【蓝狮平台资讯】一文看懂软包锂电池生产工艺及工艺流程

软包简介

　　软包只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳。在结构上选用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开。

　　软包参数

　　标称电压：3.7V

　　工作电压：2.4~4.2V

　　标称容量：1250mAh

　　标准放电继续电流：0.2C

　　最大放电继续电流：0.5C

　　工作温度：充电：0~45℃

　　放电：-20~60℃

　　产品尺度：MAX9.5*35*52mm

　　制品内阻：≤150mΩ

　　过放维护电压2.5±0.05V

　　过流值：2~4A

　　软包优点

　　1.安全性能好软包电池在结构上选用铝塑膜包装，在发生安全隐患的情况下软包电池最多只会鼓气裂开，而不像钢壳铝壳电芯那样会发生爆炸。

　　2.分量轻软包电池分量较平等容量的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%。

　　3.容量大软包电池较平等规格尺度的钢壳电池容量高10～15%，较铝壳电池高5～10%。

　　4.内阻小软包电池的内阻较小，目前国产软包电池芯的内阻最小可做到35mΩ以下，极大的降低了电池的自耗电。

　　5.规划灵敏软包电池的形状可依据客户的需求定制，开发新的电芯类型。

　　软包缺点

　　现有的软包电池芯类型较少，无法满意市场需求；

　　开发新的类型本钱高。

　　软包8大工艺流程全解

　　软包电芯，其实便是运用了铝塑包装膜作为包装资料的电芯。相对来说，锂离子电池的包装分为两大类，一类是软包电芯，一类是金属外壳电芯。金属外壳电芯又包含了钢壳与铝壳等等，近年来由于特殊需求有的电芯选用塑料外壳的，也能够划为此类。

　　二者的不同除了外壳资料不同，决议了其封装方式也不同。软包电芯选用的是热封装，而金属外壳电芯一般选用焊接（激光焊）。软包电芯能够选用热封装的原因是其运用了铝塑包装膜这种资料。

　　1、软包电芯

　　所谓的软包电芯，其实便是运用了铝塑包装膜作为包装资料的电芯。相对来说，锂离子电池的包装分为两大类，一类是软包电芯，一类是金属外壳电芯。金属外壳电芯又包含了钢壳与铝壳等等，近年来由于特殊需求有的电芯选用塑料外壳的，也能够划为此类。

　　二者的不同除了外壳资料不同，决议了其封装方式也不同。软包电芯选用的是热封装，而金属外壳电芯一般选用焊接（激光焊）。软包电芯能够选用热封装的原因是其运用了铝塑包装膜这种资料。

　　2、铝塑包装膜

　　铝塑包装膜（简称铝塑膜）的构成见图，其截面上来看有三层构成：尼龙层、Al层与PP层。

　　三层各有各的效果，首要尼龙层是确保了铝塑膜的外形，确保在制造成锂离子电池之前，膜不会发生变形。

　　Al层便是一层金属Al构成，其效果是防止水的进入。锂离子电池很怕水，一般要求极片含水量都在PPM级，所以包装膜必定能够挡住水气的进入。尼龙不防水，无法起到维护效果。而金属Al在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，导致水气无法进入，维护了电芯的内部。Al层在铝塑膜成型的时分还提供了冲坑的塑性，这个详见第3点。

　　PP是聚丙烯的缩写，这种资料的特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化，并且具有黏性。所以电池的热封装主要靠的便是PP层在封头加热的效果下熔化黏合在一同，然后封头撤去，降温就固化黏结了。

　　铝塑膜看上去很简单，实际做起来，如何把三层资料均匀地、牢固地结合在一同也不是那么容易的事。很遗憾的是，现在质量好的铝塑膜基本上都是日本进口的，国产的不是没有，但质量还有待改进。

　　3、铝塑膜成型工序

　　软包电芯能够依据客户的需求规划成不同的尺度，当外形尺度规划好后，就需求开具相应的模具，使铝塑膜成型。成型工序也叫作冲坑（其实个人觉得应该是“铳坑”，但咱们都这么写就随俗吧），顾名思义，便是用成型模具在加热的情况下，在铝塑膜上冲出一个能够装卷芯的坑，详细的见下图。

　　铝塑膜冲好并裁剪成型后，一般称为Pocket袋，见下图所示。一般在电芯较薄的时分挑选冲单坑（下图左），在电芯较厚的时分挑选冲双坑（下图右），由于一边的变形量太大会突破铝塑膜的变形极限而导致破裂。

　　有时分依据规划的需求，会在气袋的方位再冲一个小坑，以扩展气袋的体积。

　　4、顶侧封工序

　　终于讲到正题了（你是跑题有多厉害！），顶侧封工序是软包锂离子电芯的第一道封装工序。顶侧封实际包含了两个工序，顶封与侧封。首要要把卷绕好的卷芯放到冲好的坑里，然后沿虚线方位将包装膜半数，如下图所示。

