防止锂离子电池起火 从正确的干电芯绝缘测试做起

锂离子电池随着能源永续需求以及其性能逐步提升，在电驱动车及各式再生能源之储能系统等大能源应用上快速成长。但随着电池使用数遽增、能量密度与高速充放电提升，起火爆炸事件频传于世界各地。近期小至3C产品燃烧爆炸导致人们对使用锂电池产生恐惧，大至电动车在充电中或充电后起火新闻也屡屡引发人们购买电动车的疑虑，更因韩国连续的储能系统燃烧事件引起全球储能系统扩充急速趋缓。

大多的锂离子电池起火事故皆因剧烈燃烧而难以分析起火原因，一般报告中的电气控制系统失误或长久锂金属沉积堆长成锂晶枝造成电池内部短路引起，这些固然不失为可能因素，但若细部分析这些因素在占大宗中的电芯剧烈群聚化学燃烧的事故中却很难成立。假若电池自发的内部短路引起，却又不是锂晶枝生成，那是什么难以理解的原因？一个一般分析报告都想极力避开，也是电池芯厂最难以启齿的因素却不难理解：制程总有些金属电极毛边或异物穿刺或存在隔离膜中，却不知为何现有制程测不出来，不良率不高、数量不多以为可被接受，一旦销售至市面发生事故将是整座储电厂、整台车甚至人命上新闻。

此外，锂离子电池起火事故大多发生在充电时，主因为大部分锂离子电池所使用的负极材料会膨胀导致原本未短路的潜在不良品变成内部短路，且据研究此膨胀会在反复的充放电周期持续成长，让这危险性扩展到使用者使用电池时。这意味着即使在生产时电池虽未内部短路，若隔离膜被电极毛边或金属异物局部穿刺等一般生产制程出现的瑕疵若无法被有效检出就存在风险。一般常见于电池芯生产检验问题多为①过低的干电芯(Jelly roll)绝缘检测电压(<350V) ，②绝缘测试过程中无法检测出暂时破坏隔离膜的电气闪络(Flashover) 。

致茂建议电池芯检验时需规范这两点：

1.    干电芯绝缘耐压测试电压必须高于(350V +α)峰值(图一)
2.    绝缘耐压过程中不可发生电压或电流的电气闪络(图二) 

致茂从大量的分析报告、研究文献及不断的实验过程中得到结论，防止锂离子电池起火，从正确的干电芯绝缘测试做起是最有效且低成本的做法，因一旦注入电解液后将再也无法对正负极进行高压绝缘测试。

图一 . 空气的崩溃电压与距离关系	图二 .在CC模式与CV模式下，局部放电与电气闪络侦测

Chroma 11210电池芯绝缘测试机是专为锂离子电池(干电芯)绝缘异常检出而量身打造的绝缘测试机，其两大独特技术是市面耐压或绝缘测试器未有的，不但全程监测测试过程中电芯内是否曾经发生过因局部的异常放电而产生异常电气闪络并量化为可视程度及可记录波形。且在达到测试电位后，测试时间内也会与一般耐压或绝缘测试器一样进行漏电流或绝缘电阻值测量判定异常。

Chroma 11210的两大独特技术及两项建议近期受到国际车用电池大厂所采纳，为确保其电池芯的安全质量。
致茂电子近年来因应电动车相关产业持续发展的趋势，以自身拥有30多年在电力电子领域的测试经验和技术并不断研发及创新，且持续在电动车相关产业提出测试方案，把关您的产品安全质量及可靠性。