软包电池,实际上是使用铝塑膜成为电源的包装材料。相对而言,锂离子电池的包装分为两类,一类是软包电池,另一类是塑料壳电池。金属壳电池包括钢壳和壳体、圆柱体和圆形等。
软包电池的优点
软包电池的包装材料和构架使其具备一系列特点:
安全性能好,软包电池在构架上搭载铝塑膜封装,当出现安全问题时,软包蓄电池通常会被炸开,而不是像钢壳或铝壳电池爆炸;
重量轻,袋式电池的重量比同等功率的钢壳锂电池轻40%,比铝壳锂电池重20%;
内阻小,软包电池电压小电池环保包装设计,可大大降低自放电;
循环寿命长,软包电池的循环寿命更长,100倍循环衰减比铝壳少4%~7%;
灵活的设计,形状可变任意颜色,软包电池可以更薄,也可以按照用户需求定制。
软包电池的应用
软包电池在动力锂电领域的应用达到了圆形和圆柱形。随着新电力车辆补贴制度的制定,电池的平台能量强度已变成重要的检测指标。
三元软包电池的功率比同样长度尺寸的钢壳电池高10~15%,比铝壳电池高5~10%,重量比相同功率规格的钢外壳电池和铝壳电池轻。
此外,补贴政策对三元软包电池更为有利。
由于软包电池的优势,业内人士预计,随着电池科技路线的演进,软包电池在新电力车辆行业的渗透率将不断增加,未来软包电池占各类电池的比重有望达到50%。
软包电池的包装方法
外壳中使用的材料决定了他们的包装形式。只有软包电池有镀铝膜,需要使用热包装;
金属机壳电池一般通过激光焊接密封。铝塑膜通常有三层,尼龙层是为了保证铝塑膜的外形,减少对壳体的受损。
它推动在生产锂离子电池之前,薄膜不会变形。它可以避免空气,特别是气体渗入,保持电池的外部环境,并推动包装铝箔具有良好的变形能力。
Al层由一层金属Al组成,用于避免水渗透,并以一定的硬度和密度维持电池的外部环境,以避免电池遭受外部损坏。
锂离子电池特别怕水,通常规定极靴的含水量在PPM水平,因此包装膜需要才能阻止水蒸汽的渗透。
尼龙不防水,不能提供保护。在室温下,金属铝与空气中的氢气反应,形成致密的氯化膜,防止水蒸汽渗入并保护电池外部。
Al层还在铝塑膜的成形过程中提供了清洗孔的塑性。
PP是聚丙烯的俗称,是一种在100℃以上的湿度下融化并带有粘性的材料。因此,电池的热封装主要取决于PP层在头部加热的作用下融化并粘结在一起,然后移除头部,冷却固化粘结。
PP不会被电池中的有机醇类溶解或溶剂。它有效地避免了外部电解质与铝层的接触,避免了铝层的腐蚀。
铝塑膜看上去很简洁,但在实践中,要将三层材料均匀牢固地结合在一起并不这么容易。现在铝塑膜的品质基本上是从中国国产的。
软包电池的一些重要包装工艺
电杆成型
模切割通常用于磁场成形,激光切割或模切割用于凸耳。电杆叠置法,采用锯齿形电杆和缠绕式电杆叠置,切割一根电杆,通过将胶带叠成线圈芯,放入清洗过的铝塑膜坑中。接下去我们说说这个坑。
成型
可按照用户的还要将软包电池设计成不同的宽度。当颜色规格设计好时,需要开启相应的制件以使铝塑膜成型。
成形过程也称为凹坑。顾名思义,它是在加热的状况下使用成形模具,在铝金属膜上出一个孔来容纳芯。
在冲切铝塑膜后,一般称为口袋袋。通常,当电池薄时,选择单孔,当电池厚时,选择双孔。
如果铝塑膜变形过大,无法冲破铝塑膜的变形极限,则会造成断裂。有时,在安全气囊区域打孔并添加安全气囊。
安全气囊可按照需要提高。安全气囊主要用于收集产生过程中的气体。
将卷好的铁芯放入清洗过的孔中,沿黄线对折。线圈铁芯放入坑中,经过几道工序后必须封装。
顶部密封和侧面密封
将线圈芯放入坑内后,可将整个铝膜放在夹具中,并在顶封机中进行顶封和侧封。
包装时,两个头部带有一定的湿度(一般约180℃),当压在铝塑膜上时,铝塑膜的PP层融化,然后粘结在一起。
顶部密封用于密封凸耳,这取决于凸耳的一小部分——凸耳胶。耳胶加热后会融化并粘结。在包装过程中,PP中的凸耳胶和PP层的挤塑膜融化粘结,形成有效的包装结构。
液体注入和预密封
在袋单元的底部密封和侧面密封之后,有必要对线圈芯的对齐进行X射线检测,然后进入干燥室去除水分。
在干燥的室外放置一段时间后,进入液体注入和预密封过程(一些工厂会在液态注入过程中添加涂层工艺,避免电源电解液腐蚀铝塑膜)。
通过以上介绍,我们了解在完成电池的底部和侧面密封后,安全气囊侧面只剩下一个开口,该开口用于填充。
注射后必须立刻进行预密封。预密封完成后,电池内部与外部环境完全隔离。
静止
液体注入和预密封完成后,首先,电池必须维持静止。根据工艺的不同,它将分为低温静电和常温静电,静电的目的是让注入的电解液充分渗入到极靴中。然后可以将电池转换。形成的主要用途是激活电池并产生SEI膜。事实上,由于袋式锂电的特征,一些锂离子电池生产商将打造电池,即使用夹具将电池固定在其中。
辅助密封件
因为在形成过程中会造成气体,气体总量因材料不同而不同,因此按照需要提高安全气囊以缩减气体密度。我们必须抽出气体,然后进行二次密封。
此处的一些业务早已演化为两种操作:脱气和二次密封,然后是气囊切割和折叠过程,由于小型电池和长期气体制造,一些业务具有预脱气、成型、脱气和二级密封过程。
二次密封时,气囊首先被断头台刺穿,同时抽真空,这样气囊中的氢气和一小部分电解液就会被抽出。
后来马上在二次密封区域进行包装,以保证电池的气密性。最后切断密封电池的油箱,然后切割和折叠。
正式预密封和二次密封的边沿切割到适当的长度,然后折叠,以保证电池的长度不少于标准。
后处理
折叠电池边缘后,将其置于机柜上以补充容量。之后,电池容量合格的电池将开启后工序,包括检测外观、重量、粘合剂、电压测量、内部电容检测、高压罐检测、极耳转换焊接等。
后来电池环保包装设计,是之后打包了,一个软包电池就完成了。