软包电池腐蚀的制程因素分析及其预防
陈 硕1,朱伟锋²
(1.海装驻洛阳地区军事代表室,河南 洛阳 471000;
2.洛阳储变电系统有限公司,河南 洛阳 471000)
摘 要:软包电池腐蚀的发生需同时具备电子通道和离子通道,该文结合软包电池的生产经验及软包电池腐蚀的原理,从避免电子通道或离子通道产生的角度,给出了一系列可行性措施,从而避免腐蚀的发生。软包电池腐蚀被杜绝,电池性能和安全性得到保证。结合腐蚀的原理,通过对制程中可能引起电子导通或者离子导通方面加以控制,可以有效降低电池腐蚀的风险,提高电池的性能和安全性。
关键词:软包电池;腐蚀;电子通道;离子通道
0 引言
随着科技的飞速发展和新能源领域的不断创新,软包电池作为一种高性能的储能元件广泛应用于多个领域。近些年有关软包电池腐蚀现象的问题逐渐增多,软包电池腐蚀会对电池的性能和使用寿命产生显著影响。腐蚀会导致电池内阻增大、容量衰减,进而影响电池的放电性能和充电效率。此外,腐蚀还会破坏电池的结构完整性,降低电池的安全性,甚至可能引发电池短路、漏液、起火等安全事故。因此,深人探究软包电池腐蚀的原因、影响及应对措施,对于保障电池安全、提高设备性能具有重要意义。
1 软包电池介绍
软包电池外部包装材料为铝塑膜,铝塑膜由多层复合而成,主体结构一般分为3层,即外层尼龙、中间铝层和内层PP,如图1所示。
外层尼龙是保护层,具有耐摩擦功能,防止加工或应用过程中材料发生刺穿、磨损等问题;中间铝层是阻隔层,可以阻隔水蒸气、其他溶剂、氧气及氧化性气体等进人电池内部,从而避免电池电解液发生氧化或水解反应;内层P是热封层,主要是保证铝塑膜完全密闭且有足够的强度,阻止电解液外漏及金属电极与铝层接触短路。只有各层完好且紧密粘接,才能保证软包电池的良好性能。
2 腐蚀原因
发生腐蚀需同时满足3个条件:铝塑膜中铝层与负极短路,即存在电子短路通道;铝塑膜中铝层与电解液连通,即存在离子短路通道;电池电压>0.5V(通常电池电压>0.5V)。满足上述条件,铝塑膜的铝层就与负极形成了一个短路回路。负极处于低电势的部分,一旦与铝接触,会通过电导率较高的电解液引起电化学反应,电解液中的锂离子会嵌入铝层,形成锂铝合金;锂铝合金的形成导致铝晶格被破坏,使铝层损坏,严重时铝层会被腐蚀贯通,尼龙层无法阻挡水分子,导致外界的水和电解液反应,产生氢氟酸;氢氟酸加剧侵蚀铝层,导致铝层损坏区域延伸,引起腐蚀发生的反应如下:
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