寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法与流程

1.本发明属于电池领域，具体而言，涉及寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法。


背景技术：

2.软包锂电池长期使用，会发现存在个别电芯出现腐蚀。腐蚀点常见位置在封印位置。这种电芯后期使用存在安全隐患，尤其是动力电芯，一个电芯腐蚀相应的模组要进行拆解，而且电解液的渗漏也会腐蚀机械原件。目前，通过绝缘测试仪测试负极与铝塑膜之间电压或者测试正极与铝塑膜之间电压来挑选绝缘不良品，但是绝缘测试并不能完全筛选出问题电芯，终封折边后电芯无法再进行刺破铝塑膜进行绝缘测试，无法挑选出折边后绝缘不良电芯。所以要根据绝缘测试的不良品进行排查绝缘短路点，解决腐蚀的根本原因。然而，常规拆解较难发现短路问题、高温高湿需要很长时间，可能需要几个月或者更长的放置时间。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法。该方法通过在绝缘不良电芯上人为外部短接负极与铝塑膜，制造电子通道，可以在高温环境下实现快速腐蚀，从而快速找出绝缘不良的根本原因并进行分析改善。
4.根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
5.(1)分别在绝缘不良电芯的负极耳上和电芯铝塑膜封边上打孔，以便在所述负极耳上形成第一孔洞，在所述铝塑膜封边上形成第二孔洞；
6.(2)采用金属丝将所述第一孔洞和所述第二孔洞连接，以便使所述负极耳与所述铝塑膜封边的铝层接触；
7.(3)将步骤(2)得到的绝缘不良电芯置于高温环境下，观察所述铝塑膜封边的腐蚀位置。
8.发明人发现，电芯出现腐蚀需要同时存在两个条件：离子通道和电子通道，因测试出电芯为绝缘不良，那么说明离子通道已经出现。根据本发明上述实施例的寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法，一方面，通过人为外部短接负极与铝塑膜，制造电子通道，电池负极内部与铝塑膜铝层形成离子通道，铝层开始腐蚀，而外部形成电子通道后包装铝塑膜铝层不断被消耗，可以在高温环境下实现快速腐蚀，在一周(常见1～3天)内即可发现腐蚀点；另一方面，外部短接采用铝塑膜与负极连接，因为负极电位低，低电位铝塑膜中的铝才会出现腐蚀。由此，该方法简单易行，而且无需外接高压电源即可快速发现腐蚀点，进而可以对腐蚀点进行分析，跟进分析原因进行工艺改善，降低绝缘不良品的产生从而降低不良品流入客户端。
9.另外，根据本发明上述实施例的寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法还可以具有
如下附加的技术特征：
10.在本发明的一些实施例中，所述绝缘不良电芯为软包锂离子电池中的电芯，所述锂离子电池包括动力电池和3c数码电池。
11.在本发明的一些实施例中，所述第二孔洞上任意一点到所述铝塑膜封边内沿的距离与所述铝塑膜封边宽度的比值为(0.1～0.7)：1。
12.在本发明的一些实施例中，所述第二孔洞设在所述铝塑膜侧封边上并邻近所述负极耳布置。
13.在本发明的一些实施例中，所述第二孔洞的个数为一个；或者，所述第二孔洞的个数为多个，多个所述第二孔洞对应一个所述第一孔洞，或多个所述第二孔洞分别对应不同的所述第一孔洞，每个所述第二孔洞分别独立地通过所述金属丝与所述第一孔洞连接，且连接多个所述第二孔洞的金属丝之间互不接触。
14.在本发明的一些实施例中，所述金属丝的材质为银、铜、铁、铝或镍，所述金属丝的直径不大于1mm。
15.在本发明的一些实施例中，所述第一孔洞和所述第二孔洞的孔径与所述金属丝直径的比值分别独立地为(1.05～1.2)：1。
16.在本发明的一些实施例中，所述高温环境的温度为30～60℃。
17.在本发明的一些实施例中，在进行步骤(3)之前进一步包括：分别对所述绝缘不良电芯的正极耳和负极耳进行贴胶绝缘保护。
18.在本发明的一些实施例中，所述金属丝通过外接电源与所述第一孔洞和所述第二孔洞连接。
19.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
20.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本发明一个实施例的绝缘不良电芯上形成外界电子通道的示意图。
具体实施方式
22.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
23.根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法。根据本发明的实施例，参考图1所示，该方法包括：(1)分别在绝缘不良电芯的负极耳上和电芯铝塑膜封边上打孔，以便在负极耳上形成第一孔洞，在铝塑膜封边上形成第二孔洞；(2)采用金属丝将第一孔洞和第二孔洞连接，以便使负极耳与铝塑膜封边的铝层接触；(3)将步骤(2)得到的绝缘不良电芯置于高温环境下，观察铝塑膜封边的腐蚀位置。发明人发现，电芯出现腐蚀需要同时存在两个条件：离子通道和电子通道，因测试出电芯为绝缘不良，那么说明离子通道已经出现，该方法通过人为外接金属丝和高温存储的方式实现绝缘
