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1、电池失效分析电池失效分析Dec. 2008Tianjin Lishen Battery Joint-stock Co., Ltd9/4/20241目录目录一一: 8D分析方法分析方法二二:锂离子电池常见失效模式锂离子电池常见失效模式三三:关键控制参数关键控制参数四四:失效模式分析失效模式分析五五:与安全相关的要求与安全相关的要求9/4/20242一一: 8D分析方法分析方法1. 主题主题 -Concern Title2.小组建立小组建立 -Team3. Cross function3.问题描述问题描述 -Problem description4. Whats wrong with what?5
2、.4. 临时措施临时措施 -Containment action6. Emergency response action to protect customer5.措施验证措施验证 -Verification of containment action prove your containment action is effective.6. 原因分析原因分析 -Root cause analysis 3why Fishbone7.重现性实验重现性实验 -simulation testing to recur the defects8.改善措施改善措施 -Permanent Correctiv
3、e Action 9.改善效果验证改善效果验证 -Verification of Corrective Action Effectiveness 10. 防止再次发生防止再次发生 -Actions Taken to Prevent Recurrence Document (Dfmea/Pfmea CP WI)11. 庆祝庆祝 -Congratulation9/4/20243Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication二二.锂离子电池常见失效模式
4、锂离子电池常见失效模式电池失效电池失效电电压压低低内内阻阻大大容容量量低低安安全全漏漏液液其其他他循循环环差差鼓鼓胀胀(方方/聚聚)自放电自放电负载漏电流负载漏电流短路短路充电不足充电不足-焊接焊接导电剂导电剂接触接触(腐蚀腐蚀)电液电液-涂敷量涂敷量温度温度电阻电阻-过充过充短路短路过热过热挤压挤压-焊接焊接注液孔注液孔密封件密封件-焊接焊接注液孔注液孔密封件密封件-受热受热气胀气胀循环循环-电液电液电极电极温度温度循环条件循环条件-9/4/20244Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Clie
5、nt Privileged Communication三三: 关键控制参数关键控制参数粉浆粉浆材料材料,配比配比,黏度黏度,固含量固含量,除铁除铁涂敷涂敷涂敷量涂敷量,颗粒度颗粒度,速度速度,温度温度,间隔间隔,长度长度,对对齐度齐度,涂敷突起涂敷突起,基体基体碾压碾压碾压密度碾压密度,平整度平整度,厚度厚度,反弹率反弹率剪切剪切毛刺毛刺, 收卷对齐度收卷对齐度,宽度宽度电极制造电极制造:Lamination: 覆盖涂敷宽度覆盖涂敷宽度9/4/20245Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Clie
6、nt Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数极片烘干极片烘干温度温度,气压气压,时间时间,极片反弹极片反弹极耳焊接极耳焊接焊接拉力焊接拉力,极耳胶带极耳胶带卷绕卷绕对齐度对齐度,毛刺毛刺,张力张力,粉尘粉尘,极片插入极片插入/收尾收尾位置位置,掉粉掉粉极组卷绕极组卷绕:9/4/20246Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数压极组压极组压力压力,温度温度,时间时间,
7、均一性均一性,极组厚度极组厚度,异物异物包胶带包胶带胶带长度胶带长度,胶带性能胶带性能入壳入壳极组入壳比极组入壳比,入壳挫伤入壳挫伤极耳焊接极耳焊接拉力拉力,位置位置,虚焊虚焊,异物异物装配工序装配工序:9/4/20247Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数弯极耳弯极耳间距间距,角度角度,形状形状扣盖扣盖极耳变形极耳变形,上垫片挤压上垫片挤压离心入壳离心入壳极耳变形极耳变形,角度角度周边焊接周边焊接隔膜烫
