包電芯，其實就是使用了鋁塑膜作為包裝材料的電芯。相對來說，鋰離子電池的包裝分為兩大類，一類是軟包電芯，一類是金屬外殼電芯。金屬外殼電芯又包括了鋼殼與鋁殼、圓柱和方形等等。

軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢，比如，安全性能好，軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問題時，軟包電池一般會鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%，較鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小，軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好，軟包電池的循環(huán)壽命更長，100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%～7%;設(shè)計靈活，外形可變?nèi)我庑螤?，可以更薄，可根?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號。

軟包在動力電池領(lǐng)域的占比已超過方形和圓柱，據(jù)統(tǒng)計，2015年國內(nèi)方形、圓柱、軟包鋰電池產(chǎn)量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh，占比分別為36.4%、21.5%、42.3%。

隨著新能源汽車新補貼政策的出臺，電池的系統(tǒng)能量密度成為一項重要考核指標。三元軟包電池容量較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電高10~15%、較鋁殼電池高5~10%，而重量卻比同等容量規(guī)格的鋼殼電池和鋁殼電池更輕，因此，補貼新政對三元軟包電池更有利。鑒于軟包電池的優(yōu)勢，業(yè)內(nèi)專家預計，隨著電池路線的發(fā)展，軟包電池在新能源汽車市場的滲透率將不斷提升，未來軟包電池在各類型電池中的占比有望超過50%。 

外殼使用材料決定了他們的封裝方式不同。軟包才有鋁塑膜，需使用熱封裝；金屬外殼一般使用激光焊接封口。鋁塑膜一般有三層，尼龍層是保證了鋁塑膜的外形，減輕對外殼的損傷，保證在制造成鋰離子電池之前，膜不會發(fā)生變形，阻止空氣尤其是氧的滲透,維持電芯內(nèi)部的環(huán)境,同時保證包裝鋁箔具備良好的形變能力。Al層就是一層金屬Al構(gòu)成，其作用是防止水的滲入，維持電芯內(nèi)部的環(huán)境具有一定的厚度強度能夠防止外部對電芯的損傷。鋰離子電池很怕水，一般要求極片含水量都在PPM級，所以包裝膜一定能夠擋住水氣的滲入。尼龍不防水，無法起到保護作用。而金屬Al在室溫下會與空氣中的氧反應生成一層致密的氧化膜，導致水氣無法滲入，保護了電芯的內(nèi)部。Al層在鋁塑膜成型的時候還提供了沖坑的塑性。PP是聚丙烯的縮寫，這種材料的特性是在一百多攝氏度的溫度下會發(fā)生熔化，并且具有黏性。所以電池的熱封裝主要靠的就是PP層在封頭加熱的作用下熔化黏合在一起，然后封頭撤去，降溫就固化黏結(jié)了，PP不會被電芯內(nèi)有機溶劑溶解、溶脹等,有效阻止內(nèi)部電解質(zhì)等與 Al 層接觸,避免 Al 層被腐蝕。

 

鋁塑膜看上去很簡單，實際做起來，如何把三層材料均勻地、牢固地結(jié)合在一起也不是那么容易的事。很遺憾的是，現(xiàn)在質(zhì)量好的鋁塑膜基本上都是日本進口的，國產(chǎn)的質(zhì)量還有待改進。

一工段和一般電池工藝相同，此處不再贅述。極片成型方式通常采用模切，極耳采用激光切或者模切。極片堆疊方式，疊片一般采用Z字型極片和卷繞型極片，把切好后的一片一片的極片，通過堆疊貼膠后成一個卷芯，放入沖好的鋁塑膜坑里，接下來我們講一下沖坑。

軟包電芯可以根據(jù)客戶的需求設(shè)計成不同的尺寸，當外形尺寸設(shè)計好后，就需要開具相應的模具，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能夠容納卷芯的坑，如下圖所示：

 

