电池铝塑膜失效模式与失效分析
铝塑膜失效通常表现为电池鼓胀、漏液、电压异常、容量跳水、内阻激增等。常见失效模式和原因分析如下：
1.鼓胀 (Swelling)
主要原因:水汽渗透(高WVTR) 导致电解液分解产气。这是最常见的失效模式。
失效分析要点:
①检查电池内气体成分(通常含CO2,CO,H2等)。
②测量铝塑膜样品的实际WVTR（加速测试或库伦法）。
③检查铝塑膜是否有针孔、划伤等缺陷。
④分析铝层厚度、均匀性及是否存在贯穿性缺陷。
⑤检查热封边是否有微漏点（染料渗透测试、氦检漏）。
2.漏液 (Electrolyte Leakage)
主要原因:
①热封失效（强度不足、封口有异物、褶皱、封边过窄、热封参数不当）。
②铝塑膜本体破裂（穿刺、弯折开裂、顶封拐角应力集中开裂）。
③极耳处密封不良（极耳胶污染、热封参数不当、极耳与CPP兼容性问题）。
④铝层被电解液腐蚀穿孔（铝层保护不足、胶层耐电解液性差导致分层腐蚀）。
失效分析要点:
①定位漏液点(目检、染料渗透测试、氦检漏)。
②检查漏液点附近的膜结构（SEM观察破损形态、分层情况）。
③测试漏液点附近的热封强度(残留强度)。
④分析漏液点区域的元素成分（EDS，检查是否有电解液成分残留、腐蚀产物）。
⑤检查极耳与铝塑膜的界面结合情况。
⑥评估CPP和胶层的耐电解液性能（浸泡后强度测试、FTIR分析老化）。
3.分层 (Delamination)
主要原因:
①层间粘接强度不足（胶粘剂选择不当、复合工艺不良）。
②电解液渗透导致胶粘剂失效（耐电解液剥离强度差）。
③热应力或机械应力导致界面分离。
④材料本身（如铝箔）表面处理不良，影响附着力。
失效分析要点:
①观察分层发生的具体位置（哪两层之间？边缘还是中间？）。
②测试分层区域的剥离强度(与未分层区域对比)。
③分析分层界面的形貌（SEM）和化学成分（EDS,FTIR），寻找失效界面的特征（胶残留在哪一侧？是否有电解液成分？是否有氧化腐蚀？）。
④评估胶粘剂和基材的耐电解液老化性能。
4.铝层腐蚀穿孔 (Aluminum Layer Corrosion Perforation)
主要原因:
①铝层表面保护层（氧化层或涂层）不完整或有缺陷。
②电解液（尤其含HF）通过针孔、划伤或从封口边缘/分层处渗入接触铝层。
③胶粘剂耐电解液性差，失效后电解液直接接触铝层。
④铝层纯度不够或存在杂质点，成为腐蚀起点。
失效分析要点:
①定位穿孔点（显微镜观察）。
②观察穿孔点周围的铝层形貌（SEM），分析腐蚀坑特征。
③分析穿孔点区域的元素成分（EDS，检测F,P,O等腐蚀产物元素）。
④检查铝层表面处理质量。
⑤评估胶层和内层CPP的阻隔性和耐电解液性，是否失效导致电解液接触铝层。
5.热封不良 (Poor Sealing)
主要原因:
①热封温度、压力、时间参数设置不当（过高、过低）。
②CPP材料本身热封性能差或受污染。
③封口区域有电解液、粉尘、油污等污染物。
④极耳表面氧化或污染。
⑤铝塑膜内层(CPP)厚度不均或表面张力不足.
失效分析要点:
①检查热封外观(有无虚封、熔穿、卷曲、污染)。
②测试热封强度（是否达标？）。
③分析热封界面(金相切片观察结合状况)。
④检查热封参数记录。
⑤分析CPP表面污染物（如有）。
6.机械破损 (Mechanical Breakage)
主要原因:
①抗穿刺、抗弯折、抗冲击性能不足。
②材料本身有缺陷（划伤、针孔、晶点）。
③加工过程（制袋、卷绕、装配）操作不当造成损伤。
④电池在模组内受挤压或外部冲击。
失效分析要点:
①观察破损形态（锐器刺穿？弯折疲劳断裂？冲击碎裂？）。
②分析破损起点（SEM寻找裂纹源）。
③测试原材料的机械性能(抗穿刺、弯折等)
④追溯加工过程。
失效分析流程
1.信息收集:失效电池的详细信息(生产批次、使用条件、失效现象描述、图片/视频)
2.非破坏性检测:外观检查（鼓胀、漏液痕迹、破损点）、X-Ray检查（内部结构）、泄漏检测（氦检）。
3.定位失效点:通过以上检查初步确定失效区域。
4.破坏性分析:解剖电池，取出铝塑膜。仔细检查失效点及周边区域。
5.微观分析:光学显微镜、扫描电镜(SEM)观察失效点微观形貌。
6.成分分析:能谱(EDS)、傅里叶红外光谱(FTIR)等分析失效点元素、化合物成分（腐蚀产物、污染物、老化产物）。
7.性能测试:对失效区域和正常区域取样，进行针对性性能测试(剥离强度、热封强度、阻隔性测试(如果可能)、机械性能测试等)。
8.对比分析:与合格品或原材料进行对比测试。
9.根因判定:综合所有分析结果，确定失效的根本原因（材料本身缺陷？工艺问题？设计问题？使用不当？）。
10.报告与改进:形成失效分析报告，提出改进建议（材料选型、工艺优化、设计改进、质量控制加强等）。
总结
铝塑膜的质量控制是一个系统工程，需要关注其多层复合结构带来的阻隔性、热封性、层间粘接性、耐化学性、机械性能等核心特性。失效分析则需结合电池失效现象，通过细致的观察、定位和一系列微观与宏观的分析测试手段，追溯至铝塑膜材料本身、复合工艺、电池封装工艺或使用环境等环节的问题，从而找到根本原因并加以改进。持续优化铝塑膜性能和严格的过程控制是保障软包锂电池安全性和可靠性的关键。