【应用】Chroma 11210电池芯绝缘测试机助力检测锂离子电池起火爆炸的因素与分析解决对策

时间： 2020-07-30 来源：Chroma

技术问答

使用锂离子电池的产品，包含电动车、电动工具与电子产品的爆炸起火事故大部分都发生在充电的时候。这主要是因为其负极材料(石墨烯或混硅材)在充电时会膨胀造成正负极之间极距缩短，若原本电极间因导电性杂质混入而有效距离低于应有设计就容易演变为内部短路。且在反复充放电的周期会持续膨胀并非一次充电后既定型！(参考图1研究报告)，导致事故会发生在电池生产的非初次充电，或者是销售后的终端产品。(此概念有别于一般学术认知的长久锂沉积造成的内部短路)。

所以锂离子电池电芯的绝缘测试应当为一个电极间「距离」的测试，而非电阻值的测量。而从空气的崩溃电压与距离数据来看(图2)，即使测试距离在1um的情况下，测试电压也必须大于350V才有检出效果(空气崩溃后放电现象)。但大部分的生产者因为缺乏相关技术信息，认为只要没有内短路即可，所以导致测试电压过低，使得无法有效判断出绝缘距离是否足够。

此外，即使使用足够的电压，有些毛刺尖端会在测试过程产生间歇性的短暂绝缘崩溃，但这个现象会因尖端破坏短缩而看似恢复，同时隔离膜瞬间被击穿形成熔孔，绝缘层因缺少隔离膜的保护导致毛刺外露，若再经过数次充放电后，负极材料的膨胀现象将使负极材料与毛刺发生短路，最终酿成灾害。若使用一般的绝缘电阻计或是耐压测试机，只在特定时间检视漏电流大小是无法检测出这样的异常品(图3)。在测试过程中的电气闪络侦测，加上一般测试结束前的漏电流判定才是较完整的测试方式。

CHROMA 11210 电池芯绝缘测试机是专为锂离子电池电芯绝缘异常检出而量身打造的绝缘测试机，特别设计「于高压量测过程中，能针对绝缘体内微小的局部放电或电气闪络进行侦测与分析」，此功能可协助锂离子电池(干电芯)测量出在电解液填充前的有效绝缘距离是否足够，避免潜在不良品进入下一生产阶段或流入终端市场。相较于传统的绝缘测试，Chroma 11210电池芯绝缘测机提升了锂离子电池驱动的电子电气产品的安全性到新的境界。

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