卷繞電芯鋰電池內(nèi)部有什么缺陷?

卷繞是鋰離子電池制造過程中的關(guān)鍵工藝，它將正，負(fù)極極片和隔膜組裝在一起，如果出現(xiàn)不良品，整個(gè)卷芯包括的正負(fù)極極片和隔膜都浪費(fèi)了，良品率對電池制造成本影響比較大，而且影響電池性能和安全性，那卷繞電芯鋰電池內(nèi)部有什么缺陷?

一般地，常見卷芯內(nèi)部缺陷圖譜如下圖所示，每張圖譜里面都包含正極極片、隔膜和負(fù)極極片。

圖1卷芯內(nèi)部缺陷圖譜

其中，第一排(a)是正常圖譜，內(nèi)部沒有缺陷。

第二排(b)三張照片出現(xiàn)極片彎曲變形的情況，這種情況可能是卷繞工藝中張力沒有控制好，極片彎折。這種缺陷會(huì)導(dǎo)致電池極片在充放電反復(fù)膨脹與收縮時(shí)出現(xiàn)大量褶皺，限制容量發(fā)揮，可能出現(xiàn)析鋰等問題。

第三排(c)的缺陷是隔膜上存在金屬異物，金屬異物可能是極片制備或轉(zhuǎn)運(yùn)過程引入的，比如極片輥壓、裁切等工藝。也可能卷繞工藝極片切斷產(chǎn)生的箔材碎屑。金屬異物會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部微短路，自放電嚴(yán)重，并存在安全隱患。一般檢出方法主要包括電芯絕緣耐電壓測試，高溫老化監(jiān)測自放電k值判定不合格品。

第四排(d)的問題主要是涂層不均勻，包括兩面厚度不同的陰陽面，單側(cè)沒有涂層等。這個(gè)缺陷主要是涂布工藝產(chǎn)生的，或者極片制備工藝中出現(xiàn)的涂層脫落。一般極片輥壓，分切工藝都會(huì)設(shè)置CCD檢測，缺陷極片做好標(biāo)記，在卷繞工藝裁切剔除不良品。但是，無法100%保證剔除不良品。如果出現(xiàn)這種情況電池容量損失，而且出現(xiàn)正負(fù)極容量不匹配導(dǎo)致析鋰等問題。

第五排(e)的缺陷是內(nèi)部存在粉塵等非金屬異物，這種情況危害雖然沒有金屬異物嚴(yán)重，但是也會(huì)影響電池性能，尺寸比較大時(shí)也可能導(dǎo)致隔膜破解，正負(fù)極微短路的情況。

以上圖譜獲取的方法如下：將整個(gè)卷芯埋入A、B膠環(huán)氧樹脂中，固化保持卷芯內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。切割截面，并用砂紙打磨，拋光制作樣品，采用掃描電鏡觀察。獲取大量照片，從中找出了這些缺陷圖譜。

圖2卷芯微結(jié)構(gòu)觀察過程

另外，卷繞電芯在拐角處還可能出現(xiàn)極片斷裂的情況，如圖3所示。極片太脆，厚度較大特別容易出現(xiàn)斷裂情況。

以上就是卷芯內(nèi)部缺陷圖譜。