新鲜出炉标准电极电势表(金属标准电极电势表)

本文记载了有关软包型锂离子二次电池（ 聚合物锂离子二次电池） 的外包装电压（ 外装电位） 测试上的， 外包装电压发生的原因及测试上的注意点。1.

 

本文记载了有关软包型锂离子二次电池（ 聚合物锂离子二次电池） 的外包装电压（ 外装电位） 测试上的， 外包装电压发生的原因及测试上的注意点1. 关于锂离子电池的内部绝缘不良锂离子电池的内部绝缘不良，会让锂离子电池的性能劣化，有时还会引发重大的事故。

如表 1所示，有各种各样的绝缘不良存在

正极 – 负极间的绝缘不良，会导致自放电的增大以及发热异常一般情况下，会进行固定时间的放置老化试验，试验后根据电压下降的大小来进行电池的筛选（ 表 1(1)）对于铝制外包装来说，正极、 负极或是电解液其中的一处绝缘不良的话，因为电流不会经由铝制外包形成电路，所以不会马上出现问题（ 表 1(2)～ (4)）。

锂离子电池在伴随着充放电的过程中的重复膨胀和收缩，会让铝箔表面涂层的绝缘薄膜变得容易产生龟裂绝缘薄膜发生龟裂的话，电解液和铝制外包装之间的绝缘性能就会劣化因此，正极和外包装，或者负极和外包装之间绝缘不良的话， 很可能就会像图 1 所示在外包装和电解液之间形成电流流通。

一般情况下， 锂离子电池构成部位的标准电极电位如表 2 所示因为铝制外包装的电位比负极的电位高，如果负极和外包装之间绝缘不良，电解液和外包装之间的绝缘劣化的话，铝制外包装就会产生还原反应，生成 Li-Al 合金（ 图 2）。

这个 Li-Al 合金非常脆弱，会在外包装之中产生小孔在小孔中进入水分的话，就会和电解液反应产生 Gas，让锂离子电池的寿命急剧缩短另一方面，如果正极和外包装之间绝缘不良，这时即使电解液和外包装之间的绝缘劣化，外包装也只会产生氧化反应，不会产生不稳定的 Li-Al 合金（ 图 3）。

也就是说正极和外包装之间的绝缘不良，并不会影响锂离子电池的寿命为了检测出锂离子电池的构成部位的绝缘不良，其手段有绝缘阻抗试验或者绝缘耐压试验但是，绝缘阻抗试验和绝缘耐压试验不只会把铝箔中有龟裂，但并不影响锂离子电池特性的电池（ 表 1(4)） 判定成「不良品」，甚至还有让电解液分解的危险。

综上所述，为了检测出软包锂离子电池的负极和外包装之间的绝缘不良，需要观测正极和外包装之间的电位差。在本文中，以后我们称这个电位差叫「外装电位」。

2. 关于外装电位的测试正极和外包装之间产生的电位差，会因锂离子电池内部绝缘不良的状态有所差异（ 表 3）一般来说，外装电位越接近 4 V， 负极和外包装之间绝缘不良的疑虑就越大（ 表 3(2)）如果只是绝缘薄膜发生龟裂的话，电池的外装电位在 2.7 V 以下（ 表 3(3)）。

测试内部绝缘健全的电池时，因为外包装和电池内部的材料绝缘，所以外装电位不固定（ 表 3(4)）这是，通常情况下为了让内部没有绝缘不良的电池的外装电位变为 0 V，会在电压计的 High – Low 之间连接一个10 MΩ 到 1 GΩ 的电阻（ RIN）。

按照图 4 的测试方法，对锂离子电池进行外装电位的实测这里使用输入阻抗 10 GΩ 以上的电压计，通过一边把 RIN 从 10 GΩ 减少到 1 MΩ 一边进行观测，来调查负载阻抗对外装电位所造成的影响。

测试结果如图 5 所示RIN 在 100 MΩ 以上时，外装电位在 2 V 左右，但是 10 MΩ时为 1 V， 1 MΩ 时就降到 0.5 V 了在实验用的锂离子电池上，通过观测其电压值，推测该电池因铝箔的龟裂等，造成了电解液和外包装之间的绝缘性能较低。

图 6 为外装电位随时间变化的推移图把输入阻抗从 10 GΩ 调到 100 MΩ（ 或 10 MΩ） 时电压会突然降低之后即使把输入阻抗调回 10 GΩ， 60 分钟以后其电压值也只恢复到了 87%

接下去如图 7 所示，其测试是在负极和外包装之间连接一个高阻抗（ RIR） 的电阻来模拟绝缘不良状态High – Low 之间的阻抗（ RIN） 设为 100 MΩ 或 10 MΩ，用输入阻抗为 10 GΩ 以上的电压计来观测外装电位。

其测试结果如图 8 所示负极和外包装之间的绝缘性能（ RIR） 越低，外装电位就会变得越高比方说把外装电位的上限值设为 2 V，那么 RIN=100 MΩ 时，就能检测出约 30 MΩ 以下的绝缘不良

总结-1. 软包锂离子电池在负极和外包装之间有绝缘不良的话，随着对电池的使用铝制外包装会发生劣化，缩短电池的寿命-2. 负极和外包装之间有绝缘不良的话，外装电位（ 正极和铝制外包装之间的电压） 会接近4 V。

-3. 为了准确的测试外装电位，需要注意以下 3 点(1) 电压计的 High – Low 之间接上合适的电阻 RIN(2) 经过合适的响应时间（ CP RIN 的数倍） 后再进行电压测试(3) 务必进行接触检查。

文章来源：锂电联盟会长