鋰電池電芯絕緣耐電壓測試基礎(chǔ)知識

鋰電池電芯絕緣耐電壓測試基礎(chǔ)知識鋰離子電池制造過程中，極片生產(chǎn)完成后，正負極極片和隔膜采用卷繞或者疊片方式組裝在一起，隔膜將正負極極片隔離開。在電池充放電過程中，隔膜隔離正負極極片之間的電子傳導，而允許鋰離子通過。卷繞或疊片組裝之后，裸電芯需要進行熱壓處理，對極片和隔膜整形，使它們更加緊密接觸，降低鋰離子傳輸阻力。在熱壓地同時，往往會對裸電芯進行絕緣耐電壓測試，主要判斷電芯內(nèi)部是否存在異物顆粒造成短路。絕緣耐電壓測試一般采用安規(guī)儀，測試時，儀器給電芯加一個電壓，這個電壓持續(xù)一段規(guī)定的時間，然后檢測其漏電電流量是否保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，判斷電芯正負極有無短路。一般，施加電壓如圖1所示：

圖1絕緣耐電壓測試示意圖在一定時間tl內(nèi)，對電芯從0開始加電壓至U。電壓U保持一段時間至12。測試完成后，切斷測試電壓，并對電芯雜散電容放電。在測試中，正負極極片由于相互靠近，僅僅15-30um,裸電芯內(nèi)部會形成一定的電容（雜散電容），由于電容量存在，測試電壓必須由“零”開始，緩慢上升，以避免充電電流過大，電容量越大所需的緩升時間11越長，一次所能增加的電壓也越低。充電電流過大時，一定會引起測試器的誤判，使測試的結(jié)果不正確。一旦被測電芯的雜散電容被充滿,只會剩下實際的漏電電流。由于直流耐壓測試會對被測電芯充電，所以在測試后，一定要對被測電芯放電。隔膜都存在一定的耐電壓強度，當加載電壓過高時肯定能夠擊穿隔膜，形成漏電流。因此，首先電芯絕緣測試電壓要低于擊穿電壓。如圖2所示，當正負極之間不存在異物時,在測試電壓下漏電流小于規(guī)定值，判定電芯合格。而如果正負極之間存在一定尺寸的異物，隔膜被擠壓，正負極之間的間距減小，正負極之間擊穿電壓會下降，如果還加載相同的電壓，漏電流可能超過設定的警報值。通過設定測試電壓等參數(shù)，就可以統(tǒng)計分析判斷電芯內(nèi)部的異物尺寸，然后根據(jù)實際產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀和品質(zhì)要求，可以設定測試參數(shù)，制定品質(zhì)判斷標準。正極①②③④數(shù)據(jù)為示例①②③④異物尺寸Aim0512525擊穿電壓/V5004002504圖片2異物尺寸與耐電壓測試示例（數(shù)值為假定值）在測試中，主要的參數(shù)包括電壓緩升時間tl,電壓保持時間12,加載電壓U,以及報警漏電流。前面所述，t1和U與電芯雜散電容有關(guān)，電容量越大所需的緩升時間11越長,加載電壓U越低。而且U也與隔膜本身的耐電壓強度有關(guān)，一般地，隔膜越薄，耐電壓強度越低，測試電壓U頁應該更低。報警電流設定需要考慮電容充電電流，充電電流越大，報警電流也應該設定大些，否則會引起誤判，將合格產(chǎn)品判定為不合格，影響產(chǎn)品合格率。隔膜水分含量大時也容易形成較大的漏電流。如果測試電芯內(nèi)部存在異物，造成內(nèi)部短

路，隔膜被擊穿，具體情況如圖3所示。正極OS正極OS圖片3電芯耐電壓測試內(nèi)部異物短路因此，裸電芯的絕緣耐電壓測試是產(chǎn)