1、 腐 蝕 研 究電芯從開始到結束共有三次阻抗測試，包括：極片Hi-pot測試、Foil電阻測試和內阻（IMP）測試。Hi-pot影響電芯的化成，內阻（IMP）影響電芯的自放電，它們只反應到電芯的電壓、容量性能，可以通過現有的高精度設備將壞品挑出。但Foil電阻壞品有發生腐蝕的可能性，一般需要一段時間最終在客戶出表現出來，它的失效表現為外觀Al被腐蝕破爛，變黑，電芯脹氣，無法使用，可以說是最嚴重的壞品表現，是一件非常恐怖的事情！Foil電阻壞品指的是電芯Ni tab（陽極）與包裝鋁箔Al layer短路，目前定義Ni tab與Al layer 電阻低于1.0×200Mohm（非OEM產

2、品）和OEM產品為低于2.0×200Mohm的為電阻壞品，使用萬用表測量挑出以避免電芯在客戶處發生腐蝕。當然，電阻越大甚至無窮大，發生腐蝕的概率越低。對于這兩個標準的選擇是基于對電芯進行On-hold模擬測試而定，大概客戶反應的腐蝕壞品為4ppm，個別案例除外（指由于特殊原因導致電芯必然會發生腐蝕）。我們知道控制這種電阻壞品的目的是防止包裝鋁箔的鋁層發生腐蝕，下面就從腐蝕發生原因、腐蝕防止、電阻壞品防止幾個方面入手介紹。腐蝕原因引起電芯腐蝕必須具備兩個短路的通道：一，離子短路通道，即包裝鋁箔鋁層與陽極發生離子短路；二，電子短路通道，即包裝鋁箔鋁層與陽極發生電子短路。這樣包裝鋁箔的鋁層

3、就與陽極形成一個短路的回路，陽極即為電芯負極，處于低電勢的部分，一旦與鋁接觸會通過電導率較高的電解液引起電化學反應，導致鋁層的不斷被消耗。空氣中水分會進入電芯內部導致進一步反應產生大量氣體。這兩種短路是電芯發生腐蝕的必要條件，兩者缺一不可。腐蝕防止我們知道離子短路和電子短路是發生腐蝕的必要條件，要防止腐蝕就必須弄清楚兩種短路形成的原因。我們已經知道了包裝鋁箔的結構，內部為絕緣PP，PP的一個作用就是絕緣，將電解液環境與鋁層隔離，保護鋁層，發生離子短路是由于PP發生破損致使電解液滲透將鋁層與陽極導通，因此腐蝕均發生在PP破損部位。電子短路必須是有導體在陽極和鋁層（PP破損處）間能夠導通電子或陽極

4、通過Ni tab直接與鋁層短路導通電子。要防止腐蝕的發生就必須杜絕兩種短路的存在。在電芯的封裝過程中，封邊部位的PP受到熱壓后PP比較容易發生破損，所以會產生比較多的電阻壞品，因此只要發生電子短路，腐蝕必然發生，防止腐蝕，必須先從防止電子短路開始。陽極通過Ni tab與包裝鋁箔鋁層在頂封部位發生短路，PP絕緣膠失去保護作用，Ni tab與鋁層接觸，這種情況必然會發生腐蝕。目前Ni tab與包裝鋁層發生短路主要有兩種情況：第一， 在頂封過程中兩者直接短接：a. 頂封封頭槽位與包裝鋁箔厚度不匹配或封頭變形損壞等導致Ni tab頂封時PP變形率過大，被擠壓到嚴電芯長度方向，Ni tab與鋁層導通；b

5、. 頂封夾具、Loading操作失誤或頂邊寬度設計不夠，頂封時封頭壓偏在Ni tab上，使Tab頂部PP被擠壓流走，發生短路；c. 頂封封頭槽位壓在Ni tab上或過度壓偏導致兩者短路；d. 頂封夾具調整不合理或Tab中心矩不合格（尤其焊接返修產品），在loading電芯時為Ni tab發生扭曲，導致兩者在封裝過程中短路；e. Tab 上有毛刺或雜質刺穿Sealant和PP導致兩者短路。第二， 在焊接PTC或Fuse過程中，折疊Ni tab兩者直接發生短路：a. 頂封后Ni tab上Sealant沒有外露或外露長度不夠，導致在折疊后Ni tab直接與包裝鋁箔截面鋁層發生短路；b. 如2

6、5;0.5mm Ni tab 比較柔軟，由于折疊方法問題導致Ni tab與截面鋁層導通（即使有外露Sealant保護）；451730曾經由于此種原因在客戶處發生大量腐蝕，緣由是由于加工商沒有考慮到折疊后對截面的絕緣保護。以上所列到的原因為實際過程中對腐蝕樣品失效分析經驗的總結，Ni tab一旦與包裝鋁箔鋁層發生直接短路，電子直接導通，必然會發生腐蝕，毋庸置疑！在生產過程中必須注意對以上所列舉的方面的控制，同時在進行腐蝕失效時也需要先從這幾個方面入手。其實除陽極通過Ni tab與鋁層在頂封部位直接發生短路外，還有另外一種情況就是在電芯內部陽極通過電子導電物質與PP破損處裸露鋁層短路。電子導電物質

