电池PACK培训教材

如右图所示：
折回凹槽
贴胶固定
内折工艺
折回背面
贴胶固定
使用背折工艺
3、折叠正负极时注意长度
采用内折工艺焊接镍带时，弯折铝片或镍带长度 不可超出电芯凹槽长度，以免过长而受压刺破绝 缘胶与电芯包装薄膜，从而使电芯漏液。
图7弯折长度过长， 镍带顶到凹槽侧壁， 容易刺破电芯 如图6为正确的镍/铝带弯折长度
椭圆形
圆形
PL-A415050
梨形
超薄形
背包形
三 电池PACK工艺流程
带外壳产品
1) 2) 3) 4) 5) 电芯正极加接镍片(超声波金 属焊) 电芯两极成型 电芯与保护板连接(烙铁锡焊) 扣进外壳 半成品检测 1) 2) 3) 4) 5)
不带外壳产品
电芯正极加接镍片(超声波金 属焊) 电芯两极成型 电芯与保护板连接(烙铁锡焊) 加导线或其它辅料 加防护层(热缩膜或包装膜)
为顾客创造价值
聚合物锂电池结构 及PACK工艺培训教材
刘 进
2015年10月17日
深圳金科能源开发有限公司
目
1. 电池特性及组成
2. 电芯结构及组成
录
3. 电池装配工艺流程 4. 关键工序介绍 5. 电池PACK加工注意事项 6. 电池外壳设计注意问题 7. 电芯的包装运输防护
一 电池特性及组成
6 、电芯装配环境注意
台面清洁
保持工作台面的干净，避免镍带、 锡渣等其它异物刺破电芯。
7、极耳焊接时的防护
极耳焊接或浸锡时间应尽可 能短，一般在360℃、3秒以 内。 焊接时间不能过长，以免烫 伤极耳胶引起漏液。 手上不宜带戒指等装饰物品。 以免划伤电芯。
8
为保护极耳，焊接 前可先浸锡 。
图示持电芯浸锡姿势容易引起短路
超声波金属点焊机
金属超声波焊机
注意选择适宜的焊接设备。 注意使用适当的焊接参数。 防止正极铝带过焊，否则易断。 防止正极铝带焊接不牢，否则电池易断电。
金属超声波点焊机焊头
2、锡焊连接
主要原理：利用烙铁发热将焊锡丝熔化， 从而使锡料附着在被焊接部位， 冷却后即连接起来。 1）烙铁分类：A．内热式和外热式，内热 式烙铁升温快。 B．普通烙铁、调温烙铁、防静电恒温 烙铁。 2 ）烙铁功率： 30W、35W 、40W、50W、55W、 60W、65W等。 3）烙铁温度：根据焊锡面积和用锡量设定， 温度太低不能迅速熔化锡线，影响 焊接速度，温度太高，焊出的焊点 不光滑。烙铁温度一般设定在 360℃±10℃ 4）焊接姿态：大方自然、坐姿端正。 5）焊接手法：有握笔法、直握法。 6）焊接角度：握笔法焊接角度在30°～ 60°之间，最佳角度就是烙铁尖与被焊 物体成45°。 7 ）焊锡成份：锡（ Sn）60～63%，铅（ Pb） 40～37%，松香1.0%～1.2% 现在大部分公司开始采用无铅焊锡
4 、电芯外包装膜保护
严禁用尖锐之物刮擦其表面。 应带指套作业，避免划伤电芯。
避免用镊子之类的利器接触 电芯表面，防止刺破电芯包 装而造成漏液。
5、电芯防冲击保护
在运输、储存、使用等过程 中必需非常小心，电芯不能 受挤压，或受重物冲撞； 组装电池时应避免用力敲击 电芯周边，防止电芯内部隔 膜破裂造成微短乃至短路。
五 PACK加工需要注意的事项
1
避 免 电 芯 正 负 极 短 路
电芯不要放在导电物质或导电工具旁
错 误 方 式
正 确 方 式
避免电芯正负交叉重叠放置
2 、正极铝带的保护
由于铝片本身所承受的拉力为1KG，所以加工时铝片一般不允许独自承受过大拉力； 铝接镍时，防止焊接过度或假焊，以免铝带焊接上镍带后达不到应该承受的拉力； 在考虑铝片较软、薄，且易断裂的情况下，为保证产品质量，铝片接镍带时一般采 用背折与内折工艺加工正极铝带，且加贴双面胶以保护极耳不受外界拉力的影响；
6)
7) 8)
超声波塑焊
成品检测 包装入库
6)
7)
成品检测
包装入库
四 关键加工工序介绍
1 超声波金属点焊
因电芯正极极耳为铝带，无法直接锡焊， 故需加接镍带，通常采用超声波金属点 焊方法：利用超声波产生高频振荡使两 金属片之间摩擦局部产生高热，而溶合 连接起来。 频率：20K～35KHZ 时间约：0.8/S
2）端子通过注塑镶嵌在底壳上
端子包在塑胶件里，露出 一截以便连接PCB
底壳背面
优点：通过注塑加工把五金端子 镶嵌在底壳上是一种常用而有效 的设计。 此种方式即能保证端子 承受1.5~2.5公斤的压力，又节省 了内腔空间，同时解决了保护板 挤压电芯的可能性。 缺点：模具制造精度要求高，成 本高。
焊接PCB
3）直接以保护板的金手指作为外露端子。
优点：工艺简单，加工方便，成本低。
是最常用的一种方法 缺点：对PCB板镀金质量要求高。
3. 在保持成品较薄的情况下尽可能优化内腔空间
