软包锂电池边电压揭秘：边电压如何影响电池腐蚀漏液？

在日常使用的软包聚合物锂离子电池中，壳电压是一个关键指标，它直接影响电池的封装可靠性和安全性。壳电压过高可能导致电池腐蚀、鼓胀甚至漏液。本文将带您深入了解壳电压的变化规律、影响因素及改善措施。

一、什么是壳电压？

壳电压是指电池正极耳或负极耳与铝塑膜铝层之间的电压。正极壳电压过大时，会引发铝塑壳的腐蚀，进而导致电池鼓胀和漏液。当壳电压大于1.0V时，电解液中的锂离子会嵌入铝层形成锂铝合金，造成铝壳腐蚀。

图1：万用表与Agilent表测试壳电压对比

研究表明，壳电压测试中第一个读数为最大值，随后迅速下降并趋于平稳。测试设备的读数间隔越短，测量结果越大。因此，在实际测试中需注意设备选型和读数方式。

二、壳电压的复现性及其风险

实验发现，同一只电池在不同时间测试的壳电压结果差异较大，复现性较差。这是因为壳电压与PP层破损处离子集聚浓度密切相关，每次测试时离子浓度可能不同。

图2：不同壳电压的电镀分析结果

通过镀铜实验发现：

1.壳电压＜0.8V的电池无析铜现象，封装可靠；

2.壳电压在0.8~2.0V之间时，随着电压升高，析铜现象逐渐明显，腐蚀风险增大；

3.壳电压＞3.0V时，可能为电子通道联通，腐蚀风险最高。

三、壳电压的产生机理

壳电压产生的根本原因是铝塑膜PP层在封装或折边过程中发生破损，形成细微通道，使电解液与铝层接触。

图3：析铜位置切剖图（铜颗粒距离铝层仅4μm）

图4：PP层折边后泛白现象

折边后PP层出现泛白现象，说明其机械性能发生变化，内部形成微孔道。电解液通过这些通道与铝层接触，形成离子通路，产生壳电压。

四、壳电压的改善措施

根据壳电压产生机理，可从材料和工艺两方面进行改善：

1.增加PP层厚度

使用厚度更大的铝塑膜（如158μm）能有效降低壳电压。厚PP层在封装过程中仅表面受损，深层仍能保持隔离作用。

图5：不同厚度铝塑壳的壳电压对比

1.优化折边工艺:

通过减少折边时的拉伸程度或改进折边方式，避免PP层过度拉伸，从而降低破损风险。

2.改进PP层性能:

提升PP层的抗拉伸性能和耐腐蚀性，可从材料层面根本解决壳电压问题。

图6：工艺改善后的壳电压效果

五、总结

壳电压是评估软包锂电池封装质量的重要指标。通过合理选材、优化工艺和精准测试，可有效控制壳电压，避免电池腐蚀漏液风险。生产企业应重视壳电压监控，提升电池产品的安全性和可靠性。

参考文献：

赵彦孛孛，殷睿，李金恒，等. 软包聚合物锂离子电池壳电压研究[J]. 电源技术，2020, 44(3): 330-332.

文章来源：电池课堂

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