不良电芯的快速腐蚀，在一周(常见1～3天)内即可发现腐蚀点，不仅简单易行，而且无需外接高压电源即可快速发现腐蚀点，进而可以对腐蚀点进行分析，跟进分析原因进行工艺改善，降低绝缘不良品的产生从而降低不良品流入客户端。
24.下面参考图1对本发明上述实施例的寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法进行详细描述。
25.根据本发明的实施例，铝塑膜的腐蚀原理为：软包电芯负极内部与铝塑膜铝层形成离子通道，铝层开始腐蚀，以铝箔为正极、铜箔为负极为例，腐蚀电位：al
3
3e＝al e＝-1.66v，cu
2
2e＝cu e＝0.3419v，外部形成电子通道后，铝塑膜封边的铝层不断被消耗：al xe- xli

→
li
x
al，腐蚀后期：li
x
al o2→
li2o al2o3，lixal 2h2o
→
h2 lialo2。
26.根据本发明的一个具体实施例，本发明中绝缘不良电芯的来源并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如绝缘不良电芯可以为软包锂离子电池中的电芯，锂离子电池又可以包括动力电池和3c数码电池，由此可以实现对不同电池绝缘不良电芯腐蚀点的检测。
27.根据本发明的再一个具体实施例，第二孔洞上任意一点到铝塑膜封边内沿的距离与铝塑膜封边宽度的比值为(0.1～0.7)：1，其中，所述铝塑膜封边内沿指的是铝塑膜封边与电芯封装区的交界线，所述第二孔洞上任意一点到铝塑膜封边内沿的距离指的是第二孔洞上任意一点与该孔洞所在的铝塑膜封边内沿之间的最短距离，即第二孔洞上任意一点到电芯封装区的最短距离。在铝塑膜封边上形成第二孔洞时，第二孔洞越接近电芯封装区域，越容易形成外接电子通路，且铝塑膜的腐蚀速率也越快，然而若第二孔洞与铝塑膜封边和电芯封装区的交界线距离过近，打孔时容易破坏铝塑膜封边，导致第二孔洞处出现漏液现象，影响腐蚀点的判断，本发明中通过控制第二孔洞与铝塑膜封边为上述位置关系，可以进一步提高腐蚀点寻找方法的准确性。
28.根据本发明的又一个具体实施例，第二孔洞可以设在铝塑膜侧封边上并邻近负极耳布置，发明人发现，只有低电位铝塑膜中的铝才会出现腐蚀，本发明中通过采用上述布置方式，不仅可以提高铝塑膜的腐蚀速率，并避免打孔过程对负极耳周边封边区的破坏，还可以进一步降低金属丝的电阻，从而进一步提高铝塑膜的腐蚀速率。
29.根据本发明的又一个具体实施例，第二孔洞的个数可以为一个，此时第一孔洞的个数也为一个，铝塑膜封边的铝层通过金属丝与负极耳相连，由于铝塑膜封边的铝层导电，因此即便只有一个第二孔洞与第一孔洞连接，也能形成外部电子通路，进而通过铝塑膜在高温环境下腐蚀找出腐蚀点。
30.根据本发明的又一个具体实施例，第二孔洞的个数可以为多个，多个第二孔洞可以对应一个第一孔洞；或者多个第二孔洞也可以分别对应不同的第一孔洞，即每个第一孔洞对应一个第二孔洞，由此可以同时形成多个外接电子通路，从而能够进一步提高腐蚀点的寻找效率。进一步地，当第二孔洞的个数可以为多个时，每个第二孔洞分别独立地通过金属丝与第一孔洞连接，且连接多个第二孔洞的金属丝之间互不接触，由此可以进一步提高腐蚀点寻找方法的准确性。
31.根据本发明的又一个具体实施例，本发明中金属丝的材质并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，只需要满足金属丝具有较好的导电性即可，例如，金属丝的材质可以为银、铜、铁、铝或镍等。进一步地，金属丝的直径可以不大于1mm，由此可
以更有利于金属丝与第一孔洞和第二孔洞的连接，方便操作。
32.根据本发明的又一个具体实施例，第一孔洞和第二孔洞的孔径与金属丝直径的比值可以分别独立地为(1.05～1.2)：1，若第一孔洞和第二孔洞的孔径过大，金属丝与负极耳及铝塑膜铝层的接触面积过小，影响铝塑膜的腐蚀效率，本发明中通过控制第一孔洞和第二孔洞的孔径为上述范围，可以进一步提高金属丝与负极耳和铝塑膜铝层的接触面积，进而进一步提高铝塑膜铝层的腐蚀效率。
33.根据本发明的又一个具体实施例，第二孔洞可以位于电芯封装区外3mm的区域内，由此可以进一步提高腐蚀点寻找方法的准确性及效率。例如，绝缘不良电芯可以为动力电池中的电芯，对电芯负极耳及铝塑膜侧封边进行打孔，孔洞大小比金属丝略大，保证金属能够正常穿过，基于一般动力电池铝塑膜侧封边大于5mm，使动力电池电芯中第二孔洞的位置位于封装区域外侧3mm以内，使第二孔洞邻近第一孔洞设置；或者，绝缘不良电芯为3c数码电芯，对电芯负极耳及铝塑膜侧封边进行打孔，孔洞大小比金属丝略大，保证金属能够正常穿过，基于一般3c数码电芯铝塑膜侧封边大于3mm，使3c数码电芯中第二孔洞的位置位于封装区域外侧2mm以内，使第二孔洞邻近第一孔洞设置。
34.根据本发明的又一个具体实施例，高温环境的温度可以为30～60℃，由此可以进一步提高腐蚀效率，优选地，高温环境的温度可以为40～50℃。根据本发明的一个具体示例，可以将形成有外接电子通路的绝缘不良电芯置于高温箱内静置，不同体系和尺寸电池可根据实际状况进行适当调整高温箱内的温度。进一步地，绝缘不良电芯在高温环境的存储时间可以不大于7天。
