壹(yī)淩(líng)動態
(17c起草在线電池(chí))軟包鋰電芯生產封裝流程
1、軟(ruǎn)包電芯
目前我們所見到的(de)軟包電芯均是使用鋁塑膜為包裝的(de)材料的電(diàn)芯,廣義來講,鋰離子軟包電芯分為兩大類,一類是(shì)使用(yòng)鋁塑膜作為包裝的電(diàn)芯,另(lìng)一類是金屬外(wài)殼電芯,金屬包(bāo)裝(zhuāng)電芯又包括鋼殼、鋁殼等等。
不同的外包裝材料決定了使用不同的封(fēng)裝方式,聚合物軟包電芯采用(yòng)熱封裝,金屬包裝電芯則采用焊接的方法。
2、包裝軟膜-鋁(lǚ)塑膜
鋁塑複合膜大致可以分為三層——內層為(wéi)粘(zhān)結層,多采用聚乙烯或聚丙烯材料, 起封(fēng)口粘結(jié)作用;中間層為鋁箔,能夠防止電池(chí)外部水汽的滲入,同時(shí)防止內部電解液的滲出;外層為保護(hù)層,多采用高熔點的聚酯或尼龍材(cái)料,有很強的機械性能,防止外力對電池的損(sǔn)傷,起保護電池的(de)作用。
高質量的鋁塑(sù)複合(hé)膜的研製和(hé)開(kāi)發是液態軟(ruǎn)包裝(zhuāng)鋰離子電池這(zhè)一高新技術產品研製成功的(de)關鍵。作為液態軟包裝鋰離子電(diàn)池的外殼,該(gāi)鋁塑複合膜不(bú)再僅僅是電池的(de)簡單外包裝,而(ér)且是構成液態軟包裝鋰離子電池的一個不可缺少的重要組成部分。
如果對這種軟包裝材(cái)料的重要性認識不夠,將很不利於軟包裝電池的設計和開(kāi)發。它(tā)在液態軟包裝鋰離子電池的(de)研製中有如此重(chóng)要的(de)地位,說明該(gāi)產品有(yǒu)高的技術含量,在(zài)設計、製造及其(qí)應(yīng)用上都和普通的複合(hé)包裝材料在性(xìng)能上有質的差別。
國內外各生產廠正抓(zhuā)緊對自己的(de)產品進行不斷改良,鋁塑複合膜的生產技術也正處於不斷研究發展之中。
3、鋁塑膜衝壓成型工(gōng)藝
軟包電芯可以根據客戶(hù)的(de)需求設計(jì)成不同(tóng)的尺寸,當外形尺寸設(shè)計好後,就需要開具相應的模具,使(shǐ)鋁塑膜衝壓成型。成型工藝也(yě)叫作衝坑,就是(shì)利(lì)用成型的模具在鋁塑膜上衝出一個(gè)能夠卷芯的坑。
鋁塑膜衝好後,裁剪成型,一般稱為pocket袋,一般電芯較薄(báo)的時候(hòu)選擇衝單坑,在電芯較厚的時候選擇衝(chōng)雙坑,衝雙坑時會因為一邊的(de)變形量大會突(tū)破鋁塑膜的變形極(jí)限而導致破裂。
有時候會根據設計要求,會在衝坑一側選(xuǎn)擇衝一個小坑,以(yǐ)擴(kuò)大氣袋的體積。
4、包裝側(cè)封(fēng)、頂封工藝
封裝工序包含頂封、側封兩個工序,首(shǒu)先要把卷繞好的卷芯放到衝好的坑裏,然後將(jiāng)未(wèi)衝一側沿衝坑一側對折。
鋁塑膜裝(zhuāng)入(rù)卷芯後,需要封裝的位置包括頂封區、側封區、一(yī)封區、二封區。
將卷芯放入鋁(lǚ)塑膜後,就可將鋁塑(sù)膜放到夾具(jù)中,在頂封、側封機中進行封裝。
頂封是要封住極耳的(de),極耳是金屬(正極鋁,負極鎳),怎麽跟PP封裝到一起呢?這就要靠極(jí)耳上的一個小(xiǎo)部件—極耳膠來完成了。
極耳膠具體的結構(gòu)我不是很清楚,希望有懂行的人來補充(chōng)。我隻知道它也有(yǒu)PP的成本,也就是(shì)說在(zài)加熱時能夠熔化黏結。在極耳位的封裝見下圖中圓圈部分所示。
封裝時,極耳(ěr)膠中(zhōng)的PP與鋁塑膜的PP層熔化黏結,形成了有效的(de)封裝結構。
5、注液、預(yù)封工(gōng)藝(yì)
軟包電芯在頂側(cè)封後,需要做x-ray檢(jiǎn)查(chá)其卷芯的平行度,然後就進入幹燥房除水氣。在幹燥房靜置若幹時間後,就進(jìn)入了注液(yè)與預封(fēng)工藝。
電芯在頂側封完(wán)成後就剩下氣袋那邊一(yī)個開口,這個開口就是用來注液的。在注液完成後(hòu),需要馬上進行(háng)氣袋邊的預封,也叫作一封。
一封完成後,電芯(xīn)內部就完全與外(wài)部環境隔絕了。
6、靜(jìng)置、化成、夾具整形
在注液與一封完成後,需要將電芯進行靜置,根據生產(chǎn)工藝的不同,分為高溫靜置和常溫靜置,靜置的目的是(shì)為了讓注(zhù)入(rù)的電解(jiě)液充分浸潤機片,然後就可(kě)以拿去做化成了。
化成就是對電(diàn)芯的首次充電,但不會充到最高電壓,充電的電流(liú)也非常的(de)小。化成的目的是讓電極表麵(miàn)形成穩(wěn)定的SEI膜,也是相當於一(yī)個把電芯激活的過程。
在這個過程中會產生一定量的氣體,這也就是(shì)為什麽會預留一(yī)個氣袋了。
有些工廠會使用夾具化成,把電芯放(fàng)到夾具裏再上化成櫃。這(zhè)樣產生的氣體會充分的擠到氣袋裏,同時化成後(hòu)的電極界麵更佳(jiā)。
在化成完成後,有些電芯,尤其是厚電芯,由於內部(bù)應(yīng)力較大,會產生(shēng)一定的變形。所以某些(xiē)工(gōng)廠會在化成後設置一個(gè)整形的工序,也叫作夾具(jù)baking(烘烤)。
7、二(èr)封(fēng)工藝
二封(fēng)時(shí),首先由鍘刀將氣袋刺破,同時(shí)抽真空,這樣氣袋中(zhōng)的氣體與一部分(fèn)電解液會(huì)被(bèi)抽出。然後馬上進行二封,保證電芯的氣密(mì)性。最後把氣袋剪去,一個軟(ruǎn)包電芯就基本成型了。
8、後續工(gōng)序
二封剪完氣袋後需要(yào)進行(háng)裁邊與折邊,保證電芯寬度不(bú)超標(biāo)。折邊後的電芯就會進入分容櫃進(jìn)行分容,其實就是容量測試。
分容完成後(hòu),容量合格的電芯就會進入後續工藝,包括外觀檢查、貼黃膠、邊電壓(yā)檢測、極耳(ěr)轉接焊等等,可以根據客(kè)戶需求增減若幹工序,最後進行OQC檢(jiǎn)查,然後進行包裝(zhuāng)出貨。