　　下面这种图是铝塑膜装入卷芯后，需求封装的几个方位，包含顶封区、侧封区、一封区与二封区。下面别离进行介绍。

　　把卷芯放到坑中之后，就把整个铝塑膜能够放到夹具中，在顶侧封机里进行顶封与侧封了。顶侧封机是这样子的：

　　图中这种类型的顶侧封机带四个夹具，左边那个工位是顶封，右边那个工位是侧封。那两块黄色的金属是上封头，下面还有一个下封头，封装的时分两个封头带有必定的温度（一般在180℃左右），合拢时压在铝塑膜上，铝塑膜的PP层就熔化然后黏结在一同了，这样就封装OK了。

　　侧封没有什么太多好说的（边电压神马的扯得太远就不讲了），主要来说说顶封，顶封区域的示意图如下图所示。顶封是要封住极耳的，极耳是金属（正极铝，负极镍），怎么跟PP封装到一同呢？这就要靠极耳上的一个小部件—极耳胶来完结了。极耳胶详细的结构我不是很清楚，希望有懂行的人来补充。我只知道它也有PP的本钱，也便是说在加热时能够熔化黏结。在极耳位的封装见下图中圆圈部分所示。封装时，极耳胶中的PP与铝塑膜的PP层熔化黏结，形成了有效的封装结构。

　　5、注液、预封工序

　　软包电芯在顶侧封之后，需求做X-ray检查其卷芯的平行度，然后就进枯燥房除水气去了。在枯燥房静置若干时间时分，就进入了注液与预封工序。

　　经过上面的介绍咱们知道，电芯在顶侧封完结之后，就只剩余气袋那儿的一个开口，这个开口便是用来注液的。在注液完结之后，需求立刻进行气袋边的预封，也叫作一封。一封封装完结后，电芯从理论上来说，内部便是完全与外部环境隔绝了。一封的封装原理与顶侧封相同，这儿就不赘述了。

　　6、静置、化成、夹具整形工序

　　在注液与一封完结后，首要需求将电芯进行静置，依据工艺的不同会分为高温静置与常温静置，静置的意图是让注入的电解液充沛浸润极片。然后电芯就能够拿去做化成了。

　　上图是软包电芯的化成柜，其实便是一个充放电的装置，我找了好久没有找到带电芯的图片，咱们想想一下电芯夹在上面的画面就OK了。化成便是对电芯的首次充电，但不会充到运用的最高电压，充电的电流也十分小。

　　化成的意图是让电极表面形成稳定的SEI膜，也便是相当于一个把电芯“激活”的进程。在这个进程中，会发生必定量的气体，这也便是为什么铝塑膜要预留一个气袋。有些工厂的工艺会运用夹具化成，即把电芯夹在夹具里（有时分图简洁就用玻璃板，然后上钢夹子）再上柜化成，这样发生的气体会被充沛地挤到旁边的气袋中去，一同化成后的电极界面也更佳。

　　在化成后有些电芯，尤其是厚电芯，由于内部应力较大，可能会发生必定的变形。所以某些工厂会在化成后设置一个夹具整形的工序，也叫作夹具baking（烘烤）。

　　7、二封工序

　　刚才说了化成进程中会发生气体，所以咱们要将气体抽出然后再进行第2次封装。在这儿有些公司成为两个工序：Degassing（排气）与二封，还有后边一个剪气袋的工序，这儿我就一同笼统的都称为二封了。

　　二封时，首要由铡刀将气袋刺破，一同抽真空，这样气袋中的气体与一小部分电解液就会被抽出。然后立刻二封封头在二封区进行封装，确保电芯的气密性。最终把封装完的电芯剪去气袋，一个软包电芯就基本成型了。二封是锂离子电池的最终一个封装工序，其原理还是跟前面的热封装相同，不再赘述。

　　8、后续工序

　　由于题主问的是封装，后边的跟封装关系不大，所以二封之后的工序我就一同说了。

　　二封剪完气袋之后需求进行裁边与折边，便是将一封边与二封边裁到合适的宽度，然后折叠起来，确保电芯的宽度不超标。折边后的电芯就能够上分容柜进行分容了，其实便是容量测验，看电芯的容量有没有到达规则的最小值。从原则上来说，一切的电芯出厂之前都需求做分容测验，确保容量不合格的电芯不会送到客户手中。但在电芯出产量大的时分，某些公司会做部分分容，以统计概率来判断该批次电芯容量的合格率。

　　分容后，容量合格的电芯就会进入后工序，包含检查外观、贴黄胶、边电压检测、极耳转接焊等等，能够依据客户的需求来增减若干工序。最终便是OQC检查，然后包装出货了。