鋁塑膜沖好并裁剪成型后，一般稱為Pocket袋，見下圖所示。一般情況下，電芯較薄的時候選擇沖單坑(下圖左)，在電芯較厚的時候選擇沖雙坑(下圖右)，鋁塑膜的變形量太大突破鋁塑膜的變形極限會導致破裂。有時候在氣袋區(qū)域沖一個坑，增加一個氣囊，氣囊可根據(jù)需要增加，氣袋作用主要是用于收集化成過程中的氣體。

 

把疊好的卷芯放入沖好的坑內(nèi)，沿著上圖黃線對折后，如下圖所示：

 

卷芯放入坑內(nèi)，經(jīng)過幾道工序后需要封裝的區(qū)域，如下圖所示，我們會按順序介紹：

 

把卷芯放到坑中之后，就把整個鋁塑膜可以放到夾具中，在頂側(cè)封機里進行頂封與側(cè)封了。封裝的時候兩個封頭帶有一定的溫度(一般在180℃左右)，合攏時壓在鋁塑膜上，鋁塑膜的PP層就熔化然后黏結(jié)在一起了。這里特別說一下頂封，頂封區(qū)域的示意圖如下圖所示。頂封是要封住極耳的，這就要靠極耳上的一個小部件—極耳膠來完成了。極耳膠在加熱時能夠熔化黏結(jié)。在極耳位的封裝見下圖圓圈中所示。封裝時，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)。

 

軟包電芯在頂封和側(cè)封之后，需要做X-ray檢查其卷芯的對齊度，然后就進干燥房除水氣。在干燥房靜置若干時間后，就進入了注液與一封工序，（有些工廠會在注液工序加入包膜工序，避免電解液腐蝕鋁塑膜）通過上面的介紹我們知道，電芯在頂封和側(cè)封完成之后，就只剩下氣袋那邊的一個開口，這個開口就是用來注液的。在注液完成之后，需要馬上進行氣袋邊的預封，也叫作一封。一封封裝完成后，電芯內(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。流程如下圖所示：

 

在注液與一封完成后，首先需要將電芯進行靜置，根據(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分浸潤極片。然后電芯就可以拿去做化成?；傻闹饕饔檬羌せ铍姵?，形成SEI膜，具體可看我的歷史文章，里面有關(guān)于化成工序的詳細解釋?；芍校捎谲洶姵氐奶匦?，有些廠家會對電池進行整形化成，即采用夾具對電池進行固定化成。

因為化成過程中會產(chǎn)生氣體，根據(jù)不同材料產(chǎn)氣量不同，故而有根據(jù)需求增加氣囊，擴大容納氣體的體積，二封時我們要將氣體抽出然后再進行第二次封裝。在這里有些公司成為兩個工序：Degassing(排氣)與二封，還有后面一個剪氣袋加折邊的工序，還有一些公司因電池大，產(chǎn)氣量大，有預degas，化成，degas，二封工藝。我們就常規(guī)的二封，給大家解釋，如下圖：

 

二封時，首先由鍘刀將氣袋刺破，同時抽真空，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)進行封裝，保證電芯的氣密性。最后把封裝完的電芯剪去氣袋，二封剪完氣袋之后需要進行裁邊與折邊，就是將一封邊與二封邊裁到合適的寬度，然后折疊起來，保證電芯的寬度不超標，這樣一個軟包電芯就基本成型了。

電芯折完邊后就放到分容柜上進行分容，具體分容作用，可見我往期文章。分容后，容量合格的電芯就會進入后工序，包括檢查外觀、重量、貼膠、電壓檢測、內(nèi)阻檢測、Hi-pot檢測、極耳轉(zhuǎn)接焊等等。結(jié)束后，就到了PACK，一個軟包電池就開始投入新能源戰(zhàn)場了。

