若电池出现密闭功能不合格的现象，那么水分子会进入电池内部，导致电池膨胀，容易使底离子电池发生爆炸。1.3 绝缘功能 锂离子电池在生产过程中也应当保障其绝缘的功能，锂离 子电池的正极与负极若不能保持绝缘的话，那么电池将会丧失其功能。锂离子电池若不能保证其绝缘功能，那么当正负极接触导电物体之后，便会导致电池短路的现象发生，同时导通电阻越小，短路越大时，产生的电流会相应增加，这会使电池本身过热，从而缩短了电池的使用寿命，并且还可能造成电池爆炸起火等危险情况的发生[1]。1.4 导电功能
锂离子电池还应当满足导电功能，使电池内的电子能够作用到电池具之中，在这个过程中，生产厂家应当注重电池部件焊接磨合的方式，若出现接触或焊接强度不足的情况，电池在受到较大的外力冲击时，
会影响其自身的导电性能，并且会导致电池内部的内阻增大，破坏电池的导电功能。1.5 化学功能
电池的化学功能是指电池内部的化学反应与离子扩散两个状态，电池的化学反应是指在充电的过程中电极上的石墨能够吸收正极中的电离子，在放电时则呈现出相反的状态，在离子扩散的过程中，正负极之间的电解液进行移动扩散，使得上述化学反应能够持续进行。通过锂离子电池的分析可以得知，锂离子电池在制作时应当满足电池运转的四项基本功能，下面将针对锂离子电池品质异常的原因进行分析。
2 品质异常原因分析
通过锂离子电池的分析中可以得出锂离子电池想要正常运转需要满足4个条件，但是在生产过程中锂离子电池会经常遇到品质异常的问题，下面将对导致锂离子电池异常的原因进行分析研究。
2.1 基本功能异常原因分析
假若锂离子电池出现漏液的情况，那么则说明锂离子电池的内部焊接处以及注液封口处及安全阀等都可能存在一定的质量问题，密闭不严会使漏液和水分进入电池之中导致电池的膨胀，这些现象能够通过观察电池的表面观察到。若电池在使用过程中出现电池发热，着火膨胀等现象，那么可以说明锂离子电池的绝缘功能已经丧失，这就说明担任绝缘功能的零部件已经出现了问题，同时，若电池中存在金属异物还容易形成铜导电的现象，导致电池发热起火。导电功能的丧失，则是由于电池生产过程中导电金属的
焊接不良所导致的，在电池受到振动或冲击时，就会产生导电不良的现象，但是在实际生产检测过程中，即使电池存在焊接不良的现象，但仍有电流通过也可能会被判断为正常品。锂离子电池的化学功能丧失表现为锂离子电池在使用过程中经常出现电量不足的问题，这是由于锂离子电池内部的离子扩散出现了一定的问题，电池中的电解成分不足，或当电池混入多余水分中也会发生这类问题，同时会导致电池膨胀的情况产生。
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2.2 异常原因分离
在进行品类异常分析中，异常原因可分为4类情况，假若电池出现漏液现象，检查人员应当检查确认漏液的部位，漏液现象的产生可能是直接原因，也可能是间接原因，所以检测人员应当对开路电阻与电压数据进行核对，从而判断出电池漏液是否是单纯的密封不良问题引发的[2]。其次，若电池出现膨胀现象，那么则是由于电池内部的气体由于内外物短路导致发热而生成的现象。若电池膨胀与漏液同时存在，那么则可能说明电池中渗入了部分水分，导致电池内部出现短路发热的情况产生。同时电池在超过60℃的充电环境下，导致超电解液不足也会出现电池的膨胀的现象。如果电池内部的开路电压出现下降现象，那么可能是由于电池内部产生了短路或微短路的情况。而电池内部的内阻增大则是由于导电部件
焊接不合格或电池中存在异物所发生的异常反应。通过异常现象的4种分类可以得知出锂离子电池出现问题后的外部表现，下面将研究锂离子电池的检查方法。
3 检查方法
通过锂离子电池的异常原因分析中可以获悉，锂离子电池品质出现问题会产生电池膨胀、发热等多种现象，为了增强锂离子电池的生产品质，提高锂离子电池的食用安全性，下面将研究锂离子电池的检查方法。
3.1 密闭不良检测方式
在进行锂离子电池密闭不良的检测过程中，检测人员可以采用实体显微镜进行检测工作，一般而言锂离子电池若出现漏液等现象，则会在电池中产生一些细微的痕迹，检测人员可以首先对锂离子电池的外观进行观察，检测出可能存在变形划伤的痕迹，初步确认锂离子电池漏液部位之后，检测人员可以采用显微镜对认定部位进行显微镜的观察工作。观察后可以得知，电池密闭功能丧失时会产生多种情况，例如封口体接缝焊接时激光束位置偏移，封口体与电池之间存在异物附着，导致焊接时产生孔洞等，通过显微镜检测这些缺陷都能够被出，从而降低电池漏液的几率。
