电池组件失效分析(失效分析电池组件电阻)

分析样品为NG品、OK品及单品电阻R1。

二、分析过程

1、外观分析

R1外观

电池组件失效分析(失效分析电池组件电阻) 汽修知识
(图片来自网络侵删)

R1外观

C1外观

测试结果:NG品电池内部PCBA的电阻R1存在疑似腐蚀的现象,C1电极表面腐蚀发绿,R2未见明显异常。

2、X-RAY分析

电阻R1

电阻C1

测试结果:未发现异常。

3、性能测试

对NG品电池电压进行测试,测试值为3.86 V,电池电压明显下降。

对OK品进行电池电压测试,测试值为1.823V,存在电压下降的情况。

对NG品电池PCBA电阻R1进行阻值测试,阻值为36.6V,电阻R1出现阻值增大异常。
(R1标称值为100±5%Ω)

测试结果:NG品电压降低、R1电阻值增大;OK品电压下降。

4、NG品电池PCBA分析

NG品电池PCBA电阻R1表面分析

(1)SEM表征分析

(2)EDS成分分析

测试结果:NG品电池PCBA电阻R1镀层缺失,镀层表面检出异常元素“S”、“Cl”以及“Ag”元素。

NG品电池PCBA电阻R1断面分析

(1)SEM表征分析

(2)EDS成分分析

测试结果:电阻断面可见明显的镀层侵蚀缺损,且焊锡亦被侵蚀。
通过成分分析检测出异常元素为“S”、“Cl”。

NG品电池PCBA电阻C1表面分析

(1)SEM表征分析

(2)EDS成分分析

测试结果:电容C1镀层腐蚀,镀层表面检测出异常元素“S”、“Cl”以及“Cu”,即已生成铜绿。

NG品电池PCBA电阻C1断面分析

(1)SEM表征分析

(2)EDS成分分析

测试结果:断面检出异常元素“S”、“Cl”、“Br”,以及少量“Cu”。

5、电阻R1单品分析

X-RAY分析

R1-1

R1-2

SEM分析

表面EDS分析

断面SEM分析

测试结果:均未发现异常,单品电阻R1镀层完好。

6、电池相关附件EDS成分分析

测试结果:仅内部电极检出少量“S”元素,其余附件无异常。

7、高温高湿试验

试验条件:温度:85℃;湿度:85%RH;时间:168h, 不通电放置。

单品电阻电容试验前后观察:未见异常,排除因器件导致的失效。

R1-1试验前

R1-1试验后

R1-2试验前

R1-2试验后

对OK品电池进行高温高湿试验

测试结果:试验后,电池呈现鼓包状态,在电池封口处析出较多白色结晶物质。
且器件焊接引脚均已腐蚀发黑,表面附着高温溶解后的美纹胶胶质。

对试验后OK品进行SEM/EDS分析

(1)SEM分析

(2)EDS分析

测试结果:电阻R1焊点出现腐蚀晶枝,检出“S”及少量“Cl”。

(3)对白色异物部分进行EDS分析

测试结果:白色异物主要成分与电池白色内膜及内电池成分一致,判断为电池受热膨胀后,内部液体/气体沿密封边缘挥发出来,聚集在该处后形成的白色粉末结晶。

(4)从PCBA基板表面取下部分白色异物后对其进行EDS成分分析

测试结果:检测出“F”、“S”元素,说明电池内部挥发已覆盖至基板表面。

三、分析结果

综合以上分析,电池发生失效是由于基板电阻、电容发生硫化腐蚀,以及弱酸性锡腐蚀,导致端电极损伤,阻值增大、容值减小,最终发生电池电压降低失效。
初步判断引起硫化腐蚀的根本原因在于:

1、电池内部存在硫化气体污染;

2、美纹胶的粘性物质易吸附环境中的硫污染物及氯污染物;

3、PCBA基板本身未做防潮防霉处理。

四、改善建议

1、美纹胶布变更为高温胶布(耐高温、低胶量),减少有害物吸附;

2、PCBA表面涂覆三防,隔离有害物侵蚀。

腾昕检测有话说:

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