文章来源：腾昕检测微信公众号

案例背景

CASE BACKGROUND

某电池组件在使用过程中出现功能失效，经排查，判定为电池电压降低导致失效。

分析样品为NG品、OK品及单品电阻R1。

分析过程

CASE BACKGROUND

外观分析

R1外观

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。

X-RAY分析

电阻R1

电阻C1

测试结果

未发现异常。

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。

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”。

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。

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。

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。

分析结果

ANALYSIS RESULT

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。

改善建议

IMPROVE METHODS

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。