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    技术干货|软包锂离子电池封装技术

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    技术干货|软包锂离子电池封装技术

    发布日期:2021-03-05 作者: 点击:

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    01

    封装的意义和目的


        锂离子电池内部存有动态性的电化学反应,其对水份、氧气比较敏锐,电芯内部存有的有机溶液,如电解液等遇水、氧气等会快速与电解液中的锂盐化学反应产生很多的HF,危害电芯电化学性能指标(如容量、循环寿命)。


        软包锂离子电池封裝的功能与目的在于选用高阻隔性的软包装材料将电芯内部与外部彻底阻隔,使内部处在真空、无氧、无水的环境。


    02

    封裝材料及封裝设计


    铝塑膜结构


    一、外层:一般为尼龙层,其功能是一是保护中间层、降低划痕及脏污脏污、确保电池具有优良的外观,二是阻止空气尤其是氧气的渗入,保持电芯内部的环境,三是确保包装铝箔具有优良的变形能力。有时也会以PET代替尼龙以具有更好的耐化学腐蚀性能,但这会造成 铝塑膜的冲坑深层降低。


    二、中间层:具有一定的厚度和强度,能够避免水汽渗入及外部对电芯的损害,最主流的是选用铝箔材;


    三、内层:主要是起封裝、绝缘、阻止Allayer与电解质接触等功能,主要是选用PP层材料;


    四、装饰或是特殊保护层:为了改善电池的外观光泽,有时还会在PET/尼龙外面加一个亚光层,但这会造成 铝塑膜价格显著上升。

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        那么铝塑膜封裝的时候是一类什么样子的原理呢?大致是靠机械设备高溫相融合在一块。


        两层PP面相对,利用给与Nylon层一定的发热量,发热量经Allayer传递给PP,两层pp膜在一定的温度、压力、时间的共同功能下相互融合在一块的过程。

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    封裝流程:


    p顶封:主要是把JR装入Pocket,包装铝箔对折&对齐,Tab位置微调,电芯上料与对合,之后进行热封。顶封工艺流程是整个封裝的最困难把控的工艺,关键难点包含:


    1)包装铝箔对齐(裁切、对折);


    2)TAB部位的把控(电芯宽度及中心距、边距);


    3)电芯进料精准定位(电芯未封区);


    4)热封封头架构设计(封头宽度、Stopper、封头凹槽深度);


    5)热封工艺条件的优化方案(时间、温度、压力等)。



    p侧封:是对完成顶封后的电芯进行封裝,工艺把控主要是电芯精准定位和热封工艺条件的优化方案。


    p角位封:目地是为了避免封印在包装铝箔对折处的角位损坏。角位封的规定只是把两层包装铝箔融合在一块,避免弯折造成 的应力集中。工艺把控主要是电芯精准定位和热封工艺条件的优化方案。


    p真空封裝:目地是把注液后的气袋密封,避免电解液漏出和水汽的进入。真空封裝的规定只是密封,工艺把控主要是电芯精准定位和热封工艺条件的优化方案。


    pp二次封裝(Degassing):是对化成后的电芯进行排气和密封的流程。相对性于侧封,规定在真空条件下进行气袋刺破和封裝。

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    03

    封裝参数和效果核实封裝参数


    1.温度(PP和外层尼龙的熔点、封头结构以及散热)

    2.时间(热量的传送以及PP融合)

    3.压力(PP贴合,影响熔胶及热传导)

    4.真空度(主要是真空静置及degassing工艺流程)

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    效果核实


    1、封裝平行度查验(在stopper平行度ok的基础上,进行封裝,撕开封裝面观察foil熔胶呈现乳白色,无缝状封裝不良处);


    2、拉力测试(包含极耳部位和侧封部位)未封区查验(目测,包含顶封、侧封、底封的内外未封区,查验内部PP情况);


    3、Sealant外露查验(目测,主要是负极极耳);


    4、电阻测试(顶侧封后查验包含正负极耳间、负极极耳与pocket袋中的Al层,degassing后查验负极与pocket袋中的Al层);


    5、分层查验(degassing后终封边)。

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