7、一般為金屬Partical、碳粉或導電劑物質，多發生P1工藝的Model上，因為它的陽極幾乎直接暴露在PP破損的兩個側封邊部位。P2工藝電芯由于表面有隔離膜包裹住電芯，封邊部位陽極沒有與鋁層接觸的可能性，目前位置尚未發現因為電子導電物質引起腐蝕的案例。M6S卷繞工藝電芯由陰極收尾，外面一層為陰極鋁箔，隔離膜和陰極鋁箔會阻止陽極與鋁層接觸，但M6S采用的是Overhung的設計方式，陽極要超出陰極1mm，當發生嚴重錯位陽極膜片會在電芯底部或頂部伸出隔離膜而暴露，陽極膜片比較脆碳粉等導電物質易脫落引起短路，383450目前位置有一個電芯為此種短路案例。剛才介紹了引起電阻壞品及發生腐蝕的諸多原因，引

8、起電芯發生腐蝕最常見的直接因素便是頂封部位Ni tab與包裝鋁箔鋁層發生短接，由于前面所指各種原因導致該部位絕緣膠變薄，不能完全隔斷Ni tab與包裝鋁箔鋁層。可以參考下面的示意圖：以上為短接情況的示意圖，我們在分析時需要進行切邊觀察，沿Tab方向切刮掉包裝鋁箔和Sealant膠，在高倍率放大鏡下觀察切邊Ni tab和包裝鋁箔鋁層的位置情況，下圖a為切面觀察無短路情況，圖b為切面觀察發生短路的情況。可作為參考。圖a 圖b以上的是引起腐蝕的第一種情況，下面為引起腐蝕的第二種情況，Ni tab彎折后與頂部截面鋁層發生短接。圖所示Ni tab在鋁箔上有明顯的印痕，圖d將Ni tab彎折后測量發生為短

9、路。 圖c 圖d電子短路一旦形成必然會發生腐蝕，因此必須在各過程中控制嚴防電子短路的發生，工藝、夾具、操作方法規范可避免直接短路的發生，還需要控制電子導電物質的存在，注意頂封前的各工序對隔離膜、陰、陽極、Pocket、Tray、操作臺面等partical的預防控制，目前在頂封loading電芯前采用吸塵方式裸電芯和Pocket進行控制。注意卷繞工藝的膜片錯位和膜片脫膜掉碳的控制檢查。電阻壞品防止任何電阻壞品都有發生腐蝕的潛在可能性，對電阻壞品規格的定義是經驗上的總結，被Reject的電芯需要進行On-hold（待潛在的腐蝕發生），不能正常出貨，增加了成本控制和影響到產品的總體優率。我們知道PP

10、破損導致包裝鋁箔鋁層發生裸露才會導致陽極通過電解液與其發生短路。提高電阻優率可降低發生潛在腐蝕的可能性，也能極大地節約成本（ATL目前日產量近300K），因此必須控制電芯在Top sealing、Side sealing和Degassing三個工藝控制PP的意外受損，也可能需要從設計上進行改善。目前使用的包裝鋁箔主要有兩種：PFR-001-05和 PFR-002-05，兩種厚度不同的包裝鋁箔是因為PP厚度的不同，PFR-001-05 PP的厚度為40um，PFR-005-05的PP厚度為80um，PP越薄越容易發生破損產生電阻壞品，所以普遍來說使用薄Showa的Model電阻優率一般比厚Sho

11、wa的要低些。PP破損的原因主要歸結以下幾個方面（包括控制檢查方法）：1.溫度過高，封裝溫度過高，封邊Pocket內PP受熱輻射影響易被燙傷，產生鼓泡，折邊后發生破損。目前對機器溫度采用首件測量和On-line monitor的方式進行控制。2.PP變形率過大，用錯Stopper高度的封頭或封頭磨損、雜質等原因導致封裝PP受過度擠壓，變形率過大，PP膠堆積在電芯封邊內部折邊易發生破損。目前采用平行度檢查、監控的方式保證封頭處于良好狀態。3.封頭錯位，封頭沿寬度方向錯位，封裝熱壓時未重合部位直接燙傷PP。目前定期檢查封頭錯位情況。4.隔離膜劃傷，主要表現在P1 Model，該種工藝為疊片方式，隔

12、離膜裸露在電芯兩側，熱壓封邊周圍PP受熱輻射影響比較軟，隔離膜伸到PP將其劃傷，由以CD隔離膜和大電芯最最為嚴重,CD隔離膜萃取后變硬，大電芯Pocket中間部位易發生形變。目前一些Model采用在裸電芯兩側貼短條或長條綠較（根據電芯實際情況和電解液滲透）阻止隔離膜外伸，靈活調整Bi-cell折疊方式，隔離膜比較長的一端放入深坑內，同時控制側封的未封區寬度，避免隔離膜在封裝過程中劃傷pocket PP層。5. 綠膠劃傷，為防止P1Model隔離膜兩側外露劃傷PP，在Bi-cell兩端加貼了綠膠，但經常發生由于綠膠的松動而引起綠膠被封裝在封邊區域或綠膠邊緣劃傷PP，因此在貼綠膠工序必須貼緊綠膠，