35.根据本发明的又一个具体实施例，在进行步骤(3)之前可以进一步包括：分别对绝缘不良电芯的正极耳和负极耳进行贴胶绝缘保护，由此可以避免发生短路现象。
36.根据本发明的又一个具体实施例，金属丝可以通过外接电源与第一孔洞和第二孔洞连接，具体可以采用两根金属丝将外接电源的正负极与第一孔洞和第二孔洞连接，由此可以进一步利用外接电源提高铝塑膜的腐蚀效率，从而提高寻找腐蚀点的效率。其中，外接电源的电压可以不大于200v。
37.综上所述，根据本发明上述实施例的寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法，一方面，通过人为外部短接负极与铝塑膜，制造电子通道，电池负极内部与铝塑膜铝层形成离子通道，铝层开始腐蚀，而外部形成电子通道后包装铝塑膜铝层不断被消耗，可以在高温环境下实现快速腐蚀，在一周(常见1～3天)内即可发现腐蚀点；另一方面，外部短接采用铝塑膜与负极连接，因为负极电位低，低电位铝塑膜中的铝才会出现腐蚀。由此，该方法不仅简单易行，而且无需外接高压电源即可快速发现腐蚀点，进而可以对腐蚀点进行分析，跟进分析原因进行工艺改善，降低绝缘不良品的产生从而降低不良品流入客户端。
38.下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。
39.提供多个同一规格同一批次的多个动力软包电池绝缘不良电芯，分析不同因素对腐蚀点出现时间的影响。
40.实施例1
41.1)分别在动力软包电池绝缘不良电芯的负极耳上和电芯铝塑膜侧封边上打孔，在负极耳上形成一个第一孔洞，在铝塑膜侧封边上形成一个第二孔洞，第一孔洞和第二孔洞
的孔径均为1.1mm，铝塑膜侧封边的宽度为6mm，第二孔洞位于封装区域外侧3mm以内；
42.2)采用直径为1mm的铜金属丝将第一孔洞和第二孔洞连接，使负极耳与铝塑膜封边的铝层接触；
43.3)对步骤2)得到的绝缘不良电芯的正负极耳进行贴胶保护后置于高温箱中静置7天，控制高温箱内温度为45℃，观察7天内铝塑膜封边是否出现腐蚀点。
44.实施例2
45.与实施例1的区别在于，第一孔洞和第二孔洞的孔径均为1.2mm。
46.对比例1
47.与实施例1的区别在于，第一孔洞和第二孔洞的孔径均为1.3mm。
48.实施例3
49.与实施例1的区别在于，控制高温箱内温度为30℃。
50.实施例4
51.与实施例1的区别在于，控制高温箱内温度为60℃。
52.对比例2
53.与实施例1的区别在于，控制高温箱内温度为20℃。
54.对比例3
55.与实施例1的区别在于，第二孔洞位于封装区域外侧4mm外且5.4mm内的区域。
56.实施例5
57.与实施例1的区别在于，包括两个第一孔洞和两个第二孔洞，两个第一孔洞和两个第二孔洞分别通过两个金属丝连接。
58.结果与结论：
59.实施例1中铝塑膜封边在15h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且48h后无新增腐蚀点；实施例2中铝塑膜封边在24h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且60h后无新增腐蚀点；对比例1中铝塑膜封边在48h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且6天后出现有新腐蚀点；实施例3中铝塑膜封边在32h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且72h后无新增腐蚀点；实施例4中铝塑膜封边在12h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且36h后无新增腐蚀点；对比例2中铝塑膜封边在48h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且5.5天后出现有新腐蚀点；对比例3中铝塑膜封边在72h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且6天后出现有新腐蚀点；实施例5中铝塑膜封边在15h后开始出现肉眼可见的腐蚀点，且32h后无新增腐蚀点；并且综合实施例1～5和对比例1～3的样品可知，实施例1～5中任意一个电芯的铝塑膜封闭上均包括有对比例1～3的样品中出现的所有腐蚀点。
60.综上说明，第一孔洞/第二孔洞的孔径与金属丝的直径比、腐蚀温度及第二孔洞的位置均会影响腐蚀点的寻找效率，采用本发明上述实施例的寻找软包绝缘不良电芯腐蚀点的方法无需外接高压电源即可在一周(常见1～3天)内快速发现腐蚀点。
61.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。另外，本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连
接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
63.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。