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软包电池以轻薄、灵活和高能量密度的特点受到广泛关注。软包电池的极耳氧化问题,成为了制约其性能和安全性的一个关键因素。下面将与您共同深入探讨软包电池极耳氧化的原因,并探讨多种解决方法,包括表面处理、电镀工艺、金属带处理、测试监控、散热策略、材料选择、定期检查维护以及设计优化等方面。
一、软包电池极耳氧化问题的原因
软包锂离子电池的极耳氧化问题通常与极耳材料及其表面处理工艺密切相关。极耳作为电池的重要组成部分,负责将电流引出或引入电池。当极耳材料发生氧化时,可能会导致一系列问题,影响电池的性能和安全性。
铜镀镍极耳是常见的一种极耳材料,其中镍层的主要作用是防止铜氧化。然而,如果镍层的密着性不足,在长时间大电流或行驶震动等情况下,镀层可能会出现性能不足的情况,进而引发电芯内部的微短路或自放电,以及电芯外部的接触内阻增大或焊接处脱落等问题。
二、解决软包电池极耳氧化问题的方法
1. 表面处理:为了确保极耳的抗氧化性能,表面处理是至关重要的一步。对于铜镀镍极耳,对其表面钝化膜进行二次处理可以提高焊锡性和耐电液腐蚀性。这可以有效地减少极耳氧化的发生,延长电池的使用寿命。
2. 电镀工艺:电镀工艺的选择对于镍层的均匀性和附着力至关重要。电镀镍和化学镀镍是常用的方法,其中电镀镍层厚度应控制在 1.8±0.3um,化学镀镍层厚度则应在 1.0±0.3um 范围内。这样可以保证镍层的质量,提高极耳的抗氧化能力。
3. 金属带处理:对于厚度超过 0.2mm 的动力极耳金属带,侧边削边处理是必要的。这样可以避免绝缘阻抗降低和胀气漏液的风险,同时提高极耳的可靠性。
4. 测试和监控:电解液浸泡后的渗透测试和热封强度测试是保障极耳胶与金属导体结合强度的关键步骤。例如,日本某 EV 电芯厂家对 EV 与 ESS 极耳有着严格的技术要求,通过这些测试可以确保电池的质量和安全性。
5. 散热策略:过热是导致极耳氧化加速的一个重要因素。因此,研究并实施有效的散热策略可以降低极耳氧化的风险。这包括优化电池的结构设计、使用散热材料等。
6. 材料选择:选择具有更好抗氧化性能的材料,或者开发新型极耳材料,可以从根本上提高极耳的耐腐蚀性和稳定性。这对于提升电池的性能和安全性具有重要意义。
7. 定期检查和维护:定期对电池进行检查和维护是及时发现并解决极耳氧化问题的关键。通过定期检查,可以及时发现极耳的氧化现象,并采取相应的维护措施,保证电池的正常运行。
8. 设计优化:通过优化电池的设计,减少极耳受力和振动的情况,可以降低因机械损伤导致的氧化风险。合理的设计可以提高电池的整体可靠性和稳定性。
三、总结
软包电池极耳氧化问题是影响电池性能和安全性的关键因素之一。通过表面处理、电镀工艺优化、金属带处理、测试监控、散热策略、材料选择、定期检查维护和设计优化等多种方法的综合应用,可以有效解决或减缓极耳氧化问题,提高电池的性能和使用寿命。