軟包電池的優(yōu)缺點(diǎn)以及封裝工序
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-10-27 10:45
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軟包電池優(yōu)點(diǎn)
軟包電池，鋁塑膜變形空間較大，不像鋼殼鋁殼電芯那樣熱失控時(shí)候會(huì)發(fā)生爆炸；殼體是一層鋁塑膜，重量輕，非活性部分所占比重小，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電輕40%，較鋁殼電池輕20%；相同尺寸規(guī)格相比，容量更大，軟包電池較同等規(guī)格尺寸的鋼殼電池容量高10～15%，較鋁殼電池高5～10%；殼體強(qiáng)度低，循環(huán)過程中對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力小，對(duì)循環(huán)壽命有益（當(dāng)然是在成組設(shè)計(jì)時(shí)沒有施加額外的應(yīng)力的情況下）；極耳位置充裕，充放電過程中，熱量分布均勻。
軟包電池的缺點(diǎn)
殼體強(qiáng)度低，對(duì)成組技術(shù)依賴性強(qiáng)；與卷繞生產(chǎn)方式相比，疊片的生產(chǎn)效率相對(duì)較低。
軟包電池的一般生產(chǎn)流程
由于外殼是鋁塑膜，其生產(chǎn)工藝在一些方面與其它兩類商用電池不同。比如鋁塑膜的封裝工藝，比如化成過程中的整形工藝等。
軟包電池封裝工序
鋁塑膜成型工序，軟包電芯可以根據(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，就需要開具相應(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?huì)突破鋁塑膜的變形極限而導(dǎo)致破裂。
有時(shí)候根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，會(huì)在氣袋的位置再?zèng)_一個(gè)小坑，以擴(kuò)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)際包含了兩個(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(duì)折，如下圖所示。
下面這種圖是鋁塑膜裝入卷芯后，需要封裝的幾個(gè)位置，包括頂封區(qū)、側(cè)封區(qū)、一封區(qū)與二封區(qū)。下面分別進(jìn)行介紹。
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：
這種型號(hào)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。
還是主要來說說頂封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。極耳膠具體的結(jié)構(gòu)我不是很清楚，希望有懂行的人來補(bǔ)充。我只知道它也有PP的成本，也就是說在加熱時(shí)能夠熔化黏結(jié)。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，需要做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。
通過上面的介紹我們知道，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，需要馬上進(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。
靜置、化成、夾具整形工序，在注液與一封完成后，首先需要將電芯進(jìn)行靜置，根據(jù)工藝的不同會(huì)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(rùn)極片。然后電芯就可以拿去做化成了。
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?；删褪菍?duì)電芯的首次充電，但不會(huì)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(huì)產(chǎn)生一定量的氣體，這也就是為什么鋁塑膜要預(yù)留一個(gè)氣袋。有些工廠的工藝會(huì)使用夾具化成，即把電芯夾在夾具里（有時(shí)候圖簡(jiǎn)便就用玻璃板，然后上鋼夾子）再上柜化成，這樣產(chǎn)生的氣體會(huì)被充分地?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(huì)產(chǎn)生一定的變形。所以某些工廠會(huì)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(huì)產(chǎn)生氣體，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，這里我就一起籠統(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(huì)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一樣，不再贅述。
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