電芯的絕緣和耐壓測試
技術乾貨來源於：ind4.net如果我們比較新電池和梯次利用的電池有哪些差異，一個很重要的內容是電芯內部的鋰沉積導致內部的特性差異。在本文中，我們根據現有的新電池在製造工藝層面的絕緣電阻和耐壓Hi-Pot實驗來探討下可行性。
在《鋰離子電池行業規範公告申請書》裡面，單體層面和模組層面，都用Hi-Pot測試來檢測電池單體的內短路情況。
圖1 電池生產過程中
電池生產過程中的耐壓測試主要分為兩個部分：
1） 電池芯半成品 (Jelly Roll)
卷繞或疊片組裝之後，裸電芯需要進行熱壓處理，對極片和隔膜整形，使兩者更加緊密接觸，降低鋰離子傳輸阻力。在熱壓地同時，往往會對裸電芯進行絕緣耐電壓測試，主要判斷電芯內部是否存在異物顆粒造成短路。電池芯正負極間距離相當重要，因為電場強度與電壓及距離有關(E=V/d), 正負極之距離透過隔離膜來撐開，製程中因原材料裁切毛邊或卷繞過程中異物飛入，導致兩極間距離不足。主要能檢測的問題包括：
a.隔膜存在破損點
b.在焊接和組裝過程中存在異物（銅屑等）
c.極片在分切過程中產生的毛刺
如下圖所示，當這些問題存在的時候，電芯內部的正負極就會處在接觸或者半接觸的狀態。我們採用Hi-pot 測試的目的在於檢測電芯半成品，是否存在的或潛在短路的風險。
圖2 電池早期生產階段的一些問題
當電池進行充電/放電後，兩極間易產生樹枝狀結晶，影響電池芯品質。通過耐壓測試(Hi-pot Test)可確認正極與負極材料間的距離，通過對於電暈放電偵測可以對電芯微距間的電暈放電，把這塊的問題檢測出來。 Hi-pot測試大部分為直流電絕緣測試，在裸電芯兩極之間加上一定的電壓通過兩極間的漏電流來得到兩極間的電阻，通過電阻的大小來判斷電芯是否短路。在測試中，我們實際可控參數為：
a.耐壓的電壓值U
b.整個判定的不合格電流數值I
耐壓U也與隔膜本身的耐電壓強度有關，隔膜的特性很大的差異的，隔膜越薄，耐電壓強度越低，測試電壓U頁應與之相當。
報警電流設定需要考慮電容充電電流，充電電流越大，報警電流也應該設定大些，否則會引起誤判，將合格產品判定為不合格，影響產品合格率。
外部環境因素包括：
a.溫度：不同公司的Hipot的環節不同，部分是在熱壓進行，溫度越高，電芯內部的異物更容易刺穿隔離膜被檢出
b.壓力：對於電芯來說，往往在模組內採取加壓，因此在後續的電芯成品中，壓力也是hi-pot測試的關鍵因素，壓力越大能檢出更多的異物。
c.隔膜：如果採用塗布陶瓷（三氧化二鋁），則需要考慮水分的影響，三氧化二鋁本身容易吸收水分，當含量大時也容易形成較大的漏電流。
備註：使用陶瓷隔膜的時候，需要考慮這個陶瓷會帶來的雜散電容的情況，與陶瓷隔膜相比，常規隔膜充電時間很短，而陶瓷隔膜會有較大的寄生和雜散電容，因此需要考慮加電壓的時間，需要調整電壓的上升時間，需要適當延長設備充電報警時間。
2） 電芯
在完成注液以後，還要對電芯進行耐壓測試。我們實際的測試情況，是需要考慮電芯成品與後續應用的差異性，所以在電芯成品上需要考慮隔膜效應，還有在電芯外殼帶電的條件下，負極對於整個外殼的絕緣情況。在滇西內會考慮絕緣膜來進行隔絕，若電池芯外殼絕緣能力不足，可能發生放電或絕緣 失效導致電池芯或模組損壞。
圖3 電芯結構
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