软包锂电池简介
有这样一种情况,软包锂电池,它其实就是液态锂离子电池,外面套了一层聚合物外壳,它在结构方面,采用的是铝塑膜包装,要是出现安全隐患,软包电池最多也就是鼓气裂开 。
软包锂电池参数
标称电压:3.7V
工作电压:2.4~4.2V
标称容量:1250mAh
标准放电持续电流:0.2C
最大放电持续电流:0.5C
工作温度:充电:0~45℃
放电:-20~60℃
产品尺寸:MAX9.5*35*52mm
成品内阻:≤150mΩ
过放保护电压2.5±0.05V
过流值:2~4A
软包锂电池优点
1. 软包电池在结构方面采用铝塑膜包装,其安全性能较好,在出现安全隐患的情形下,软包电池至多只会鼓气裂开,并不像钢壳铝壳电芯那般会发生爆炸。
1. 重量轻,软包电池的重量呢,相较于同等容量的钢壳锂电,轻了40% 。 2. 软包电池的重量,较铝壳电池轻20% 。
3.软包电池,其容量大呢,在同等规格尺寸的情况下,相较于钢壳电池,它的容量要高出那么一些,高出10%至15%哟,而相较于铝壳电池,它又比对方高出5%至10%呢。
4. 软包电池,其内阻相对于锂电池而言较小,当前国产的软包电池芯,在内阻方面,最小能够制作到35mΩ往下,这极为显著地降低了电池自身的耗电量,。
设计形状灵活的软包电池,其可依据客户需求来定制,还要开发新的电芯型号。
软包锂电池缺点
现有的软包电池芯型号较少,无法满足市场需求;
开发新的型号成本高。
软包锂电池8大工艺流程全解
采用铝塑包装膜当作包装材料生产出来的电芯,就是被称作软包电芯的产品。锂离子电池的包装类型较为多样,其中有软软的软包电芯、硬硬的金属外壳电芯这两大类。硬硬的金属外壳电芯当中包含那种钢壳的啦,还有铝壳的啦等等。最近这些年,因为有特殊的需求,有的电芯采用了塑料外壳,这种的也能够划分到金属外壳电芯这一类里面呢。
二者存在差别,这差别除了外壳材料不一样外,还致使其封装方式有所不同,软包电芯采用的是热封装,金属外壳电芯通常采用焊接(激光焊),软包电芯能够采用热封装是因为它使用了铝塑包装膜这种材料,。
1、软包电芯
称作软包电芯的这类事物,实际上是那种运用了铝塑包装膜当作包装材料的电芯,相对而言,锂离子电池的包装被划分成了两大类别,其中一类是软包电芯,另一别类是金属外壳电芯,金属外壳电芯又涵盖了钢壳以及铝壳等诸如此类,在近年因特殊需求存在采用塑料外壳的电芯,这也能够归到这一类别之中。
二者的差别除了外壳材料不同,决定了其封装方式也不同。软包电芯采用的是热封装,而金属外壳电芯一般采用焊接(激光焊)。软包电芯可以采用热封装的原因是其使用了铝塑包装膜这种材料。
2、铝塑包装膜
被简称为铝塑膜的铝塑包装膜,其构成情况可见图,从它的截面去看,它是由三层构成的,这三层分别是尼龙层,还有Al层以及PP层。
三层各自有着各自独特的作用,首先,尼龙层起着保证铝塑膜外形的作用,确保在将其制造成锂离子电池之前,该膜不会出现发生变形的情况。
Al层由一层金属Al构成,其功能是防止水渗入,锂离子电池很惧怕水,通常要求极片的含水量处于PPM级,所以包装膜必须能够阻挡水气的渗入, nylon不具备防水性能,无法发挥保护作用,而在室温状态下,金属Al会与空气中的氧发生反应,生成一层密实的氧化膜,使水气无法渗入,对电芯内部起到了保护作用 ,Al层在铝塑膜成型的时候为冲坑提供了 plasticity ,这一点具体可查看第3点 。

PP乃聚丙烯的简称,此种材料具备这样的特性,于一百多摄氏度的温度之时会出现熔化的情况,同时还拥有黏性。故而,电池的热封装 reliance upon主要借着PP层当封头加热予以作用时熔化并黏合到一起,随后封头被撤去,降温便固化黏结起来了 。
铝塑膜瞧着蛮简单,可实际去做时,怎样将三层材料均匀且牢固地结合一块儿并非那般轻松之事。令人遗憾的是,现今质量优的铝塑膜大多是从日本进口的,国产的并非不存在,只是质量尚需改进 。
3、铝塑膜成型工序
软包电芯能够依据客户的需求,被设计成不一样的尺寸,在外形尺寸设计妥当之后,就要开具相应的模具,以此促使铝塑膜形成规定的形状,这一形成规定形状的工序也被称作冲坑(实际上个人感觉得名为“铳坑”会更为恰当些,然而鉴于大家都如此书写,也就遵循这种普遍的写法了),从名称所表达的含义来讲,就是运用成型模具在处于加热状态的情况下,于铝塑膜上冲出一个具备能装卷芯功能的坑洞,具体的情形可见于下图。
冲好铝塑膜并将其裁剪成型后,通常称作Pocket袋,如图所示。通常在电芯较薄时选择冲单坑,也就是图左的样子,在电芯较厚时选择冲双坑,即图右的模样,因为若一边的变形量过大,就会突破铝塑膜的变形极限进而导致破裂。
有些时候,按照设计所具需要情形,会于气袋所处位置再度冲出来一个小坑,借此来实现扩大气袋体积的目的。
4、顶侧封工序