13、同時靈活地變更方式，綠膠端緣（收尾）不能在Bi-cell側面，盡量上到電芯實體上。6. Bi-cell錯位，對于疊片工藝的P1Model。Bi-cell一旦發生錯位，不僅隔離膜可能損傷PP。甚至集流體會嚴重地劃破PP，因此必須在疊片工序控制Bi-cell的錯位情況，盡量使用夾具限位。7.未封區過小，不考慮切邊后實際封裝寬度的情況下，未封區（封裝區域到電芯主體的距離）越大，PP受隔離膜、綠膠等損傷的機率越小。根據切邊寬度和有效封裝寬度，將P1Model未封區寬度定義在1.0mm比較合適。雖然M6S工藝和P2工藝的電芯兩側沒有隔離膜外露，但也應有適當的未封區域，否側會受到電芯實體的擠壓而造成PP拉

14、伸變薄，電阻會明顯降低。8.電解液影響，電解液是作為導體連接陽極和鋁層造成電阻壞品，電解液越少，造成電阻壞品的機率和比例也會越低，電解液越多，電阻壞品也會相應的增加，曾經M6S 383450和P1 451730 等曾經出現過。所以需要對各Model電解液的使用系數進行優化。目前所用的系數不是最優化的條件，由以M6S Model最為嚴重。9.Forming 折燙邊的影響，在Forming工序共有兩種折邊方式：單折和雙折，電芯厚度比較薄一般低于3.2mm，為保證折邊不超厚和有效封裝寬度，一般采用雙折邊方式，其余情況下單折就可以滿足正常要求。單折邊機器有切、折、燙功能，必須調整好機器加熱塊的距離，不

15、可過度擠壓電芯實體，以免造成封邊部位PP的破損，需要對距離進行優化調節；采用雙折邊工藝的電芯采用的都是薄的包裝鋁箔，PP厚度只有40um，更加容易破損，所以必須優化調節好滾論的間隙和高度，防止實體封邊受到過度擠壓造成電阻壞品，對于雙折邊由于調節不宕，這種情況經常出現并且電阻優率非常低。產生電阻壞品必是由于某處受損導致鋁層裸露，眾多原因可以歸結為兩種情況，一是PP被劃傷，一是封邊內堆積PP發生斷裂破損。兩種情況可參考下面圖片：這里介紹一種檢查PP絕緣不良部位即破損部位的方法，采用電鍍的方法。具體操作方法為： 成型品或做成袋子形狀，里面灌入硫酸銅20%水的液體； 6V的電源，陽極放入液體中，陰極與

16、包裝膜的鋁層接觸； 通電20分鐘-60分鐘； 根據銅的表面析出，可找到絕緣不良處。實施方法可以參考下面模擬圖：成品電芯模擬圖Pocket模擬圖通電反應到一定時間后，會發現在包裝鋁箔的某些部位有金屬銅析出，該部位即為絕緣不良部位，亦PP破損的部位。金屬銅析出的情況如圖所示：原始圖放大圖這里介紹一下電阻和腐蝕失效樣品的分析方法：對于電阻壞品，可以采用分別將每一個折邊攤平測量Ni tab與鋁層電阻的方法，假設單獨攤平Degassing邊電阻數據沒有變化，而單獨攤平Side sealing邊電阻數據變大，說明電阻壞品是由于Side sealing邊PP的破損造成，需要拆開電芯檢查Side sealin

17、g 邊是何種原因造成，再加以改正預防。若攤平兩邊電阻都沒有增大，可以檢查頂封封邊和切面，同時必須要檢查兩側封邊是否已經發生嚴重破損，必要的話檢查一下Pocket各部位PP的情況。具體可參考附件的電阻壞品改進分析報告。對于腐蝕樣品，需要先測量Ni tab與包裝鋁箔鋁層間的電阻，在調整萬用表檔位情況下，電阻若只有幾Mohm甚至幾Ohm，所明陽極與包裝鋁箔發生了直接的短路，可觀察頂封Ni tab位的封裝外觀，是否發生壓Tab或壓槽位或Tab折疊位置等發生異常，并且可以對Ni tab封裝部位作橫切面分析，在×700顯微鏡下觀察Ni tab與鋁層的情況，電阻很低時，一般這兩者必定發生了短接，在某點或某個部位PP、Sealant絕緣膠失去保護作用，在這里形成了電子短路；然后再拆開電芯找出腐蝕部位PP的破損證據，即離子短路的證據，找到了離子短路和電阻短路的證據，分析產生的原因加以控制。也可以采用測量Al tab和包裝鋁箔鋁層的電壓