涂布，既是把合漿的漿料涂到集流體鋁箔或者銅箔上。一般涂布有三種方式,轉(zhuǎn)移式,擠壓式,浸泡式.
轉(zhuǎn)移式分為背輥,涂輥,料槽和逗號輥組成,該方式速度慢,均勻性差,主要參數(shù)為1，刮刀間隙（面密度）；2，涂輥與背輥轉(zhuǎn)速比（0.95-1.05敷料狀態(tài)）；3，涂布速度（生產(chǎn)效率）；4，料槽液位（重量外觀）。
一般涂布為擠出式,速度較快(一般為40-50m，最快為100m)，重要參數(shù)為1，模頭間隙（極片寬度和形狀）；2，涂布泵速（面密度）；3，涂布速度（生產(chǎn)效率）；4，涂布壓力（幾篇形狀與重量穩(wěn)定性）。雙面涂布，A面入輥后經(jīng)過8節(jié)烘箱，烘干后涂B面，再進行烘干。一般情況下，涂布烘箱溫度上層高于下層，因為箔材經(jīng)過一面的涂布后，導熱性變差，需增加溫度，才能把上層涂布烘干。正極溫度高于負極，因正極NMP蒸發(fā)溫度高，不容易烘干。風量的大小應該遵循進風量小于出風量，形成負壓。并且上層烘箱溫度高于下層，因上層為B面涂布，A面已經(jīng)烘干，單面箔材導熱性沒有雙面好，故而上層溫度高于下層。
一般情況下。烘箱分為三個階段，第一階段是1-4#烘箱，是極片成型階段，水分較多，但不宜蒸發(fā)過快；5-6#烘箱，水分去除階段，溫度較高；7-8#烘箱，極片冷卻狀態(tài)，應保持適當?shù)臏囟群蜐穸?，防止出烘箱時極片過熱，造成過烘，極片打皺。良好的烘干狀態(tài)，是極片品質(zhì)的保障。

剝離強度大，極片結(jié)構(gòu)比較均勻，剝離強度小，則導電劑和粘結(jié)劑會集聚與上方，導電性差的地方會形成析鋰，這也是烘箱需要適宜的溫度的重要原因，溫度過高，水分蒸發(fā)快，導電劑和粘結(jié)劑則會聚集于上面；溫度過低，則會烘不干，粘輥嚴重。在涂布過程中，一般涂布機會有射線測試厚度，通過換算實時監(jiān)測面密度。針對之前產(chǎn)生的問題，總結(jié)以下原因及對策：
涂布劃痕：由于漿料存在顆粒，多由于合漿分散不均勻?qū)е拢紤]合漿自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以及材料的良性測定，以及過濾網(wǎng)的更換和清洗，對于機器設(shè)備造成的劃痕，應及時予以修正。
涂布點狀露箔：漿料存在氣泡或者模頭故障，前者出現(xiàn)的可能性最大，合漿或者在轉(zhuǎn)運過程中如果不加抽負壓，則氣泡不能消散，涂布時點狀露箔。
涂布極片條紋：多由于溫度與風量氣壓差造成，除調(diào)節(jié)溫度以外，還應該考慮主風機與其他風機的穩(wěn)定性。
涂布重要參數(shù)：面密度，剝離強度，極片厚度，極片寬度。面密度通常采用換算,厚度為實時測量通過設(shè)備反饋，過程可以配備寬度測量和糾偏。

壞品 產(chǎn)生原因 可能后果 
沉降 漿料粘度不夠；材料顆粒度不大。 涂布露箔，涂布重量不均勻。 
凝膠 高鎳材料堿性高，攪拌時候吸水造成無法涂布 
氣泡 攪拌后漿料存在氣泡，管道連接處密封不好。 小區(qū)域內(nèi)涂布重量變輕導致容量不夠或褶皺。 
劃痕 有大顆粒在輥上，涂布輥上有劃痕。 會使極片表面顆粒松動甚至脫落，局部碳容量不夠。 
條紋 干燥過程中吹風和張力不同引起漿料流動。 影響電芯外觀。 
脫碳 干燥溫度不正確，漿料粘結(jié)劑含量偏少。 極片表面顆粒掉落，局部碳較少。 
拖尾 涂輥基座走位，涂輥與背輥不平行，背輥變形，漿料彈性過高。 外觀問題，厚度問題。