Каковы восемь основных процессов производства мягких литиевых батарей?

Будь то рынок цифровых технологий или приложений питания, мягкие аккумуляторные батареи становятся очень важным техническим средством.

1. Аккумуляторы в мягкой упаковке - это фактически аккумуляторы, в которых в качестве упаковочного материала используется алюминиево-пластиковая упаковочная пленка. Условно говоря, упаковка литий-ионных батарей делится на две категории: одна - это сердечник батареи в мягкой упаковке, а другая - сердечник батареи в металлической оболочке. Металлический сердечник кожуха включает стальной кожух, алюминиевый кожух и т. Д. В последние годы, поскольку сердцевина батареи для особых нужд изготавливается из пластмассового внешнего кожуха, его также можно классифицировать как таковой.

Разница между ними, в дополнение к разным материалам оболочки, определяет способ ее упаковки. Ячейки с мягкой оболочкой изготавливаются из термоупаковки, а ячейки с металлической оболочкой обычно припаяны (свариваются лазером). Причина, по которой аккумулятор в мягкой упаковке может быть термически упакован, заключается в том, что в нем используется алюминиево-пластиковая упаковочная пленка.

2. Алюминиевая пластиковая упаковочная пленка

Алюминиево-пластиковая упаковочная пленка (сокращенно алюминиевая пластиковая пленка) показана на рисунке и имеет трехслойную структуру в поперечном сечении: нейлоновый слой, слой алюминия и слой полипропилена.

Каждый из трех слоев выполняет свои функции. Во-первых, нейлоновый слой обеспечивает форму алюминиевой пластиковой пленки, гарантируя, что пленка не деформируется перед изготовлением литий-ионной батареи.

Слой Al состоит из слоя металлического Al, который предотвращает проникновение воды. Литий-ионные аккумуляторы очень боятся воды. Как правило, содержание воды в полюсных наконечниках находится на уровне PPM, поэтому упаковочная пленка должна блокировать проникновение влаги. Нейлон не является водонепроницаемым и не обеспечивает защиты. Металл Al реагирует с кислородом воздуха при комнатной температуре, образуя плотную оксидную пленку, которая предотвращает проникновение влаги и защищает внутреннюю часть элемента. Слой Al также обеспечивает пластичность кратера при формировании алюминиевой пленки. См. Пункт 3 для деталей.

PP - это аббревиатура от полипропилена, который плавится при температуре более ста градусов по Цельсию и является вязким. Следовательно, термоупаковка батареи в основном основана на том, что слой ПП плавится и склеивается под действием нагрева головки, а затем головка удаляется, и температура затвердевает и склеивается.

Алюминиевая полиэтиленовая пленка выглядит очень просто. На самом деле, как равномерно и плотно соединить три слоя материалов, не так уж и просто. Жалко, что качественная алюминиевая пленка в основном завозится из Японии, и отечественная не обошлась, но качество все же требует улучшения.

3. Процесс формирования алюминиевой пластиковой пленки.

Ядро батареи с мягкой упаковкой может быть выполнено в различных размерах в соответствии с требованиями заказчика. Когда внешние размеры определены, необходимо открыть соответствующую форму для придания формы алюминиевой пластиковой пленке. Процесс формования также называется кратером (на самом деле, человек думает, что это должно быть «на корточках», но все пишут это как обычно). Как следует из названия, это форма, которая может быть загружена на алюминиевую пленку с нагревом. Ядро сердечника, смотрите рисунок ниже.

После того, как алюминиевая пленка перфорирована и разрезана, ее обычно называют карманным мешком, как показано на рисунке ниже. Обычно, когда сердечник батареи тонкий, выберите одиночную ямку (левая сторона рисунка ниже), а когда сердечник батареи толстый, выберите двойную ямку (правый рисунок ниже), потому что степень деформации одной стороны будет нарушить предел деформации алюминиевой пластиковой пленки. Вызывает разрыв.

Иногда, в соответствии с потребностями конструкции, в месте подушки безопасности пробивают небольшую ямку, чтобы увеличить ее объем.

4. Процесс уплотнения верхней стороны

Наконец, я подошел к делу (вы молодцы!), Процесс запечатывания верхней стороны - это первый процесс упаковки литий-ионных аккумуляторов в мягкой упаковке. Верхнее боковое уплотнение фактически содержит два процесса: верхнее уплотнение и боковое уплотнение. Сначала вставьте намотанный сердечник в пробитое отверстие, а затем сложите упаковочную пленку пополам по пунктирной линии, как показано на рисунке ниже.

На следующем рисунке показано несколько положений, которые необходимо упаковать после загрузки алюминиевой пластиковой пленки в сердечник, включая верхнюю зону запечатывания, боковую зону запечатывания, зону и вторую зону. Следующее вводится отдельно.

После размещения сердечника в яме всю алюминиевую пленку можно поместить в приспособление, а верхнее и боковые уплотнения поместить в верхний боковой уплотнитель. Верхний боковой уплотнитель выглядит так:

На рисунке верхний боковой уплотнитель этого типа имеет четыре зажима, левая станция - это верхнее уплотнение, а правая сторона - это боковое уплотнение, два желтых металла - это верхняя головка, а при герметизации находится нижняя головка под ней. , две головки имеют определенную температуру (обычно около 180 ° C), и при нажатии они прижимаются к алюминиевой пластиковой пленке, алюминиевому пластику. Слой полипропиленовой пленки плавится и слипается, поэтому упаковка в порядке.