总算正式进入主题了(你偏离主题的程度简直太夸张了!),顶侧封步骤乃是软包锂离子电芯的首个封装流程。顶侧封实际上涵盖了两种工序,分别是顶封以及侧封。首先必须把卷绕完成的卷芯放置到冲好的坑内,接着顺着虚线所在位置将包装膜进行对折,就如同下面所展示的这样。
装入卷芯之后的铝塑膜,其需要进行封装的几个位置呈现成下面之类的图,这几个位置涵盖顶封区、侧封区、一封区以及二封区。下面会针对它们分别予以介绍。
首先将卷芯放置到坑中,随后把整个铝塑膜放置到夹具中,接着在顶侧封机内部进行顶封以及侧封操作 。顶侧封机呈现出这样的状态:
图里此种型号的顶侧封机带有四个夹具,东侧那个工位是顶封,西侧那个工位是侧封。顶端那两块黄色的金属是上封头,底下还有一个下封头,施展封装动作时两段封头具备了特定的温度,此温度一般处于180℃左右,进行合拢操作时压在铝塑膜上,铝塑膜的PP层便会熔化进而黏结到一起,如此一来封装便完成了。
对于侧封而言呢,没啥太多可讲的(边电压之类的扯得太远也就不提及了),当中主要讲讲顶封,顶封领域区域部分的示意图呈现,是如下方图示的这般。顶封的作用是要去封住极耳,极耳属于金属材质(正极是铝,负极是镍),那它究竟是如何跟PP封装在一起的呢?这得依靠极耳上的一个小部件,也就是极耳胶来达成完成。极耳胶具体详细的结构我并非十分清楚明晰,期望会有懂行的人前来进行补充完善。我仅仅知道它也是具备PP的成本特性,也就是说在加热的情况下能够实现熔化进而黏结。在极耳位所处位置的封装,见下方图示中圆圈所标注的那个部分所示。处于封装阶段时,极耳胶里的PP,和拥有PP层的铝塑膜,两者产生熔化黏结,进而形成了具备有效性的封装结构。
5、注液、预封工序
软包电芯在完成顶侧封操作以后,要开展X-ray检查来查看卷芯的平行度,接着便进入干燥房去除水气。在干燥房经过若干时间的静置后,便步入了注液与预封工序。
顶侧封完成之后,电芯就只剩下气袋那边的一个开口,这个开口是用来注液的。注液完成之后,要马上进行气袋边就是所谓的一封的预封。一封封装完成后,从理论上讲,电芯内部就完全与外部环境隔离开咯。一封的封装原理同顶侧封一样,这里就不再详细说了。
6、静置、化成、夹具整形工序
注液以及一封完成之后,首先得把电芯予以静置,依据工艺的不一样会划分成高温静置和常温静置,静置的目的在于让注入的电解液充分地浸润极片,随后电芯便可拿去做化成了。
上面所展示图片中的装置是用于软包电芯的化成柜,它实际上是一种具备充放电功能的装置,我寻觅了相当长的时间仍未找到带有电芯的图片,大家在脑海里勾画一下电芯夹在其上面的画面便可,化成指的是针对电芯进行的首次充电行为,不过此次充电并不会充至电芯投入使用时的最高电压值,并且充电过程中的电流也是极为微小的。
化成有着这样的目的,那就是要使得电极的表面构建起稳定的SEI膜,这实际上也就类似于一个将电芯“激活”的有关进程。处于这个进程期间,会生成一定数量的气体,这便是铝塑膜需要预留一个气袋的缘由所在。存在一些工厂所采用的工艺运用夹具来进行化成工作,也就是把电芯夹放在夹具内部。有时为了图简便便使用玻璃板,随后再加上钢夹子,接着将其放置到柜子里进行化成,如此一来所产生的气体就能够被充分地挤压到旁边的气袋当中,与此同时化成过后的电极界面也会更加优良,。
有些电芯,特别是厚电芯,当成化后,因内部应力较大,或许会出现一定变形。故而某些工厂在化成后会设置一个,名为夹具baking(烘烤)的夹具整形工序 。
7、二封工序
之前讲过在化成进程里会生成气体,因此我们得把气体抽取出来,之后再开展第二次封装。在这儿,有些公司将其分成两个工序,分别是Degassing(排气)及二封,另外还有后面一个剪气袋的工序,在此我就一并笼统地都称作二封了。
二封的时候,先是铡刀把气袋刺破,与此同时进行抽真空,于是气袋里的气体跟一小部分电解液就会被抽出来。紧接着马上二封封头在二封区域实行封装,以此确保电芯的气密性。最后把封装好的电芯把气袋剪掉,一个软包电芯就大致成型了。二封属于锂离子电池的最后一道封装工序,其原理跟前面的热封装还是一样的,就不再详细说明了。
8、后续工序
鉴于题主所询问陈述的是封装,后续内容与封装这一行为紧密联系程度不太高,故而二封之后所涉及的工序我便一并进行阐述了。
裁剪完二封气袋之后,就要开展裁边以及折边工作,也就是要对一封边和二封边进行裁剪,使其达到适宜的宽度之处,接着再把它们折叠起来,确保电芯的宽度不会超出标准范围。折边之后的电芯能够放置到分容柜上开展分容操作,实际上这就是容量测试,查看电芯的容量是否能够实现规定的最小值。从原则方面来讲,所有的电芯在出厂以前都必须进行分容测试,以此保证容量不达标的电芯不会被交到客户手里。然而当电芯的生产数量较多时,某些公司有时候会进行部分分容,凭借统计概率来判定该批次电芯容量的合格率。
经过分容之后,那些容量达标的电芯便会进入后续工序,这后续工序涵盖检查外观,其中贴黄胶也属工序之一,边电压检测同样是工序内容,极耳转接焊亦是工序范畴等等,能够依据客户要求对若干工序进行增减。最终便是OQC检查,之后进行包装,随后出货了。