锂电池回收电压测试基础

锂电池回收电芯绝缘耐电压测试基础知识

锂离子电池制造过程中，极片生产完成后，正负极极片和隔膜采用卷绕或者叠片方式组装在一起，隔膜将正负极极片隔离开。在电池充放电过程中，隔膜隔离正负极极片之间的电子传导，而允许锂离子通过。

卷绕或叠片组装之后，裸电芯需要进行热压处理，对极片和隔膜整形，使它们更加紧密接触，降低锂离子传输阻力。在热压地同时，往往会对裸电芯进行绝缘耐电压测试，主要判断电芯内部是否存在异物颗粒造成短路。

绝缘耐电压测试一般采用安规仪，测试时，仪器给电芯加一个电压，这个电压持续一段规定的时间，然后检测其漏电电流量是否保持在规定的范围内，判断电芯正负极有无短路。一般，施加电压如图1所示：

①在一定时间t1内，对电芯从0开始加电压至U。

②电压U保持一段时间至t2。

③测试完成后，切断测试电压，并对电芯杂散电容放电。

在测试中，正负极极片由于相互靠近，仅仅15-30μm，裸电芯内部会形成一定的电容（杂散电容），由于电容量存在，测试电压必须由“零”开始，缓慢上升，以避免充电电流过大，电容量越大所需的缓升时间t1越长，一次所能增加的电压也越低。充电电流过大时，一定会引起测试器的误判，使测试的结果不正确。一旦被测电芯的杂散电容被充满，只会剩下实际的漏电电流。由于直流耐压测试会对被测电芯充电，所以在测试后，一定要对被测电芯放电。

隔膜都存在一定的耐电压强度，当加载电压过高时肯定能够击穿隔膜，形成漏电流。因此，首先电芯绝缘测试电压要低于击穿电压。如图2所示，当正负极之间不存在异物时，在测试电压下漏电流小于规定值，判定电芯合格。而如果正负极之间存在一定尺寸的异物，隔膜被挤压，正负极之间的间距减小，正负极之间击穿电压会下降，如果还加载相同的电压，漏电流可能超过设定的警报值。通过设定测试电压等参数，就可以统计分析判断电芯内部的异物尺寸，然后根据实际产品生产现状和品质要求，可以设定测试参数，制定品质判断标准。

在测试中，主要的参数包括电压缓升时间t1，电压保持时间t2，加载电压U，以及报警漏电流。前面所述，t1和U与电芯杂散电容有关，电容量越大所需的缓升时间t1越长，加载电压U越低。而且U也与隔膜本身的耐电压强度有关，一般地，隔膜越薄，耐电压强度越低，测试电压U页应该更低。报警电流设定需要考虑电容充电电流，充电电流越大，报警电流也应该设定大些，否则会引起误判，将合格产品判定为不合格，影响产品合格率。隔膜水分含量大时也容易形成较大的漏电流。如果测试电芯内部存在异物，造成内部短路，隔膜被击穿，具体情况如图3所示。

因此，裸电芯的绝缘耐电压测试是产品过程检验的一个重要步骤，可以检测出不合格产品，提高最终电池产品的安全系数。实际测试需要考虑参数设定，判定标准等众多因素。