О боковых уплотнениях особо нечего сказать (боковое напряжение слишком далеко, чтобы говорить об этом), в основном, верхнее уплотнение, область верхнего уплотнения показаны на рисунке ниже, верхнее уплотнение предназначено для уплотнения уха. , ухо металлическое (положительный алюминий, отрицательный никель), как упаковать с ПП? Это делается с помощью небольшой части уха, геля для ушей. Я не знаю конкретной структуры геля для ушей. Надеюсь, кто-нибудь со знаниями сможет это добавить. Я знаю только, что он также имеет стоимость полипропилена, а это значит, что он может плавиться и склеиваться при нагревании. Пакет в полярном режиме показан в кружке на рисунке ниже. Во время упаковки полипропилен в ушном геле плавится и связывается со слоем полипропилена алюминиевой пластиковой пленки, образуя эффективную структуру упаковки.

5. Впрыск, предварительная герметизация

После того, как батарея в мягкой упаковке запечатана с верхней стороны, требуется рентгеновский снимок для проверки параллельности сердечника, а затем вода удаляется из сушильной камеры. Когда сушильной камере дают постоять в течение определенного периода времени, вводятся этапы впрыска жидкости и предварительной герметизации.

Из приведенного выше введения мы знаем, что после завершения верхнего бокового уплотнения остается только одно отверстие на боковой стороне подушки безопасности. Это отверстие используется для впрыска жидкости. После завершения впрыска немедленно требуется предварительная герметизация подушки безопасности, также называемая буквой. После завершения упаковки аккумулятор теоретически полностью изолирован от внешней среды. Принцип упаковки такой же, как и у верхнего бокового уплотнения, поэтому я не буду здесь вдаваться в подробности.

6. Статический, химический процесс формовки приспособлений.

После впрыска жидкости и завершения подачи жидкости необходимо сначала разместить сердечник батареи, и он разделен на статическую настройку высокой температуры и нормальную температуру в зависимости от процесса. Задача статической настройки - позволить впрыснутому электролиту полностью смочить полюсный наконечник. Затем аккумулятор можно использовать для его изготовления.

На картинке выше показано формирование батареи в мягкой упаковке. По сути, это устройство для зарядки и разрядки. Давно не нашел фото заряженного ядра. Давайте подумаем о изображении зажима аккумулятора на нем. Достижение - первая зарядка аккумулятора, но он не будет заряжаться до самого высокого напряжения, а зарядный ток очень мал.

Целью формирования является формирование устойчивой пленки SEI на поверхности электрода, что эквивалентно процессу «активации» ячейки. В этом процессе вырабатывается определенное количество газа, поэтому алюминиевую пленку нужно оставить для подушки безопасности. На некоторых заводах процесс осуществляется с помощью приспособления, то есть аккумулятор зажимается в приспособлении (иногда используется стеклянная пластина, а затем стальной зажим), а затем шкаф превращается в шкаф, поэтому что образующийся газ полностью отжат в сторону. Мешок также удаляется, и поверхность раздела электродов после формирования также становится лучше.

После формирования некоторые батареи, особенно толстые, могут деформироваться из-за большого внутреннего напряжения. Поэтому на некоторых предприятиях после формования устанавливается процесс формования приспособлений, также известный как выпекание приспособлений.

7. Два процесса

Я только что сказал, что газ будет генерироваться в процессе формирования, поэтому мы должны откачать газ, а затем выполнить вторую упаковку. Здесь некоторые компании превращаются в два процесса: дегазация (выхлоп) и два, а последний процесс резки подушек безопасности, здесь я буду называть два общих.

Во втором уплотнении воздушный мешок сначала протыкается напильником, и создается вакуум, так что газ из воздушного мешка и небольшая часть электролита извлекаются, затем сразу два уплотнения герметизируются во второй зоне, чтобы обеспечить герметичность аккумулятора. Наконец, упакованный сердечник батареи вырезается в воздушную подушку, и в основном формируется мягкий сердечник упаковки. Второй - последний процесс упаковки литий-ионной батареи, и принцип такой же, как и в предыдущей тепловой упаковке, и не будет описываться снова.

8. Последующие операции

Поскольку главный вопрос - это упаковка, последняя связь с упаковкой невелика, поэтому я расскажу о процессе после второй печати.

После разрезания подушки безопасности требуется ее обрезка и складывание. Край и второй край обрезаются до соответствующей ширины, а затем загибаются, чтобы гарантировать, что ширина батареи не будет превышена. После складывания аккумулятор можно разделить на подсобные шкафы. Фактически, это проверка емкости, чтобы увидеть, достигла ли емкость аккумулятора указанного минимума. В принципе, все батареи необходимо тестировать отдельно перед отправкой с завода, чтобы гарантировать, что батареи неквалифицированной емкости не будут доставлены заказчику. Однако, когда производственная мощность батареи велика, некоторые компании будут делать некоторую частичную емкость и оценивать допустимую мощность партии по статистической вероятности.

После разделения объема квалифицированные батареи войдут в постобработку, включая осмотр внешнего вида, желтый клей, обнаружение бокового напряжения, сварку с полярным переносом и т. Д., И могут увеличить или уменьшить количество процессов в соответствии с потребностями клиента. Последний этап - проверка OQC, после чего посылка отправляется.

Страница содержит содержимое машинного перевода.