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極片上的顆?；蛭⒘拷饘贇?jiān)?、隔膜上的微小缺陷、電芯在組裝過程中引入的粉塵等，都會(huì)造成電芯內(nèi)部微短路。

圖 1 金屬異物導(dǎo)致電池內(nèi)部短路的原理

金屬異物造成電池內(nèi)部短路的基本原理有兩種過程，如圖1所示。第一種情況，尺寸較大的金屬顆粒直接刺穿隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極之間短路，這是物理短路。第二種情況，當(dāng)金屬異物混入正極后，充電之后正極電位升高，高電位下金屬異物發(fā)生溶解，通過電解液擴(kuò)散，然后負(fù)極低電位下溶解的金屬再在負(fù)極表面析出堆積，最終刺穿隔膜，形成短路，這是化學(xué)溶解短路。電池工廠現(xiàn)場(chǎng)最常見的金屬異物有Fe、Cu、Zn、Al、Sn、不銹鋼等。

電池制造現(xiàn)場(chǎng)容易發(fā)生異物混入電池產(chǎn)品的工藝包括電極漿料混入金屬雜質(zhì)；極片切割工序產(chǎn)生切割毛刺或金屬碎屑,；卷繞工藝極片切斷產(chǎn)生毛刺或電芯內(nèi)部混入金屬異物顆粒；極耳和殼體焊接產(chǎn)生金屬屑等等，如圖2和圖3所示。

圖 2 極片激光切割碎屑

圖 3 分切毛刺

耐電壓測(cè)試檢出金屬異物
絕緣耐電壓測(cè)試一般采用安規(guī)儀，在電芯熱壓整形時(shí)測(cè)試，儀器給電芯施加一個(gè)電壓，這個(gè)電壓持續(xù)一段規(guī)定的時(shí)間，然后檢測(cè)其電流是否保持在規(guī)定的范圍內(nèi)，判斷電芯正負(fù)極內(nèi)部有無短路。一般，施加電壓如圖4所示：

圖 4 絕緣耐電壓測(cè)試示意圖

在測(cè)試中，正負(fù)極極片由于相互靠近，僅僅15-30μm，裸電芯內(nèi)部會(huì)形成一定的電容（雜散電容），由于電容量存在，測(cè)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(shí)間t1越長，一次所能增加的電壓也越低。充電電流過大時(shí)，一定會(huì)引起測(cè)試器的誤判，使測(cè)試的結(jié)果不正確。一旦被測(cè)電芯的雜散電容被充滿，只會(huì)剩下實(shí)際的漏電電流。由于直流耐壓測(cè)試會(huì)對(duì)被測(cè)電芯充電，所以在測(cè)試后，一定要對(duì)被測(cè)電芯放電。

老化工藝檢出金屬異物
金屬異物在電芯內(nèi)部會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部微短路，電池自放電，電壓下降。一般老化程序?yàn)椋喝牧系入姵爻潆姷?.0-4.2V，常溫存儲(chǔ) 7d，高溫45℃存儲(chǔ)7d，檢測(cè)電池老化前后的電壓差剔除不合格品。將電池在高溫或常溫狀態(tài)下開路擱置 7 天或 28 天，通過對(duì)電池放電至截止電壓測(cè)量其放電電量來判斷其自放電性能，如圖五所示。該方法需要對(duì)電池進(jìn)行長達(dá)一個(gè)月的擱置檢測(cè)，時(shí)間周期長，影響因素大，并且長時(shí)間占用了較多的設(shè)備和場(chǎng)地，測(cè)試過程是對(duì)人力和財(cái)力的大量浪費(fèi)。

圖 5 老化不合格品檢出

總之，電池生產(chǎn)異物管控非常重要，車間潔凈度控制好壞可能直接影響電池安全性。