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软包装锂电池壳体探伤技术浅析

摘要：聚合物软包装锂离子电池铝塑复合膜在电池的制造过程中起着至关重要的作

用，不但保证电池内部系统的稳定，也防止外界水分的介入，是电池质量安全的保障，壳

体的明显的缺陷通过外观的目测进行识别，而一些微观的破损，则需要一定探伤检测技术

来完成，本文对锂电池壳体探伤检测技术进行简要总结与分析，对壳体探伤检测有应用意

义。

关键词：铝塑膜，壳体，尼龙层，铝层，CPP层，VOC测试，正压吸附，壳电压检

测

1前言

铝塑膜是聚合物软包装锂电池的重要组成部分，铝塑膜成分主要是尼龙层、铝层、

CPP层，铝塑膜铝层可以有效阻止空气中水分的渗透，维持电芯内部的环境，具有一定的

厚度强度,能够防止外部对电芯的冲击损伤。铝塑膜作为软包锂电池的外装部材，它的完好

与否关系到电池的质量安全，对锂电池的性能有重大影响，壳体探伤检测技术显得尤为重

要。

2聚合物软包装锂电池壳体制程状态

2.1壳体零部件状态

铝塑膜需要通过冲压成型机冲压将铝塑膜加工为特定尺寸封装壳体。冲压过程，铝塑

膜成型的壳体位置会被冲深拉伸，铝塑膜冲深后需要满足壳体各个角部的铝层厚度不能低

于原铝层厚度的一定比例之下，否则在电池使用过程中有可能造成铝层破损，严重影响电

池性能与安全。作为风险管控点，铝塑膜壳体冲压成型机调试以及量产线生产均需要定时

检测坑体角部残余铝层厚度。冲壳壳体铝层厚度值分布在标准要求范围内。铝塑壳体在冲

壳拉伸过程中，最易造成CPP层的断裂，在电池装配后，会造成壳体铝层在内部与电池导

通，铝层被电解液腐蚀导致电池破损，出现质量问题。

2.2壳体成品状态

铝塑膜经冲压成型的壳体合格后，将完成卷芯入壳，然后将铝塑膜按照工艺要求在一

定高温和一定压力下进行封装，将两个CPP层胶体进行融合。经过制程后工序，对封装融

合边进行折边，完成电池制作，达到成品状态。封装后，封装边界CPP溶解量会影响到铝

塑CPP层的完好性，而折边过程的工艺控制会影响壳体CPP层的损伤与否，如形成损伤，

同样会导致上述质量问题。

3聚合物软包装锂电池壳体探伤检测技术

3.1壳体零部件状态探伤检测技术

3.1.1盐水溶液检测

将壳体放置CPP层面朝上水平放置，将适量盐水倒入壳体中，打开万用表电阻档，调

到最高档，将负极表笔插入盐水中，正极表笔接触铝塑膜的铝层；负极表笔沿铝塑膜切边

方向在盐水中来回运动，如果万用表显示阻值数值大于工艺设定标准值，则铝塑膜合格，

反之，则铝塑膜CPP层有损伤。

3.1.2硫酸铜溶液检测

将20%硫酸铜水溶液盛放入冲压成型壳体中，使用金属夹子夹住壳体切边的铝层，接

入6V直流电源，将铜丝一端接入电源正极，另一端插入壳体内的硫酸铜水溶液，铝塑膜

中铝层接入电源负极，壳体、直流电源、铜丝、金属夹子组成一个串联电路，通电放置一

段时间后，若铝塑膜壳体CPP层存在破损断裂，经过置换反应，硫酸铜溶液中铜离子在

CPP层断裂处的铝层上析出，以此判断CPP层是否被破坏。

3.1.3铝层剖切检测

取冲壳壳体样品，使用剪刀将成型壳体角部剪下，用一定厚度的PET膜将壳体夹住，

放到剖切机夹具中夹紧，利用剖切机剖切刀对样本截面进行剖切制样，剖切平整之后，使

用高放大倍数的显微镜对样本进行观察，观测铝层厚度值，冲壳壳体铝层厚度值若未分布

在标准要求范围内，则铝塑膜存在后序制程中或客户端破损的风险。

3.1.4X-ray荧光光谱分析法检测

X-ray荧光光谱分析法的原理是以X射线激发电离原子内层电子而产生电子空穴，较

高能量的外层电子在填充内层电子时，其能量以辐射的形式释放出来，进而发射出带有该

原子电子层结构特征的X射线，也称为X射线荧光。通过这种特性，被测试的样品的元素

构成可以通过非破坏性的测试得知，通过X射线荧光来进行元素的定性定量分析，X荧光

光谱分析法分为波长色散型和能量色散型。用于铝层厚度测试的方法为能量色散型X荧光

光谱分析法。

测试时，将冲压成型后的铝塑膜壳体角部剪下，裁剪样品放置在夹具上，夹具根据样

品尺寸制作，壳体角部与夹具贴合并固定，将样品放入检测设备中，通过软件分析，根据

铝层对铜射线遮挡由零到无穷大，用最小二乘法建立积分运算，计算得出铝层的厚度。

盐水溶液检测和硫酸铜溶液检测，这两种方法适合于实验室进行测试或抽样