3.2 短路现象检查
锂离子电池短路检测过程中，检测人员应当首先使用显微镜寻电池的电极端子，是否出现熔融变现象，并且应当确认电池是否存在外部短路的情况产生，通常而言大电流通过的地方会产生较高的温度造成电极端子熔融变，并且电池罐与端子之间的金属被意外接触的场合较多，在端子的四周封口处及相邻部位容易发现上述的痕迹。在检测过程中，若发现外部短路，持续时间数秒之上，这是由于负极引板发热的过程中，隔离纸产生了较为严重的收缩情况，并且外部短路的温度较高，可能达到120℃之上，导致电池发生燃烧起火的现象。
3.3 电池拆解检测
在进行电池检测过程中，一些检测需要对电池进行拆解处理，电池拆解的第一步检测人员需要将电池的封口体进行去除，正在整个过程中需要十分小心，避免电池封口体遭到人为破坏。在封口体被拆除之后，检测人员要首先对卷回体上部以及封口体之间的连接处进行细致观察，观察是否出现熔融的现象，检测完成之后，检测人员还要对电池内部的构造进行观察，寻电池中是否存在异物，异物的入侵会导致电池中出现短路现象，从而使电池在运转过程中出现发热、冒烟等情况。并且由于电池可能存在短路现象，所以在检测过程中检测人员还需要观察隔离纸是否收缩，若隔离纸收缩情况严重，则表明电池中已经出现了外部短路，需要及时更换电池部件。电池拆解的过程中检测人员在检测完成之后，若未发现电池出现故障，则应当及时的对电池进行重新组装工作，避免电池内部落如灰尘异物，从而对电池造成二次损伤。
3.4 微短路检测
在进行微短路检测的过程中，检测人员很难在隔离纸和电机上到发生微短路的部位，所以在这个过程中，检测人员应当适当推测导致微短路产生的原因。导致电池V短路的情况有很多，其中电极图层上的活性物质脱落形成微短路的情况较多，并且电极表面有微小的凸起，也可能造成电池出现微短路的现象，空气中的粉尘也有几率附着在隔离纸之中，在观察过程中隔离只会出现黑的斑点，这也被认为是导致微短路产生的原因。在检测过程中，检测人员可以将隔离纸进行分解并进行干燥处理，测定隔离纸的阻抗性，由于完整的隔离纸其阻抗性是无限大的，所以在测试过程中若隔离纸的阻抗性有相应的阻抗数值，那么则可以说明隔离纸出现了结构破损，从而产生微短路的情况。
3.5 导电异常与电解液检测
异常导电发生的原因较为简单，检测人员应当首先检查银板是否存在断裂现象，并对引板或封口处是否存在焊接松动的现象进行考量。在检测过程中，检测人员可以通过X射线的方式进行判断[3]。电池电液不足会导致电池丧失其化学功能，所以在进行电解液检查的过程中，检测人员可以通过称重的手段判断电解液是否充足，从而提高电池检测的准确性，电解液不足的表现为电池电阻相较于正常电池电阻而言较高，其次在电池分解过程中电解液不足的电池中的隔离纸比正常电池的隔离纸干燥。
3.6 水分混入
检测人员在检测电池内部是否有水分，混入的过程中应当首先对不同的电池采用不同的检测办法，对于铁罐型电池而言，若体温是内部进入水分，则可能会被水分侵蚀，从而形成小孔排布在铁罐的表面之中。对于铝罐型电池而言，研究人员需要在负极端子压板或与直接处的负极铜箔上进行分析，若有水分子进入那么这两个部位会呈现黑[4]。并且若电池中存在水分混入的问题，那么电池会产生膨胀内阻变大等情况。
4 结语
通过锂离子电池品质异常原因分析及检查方法可以得知，锂离子电池是一种常用的电池种类，其在运作过程中应当满足密闭、绝缘、导电、及化学功能，当上述四类功能出现问题之后，锂离子电池会产生发热膨胀等多种问题，检测人员检测过程中应当通过显微观察、拆解观察等多种观察手段确认出现故障的部位，提高锂离子电池检查工作质量。
参考文献
[1] 吴雪平.锂离子电池品质异常原因分析及检查方法[J].电池工
业,2008,13(5):315-320.
[2] 李乾坤.锂离子电池生产工艺及其发展前景[J].化工设计通讯,2018,44(7):205.
[3] 李晓曦.锂离子电池生产的质量管理措施探讨[J].福建质量管理,2016(8):11-12.
[4] 孙智鹏，陈立铎，徐梓荐，等.锂离子电池典型温度与倍率放电特性分析[J].电
源技术,2020,44(8):1090-1092,1222.
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