8、伤隔膜烫伤,焊接强度焊接强度,焊接裂缝焊接裂缝,异物异物装配工序装配工序:9/4/20248Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数烘极组烘极组时间时间,温度温度,气压气压,水份含量水份含量,隔膜状态隔膜状态注液注液温度温度,湿度湿度,注液量注液量,静置时间静置时间预化成预化成电流电流,电压电压,时间时间封球封球球径球径,压力压力,球材质球材质装配工序装配工序:9/4/20249Lishen Battery
9、Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数化成化成电流电流,电压电压,时间时间老化老化温度温度,静置时间静置时间后处理后处理筛选电压筛选电压,电流电流,电压电压,温度温度,设备精度设备精度分选分选短路短路,厚度厚度,富裕量富裕量(Margin)化成化成/后处理工序后处理工序:9/4/202410Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client
10、Privileged Communication三三: 关键控制参关键控制参数数焊接焊接电流电流, 时间时间,夹具夹具PTC关断温度关断温度,结构强度结构强度PCM性能性能,焊接焊接,触点触点注塑注塑温度温度,溢胶溢胶,少胶少胶Pack:贴纸贴纸外观外观,水贴纸水贴纸,安全阀变形安全阀变形9/4/202411Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication四四: 失效模式分析失效模式分析p 低电压低电压: 1.自放电自放电 2.负载放电负载放电 3
11、.充电不足充电不足 4.接触不良接触不良可能的原因可能的原因:混料混料(LiFePO4)充电不足充电不足盖子绝缘件性能不良盖子绝缘件性能不良铁屑铁屑/镍屑镍屑储存时间长储存时间长(温度温度/时间时间)PCM自耗电流大自耗电流大毛刺毛刺外短路外短路隔膜缺陷隔膜缺陷掉粉掉粉(手卷手卷/极片粘接力极片粘接力)受热使隔膜闭孔受热使隔膜闭孔注液少注液少球腐蚀球腐蚀焊接不良焊接不良(极耳极耳/盖盖,极耳极耳/箔箔)极柱腐蚀极柱腐蚀底部焊接损伤隔膜底部焊接损伤隔膜漏液漏液9/4/202412Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialA
12、ttorney Client Privileged Communication四四: 失效模式分析失效模式分析p 高内阻高内阻: 1.焊接不良焊接不良 2.过放电过放电 3.外短路外短路(受热受热) 4.接触不良接触不良可能的原因可能的原因:导电剂不足导电剂不足外部短路外部短路封口不良封口不良涂敷粘接力涂敷粘接力受热受热断带断带注液少注液少循环循环极耳与底部焊接不良极耳与底部焊接不良焊接不良焊接不良(极耳极耳/盖盖,极耳极耳/箔箔)低温低温生锈生锈,腐蚀腐蚀极柱腐蚀极柱腐蚀水份水份安全膜翻转安全膜翻转极组热压极组热压(高温高温/高压高压)PTC孔板脱落孔板脱落过充过充/过放过放PCM9/4/2
13、02413Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication四四: 失效模式分析失效模式分析p 安全安全 1.内短路内短路 2.过充电过充电 3.热冲击热冲击 4.充电时接电话充电时接电话可能的原因可能的原因:极组挫伤极组挫伤芯片过热芯片过热不齐头涂敷不齐头涂敷上垫片压极组上垫片压极组组合不匹配组合不匹配负极结尾在侧面负极结尾在侧面涂敷突起涂敷突起铝箔褶皱铝箔褶皱析锂析锂9/4/202414Lishen Battery Joint-Stock Co.
14、, Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication五五: 与安全相关的要求与安全相关的要求p 安全安全 安全规则更新安全规则更新 基于对安全的了解深入，我们对电池的安全设计准则进行了更新基于对安全的了解深入，我们对电池的安全设计准则进行了更新,主要突出了以主要突出了以下几点下几点: 1. 电极以单面涂敷量进行控制电极以单面涂敷量进行控制(真实的真实的N/P比比) 2. 电液水份的控制，特别是注液后水份的规格电液水份的控制，特别是注液后水份的规格 3. 铝箔与负极活性物质之间的绝缘要求铝箔与负极活性物质之间的绝缘要求 4. 毛刺规格毛刺规格 5. 安全阀的有效性安全阀的有效性 6. 对新的行业标准的符合性对新的行业标准的符合性CathodeSepAnodeCathodeSepAnodeSepCathodeN/P1.08N/P1.08N/P1.089/4/202415Lishen Battery Joint-Stock Co., Ltd.Propriety ConfidentialAttorney Client Privileged Communication
