鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1789次 | 2021年07月23日
軟包電池封裝工序解析
鋁塑膜成型工序,軟包電芯可以依據(jù)客戶的需求設(shè)計(jì)成不同的尺寸,當(dāng)外形尺寸設(shè)計(jì)好后,就要開具相應(yīng)的模具,使鋁塑膜成型。成型工序也叫作沖坑,顧名思義,就是用成型模具在加熱的情況下,在鋁塑膜上沖出一個(gè)能夠裝卷芯的坑。
鋁塑膜沖好并裁剪成型后,一般稱為Pocket袋。一般在電芯較薄的時(shí)候選擇沖單坑,在電芯較厚的時(shí)候選擇沖雙坑,因?yàn)橐贿叺淖冃瘟刻髸_破鋁塑膜的變形極限而導(dǎo)致破碎。
有時(shí)候依據(jù)設(shè)計(jì)的要,會在氣袋的位置再沖一個(gè)小坑,以張大氣袋的體積。
頂側(cè)封工序,頂側(cè)封工序是軟包鋰離子電芯的第一道封裝工序。頂側(cè)封實(shí)際蘊(yùn)含了兩個(gè)工序,頂封與側(cè)封。首先要把卷繞好的卷芯放到?jīng)_好的坑里,然后沿虛線位置將包裝膜對折。
下面這種圖是鋁塑膜裝入卷芯后,要封裝的幾個(gè)位置,包括頂封區(qū)、側(cè)封區(qū)、一封區(qū)與二封區(qū)。下面涂布在線分別進(jìn)行解析。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
把卷芯放到坑中之后,就把整個(gè)鋁塑膜可以放到夾具中,在頂側(cè)封機(jī)里進(jìn)行頂封與側(cè)封了。頂側(cè)封機(jī)是這樣子的:
圖中這種型號的頂側(cè)封機(jī)帶四個(gè)夾具,左邊那個(gè)工位是頂封,右邊那個(gè)工位是側(cè)封。那兩塊黃色的金屬是上封頭,下面還有一個(gè)下封頭,封裝的時(shí)候兩個(gè)封頭帶有一定的溫度(一般在180℃左右),合攏時(shí)壓在鋁塑膜上,鋁塑膜的PP層就熔化然后黏結(jié)在一起了,這樣就封裝OK了。
還是緊要來說說頂封,頂封區(qū)域的示意圖如下圖所示。頂封是要封住極耳的,極耳是金屬(正極鋁,負(fù)極鎳),怎么跟PP封裝到一起呢?這就要靠極耳上的一個(gè)小部件極耳膠來完成了。在極耳位的封裝見下圖中圓圈部分所示。封裝時(shí),極耳膠中的PP與鋁塑膜的PP層熔化黏結(jié),形成了有效的封裝結(jié)構(gòu)。
注液、預(yù)封工序,軟包電芯在頂側(cè)封之后,要做X-ray檢查其卷芯的平行度,然后就進(jìn)干燥房除水氣去了。在干燥房靜置若干時(shí)間時(shí)候,就進(jìn)入了注液與預(yù)封工序。
通過上面的解析我們了解,電芯在頂側(cè)封完成之后,就只剩下氣袋那邊的一個(gè)開口,這個(gè)開口就是用來注液的。在注液完成之后,要馬上進(jìn)行氣袋邊的預(yù)封,也叫作一封。一封封裝完成后,電芯從理論上來說,內(nèi)部就是完全與外部環(huán)境隔絕了。一封的封裝原理與頂側(cè)封相同,這里就不贅述了。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
靜置、化成、夾具整形工序,在注液與一封完成后,首先要將電芯進(jìn)行靜置,依據(jù)工藝的不同會分為高溫靜置與常溫靜置,靜置的目的是讓注入的電解液充足浸潤極片。然后電芯就可以拿去做化成了。
上圖是軟包電芯的化成柜,其實(shí)就是一個(gè)充放電的裝置,我找了好久沒有找到帶電芯的圖片,大家想想一下電芯夾在上面的畫面就OK了?;煽兪菍﹄娦镜氖状纬潆?,但不會充到使用的最高電壓,充電的電流也非常小。
化成的目的是讓電極表面形成穩(wěn)定的SEI膜,也就是相當(dāng)于一個(gè)把電芯激活的過程。在這個(gè)過程中,會出現(xiàn)一定量的氣體,這也就是為甚么鋁塑膜要預(yù)留一個(gè)氣袋。有些廠的工藝會使用夾具化成,即把電芯夾在夾具里(有時(shí)候圖簡便就用玻璃板,然后上鋼夾子)再上柜化成,這樣出現(xiàn)的氣體會被充足地?cái)D到旁邊的氣袋中去,同時(shí)化成后的電極界面也更佳。
在化成后有些電芯,尤其是厚電芯,由于內(nèi)部應(yīng)力較大,可能會出現(xiàn)一定的變形。所以某些廠會在化成后設(shè)置一個(gè)夾具整形的工序,也叫作夾具烘烤。
二封工序,剛才說了化成過程中會出現(xiàn)氣體,所以我們要將氣體抽出然后再進(jìn)行第二次封裝。在這里有些公司成為兩個(gè)工序:排氣與二封,還有后面一個(gè)剪氣袋的工序,這里涂布在線就一起籠統(tǒng)的都稱為二封了。
二封時(shí),首先由鍘刀將氣袋刺破,同時(shí)抽真空,這樣氣袋中的氣體與一小部分電解液就會被抽出。然后馬上二封封頭在二封區(qū)進(jìn)行封裝,保證電芯的氣密性。最后把封裝完的電芯剪去氣袋,一個(gè)軟包電芯就基本成型了。二封是鋰離子電池的最后一個(gè)封裝工序,其原理還是跟前面的熱封裝相同,不再贅述。