1） 底壳上镶嵌金属片 由于目前技术难度和塑胶特性,塑胶件最薄厚度为T=0.4MM,如果在底壳上掏空, 然后镶上 T=0.10-0.15MM的五金薄片,则可大大增加电池的内腔高度
4 极耳：极耳的主要作用是将内部正负极的电能传递到外部电路。聚合物电 池极耳为正极为铝带、负极为镍带，考虑到与铝塑包装膜的密封， 故在密封处极耳上带有一层极耳胶。同时由于正极铝带很容易断裂， 故在加工、运输、储存、使用等过程中要特别注意防护。 为保证密封效果，极耳胶材质与包装膜内层材质基本一致，主要是 PE类物质。 5 包装膜： 聚合物电池采用铝塑复合膜包装，其至少分三层：中间层为铝 层，内层为胶层，起密封并防止电解液腐蚀铝层的作用。该铝塑膜采取 冲压成型，制成需要的外壳形状。铝塑膜包装耐压能力较金属壳电 池要差得多，电池内部短路等很容易造成气胀现象，严重者封口处 会开裂。也正因为此，采取铝塑膜包装的电池安全性能要优于金属 壳类电池。
底壳正面
底壳背面
镶嵌在底壳上的五金片
优点：通过注塑加工把薄金属片镶嵌在底壳上是一种常用而有效的 设计。此方法能将底壳的内腔高度提高至少0.3MM。 缺点：模具制造精度要求高，成本高，单个成品的成本高。
2）选用异形电芯
由于手机个性化越来越强，其电池的外型也随之变的不规则 ，在选用聚 合物电芯装配时，如何更有效地利用不规则的电池内腔空间呢？ 我们可选用不规则的聚合物电芯来充分利用电池的空间，容量上比方形 电芯可增加20%—30%
7） 焊接时间：＜3S 8）方法：先放烙铁于被焊部分，然后放 锡线于烙铁头与被焊部位的间隙。 9）焊量：能包住被焊物体锡适量即可 10）焊接质量：焊点光亮均匀，牢固，
无连锡，漏焊、无虚假焊、无气孔、
不起层。焊点大小与接触点锡量合适。
3
外壳超焊工艺及要求
1） 外壳的封装连接一般采用超声波塑料焊接方法。 2） 工作原理：利用超声波产生高频振荡使上下外壳 之间摩擦，局部温度剧升产生高热，两胶件之间 将产生材料之“塑流”,在压力下固化，而形成均匀 熔接。 3）选用适宜的超声波焊接机， 4）使用适宜的焊接参数： 功率因素：力×速度，力有压力（气压）、下降速度。 速率有频率和振幅，能量=功率×时间 频率：20KHZ
当电芯用导线引出时,须把一 端用绝缘胶或套管套住
通过吸塑盒把电芯 正负极隔开
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谢谢！
深圳金科能源开发有限公司
≥ 0.5mm
≥ 0.5mm
2 电池外露金手指可考虑多种优化方式设计
由于TCL聚合物电芯较软,包装膜较薄，所以在设计电池的金手指时，应 避免金手指直挤压电芯，以下是几种金手指的设计方法： 1) 底壳上开孔,端子孔穿过底壳和PCB,然后折弯焊接
优点：模具制造容易,可节约电池的内
腔空间
端子穿过底壳
缺点：装配较麻烦
7）短路保护： 8）外形尺寸： 9）重量：
2 基本组成 1） 主要材料 三大部件：电芯、保护板、外壳 电芯： 为电池的核心部件。 主要功能、特点规格见电芯介绍资料或电芯规格书。 保护板：为保证电芯正常工作，用来对电芯提供保护功能的部件。 主要功能及特点祥见保护板介绍资料。 外 壳 ：根据使用要求制成不同外形和不同颜色。 主要成份为ABS+PC料。 2） 辅料 镍 片：为电芯正极引出过度连接用。 双面胶：固定电芯用。 美纹胶纸：对电芯或保护板起绝缘用。 高温胶纸：对电芯或保护板起绝缘用。 插头线、导线：根据客户需要加配。
6
电解液：电解液在电池中作为能量传递的载体。锂离子电池电压高达 3~4.2V，因此，电解质只能用有机溶剂，而不能用水溶液电 解质（水的分解电压为1.23V）。 锂离子电池常用的锂盐有LiPF6、LiBF4、LiClO4，有机溶剂 有PC（碳酸丙烯酯）、EC（碳酸乙烯酯）、BC（碳酸丁烯
酯）、DMC（二甲基碳酸酯）、DEC（二乙基碳酸酯）、
MEC（甲基乙烯碳酸酯）等。 用于锂离子电池的电解液要有以下特点：电导率高、化学及
电化学稳定性高、可使用温度范围宽、安全性好、廉价等。
二）电芯结Байду номын сангаас平面示意图
隔膜
三）TCL聚合物电芯结构示意图
正极极耳
负极极耳
正极片
负极片
隔膜
铝塑包装膜
叠片工艺
五）电芯各类形状图
普通形
PL-A425062
PL-A393442
电池：是将化学能转化成电能的一种产品。
1 电池常规指标：
1）标称电压： 2）容量： 3）内阻： 4）充电限制电压： 5）充电保护电压： 6）放电保护电压：
充电模式：先以0.2C/1C电流恒流充电至4 .2V ，然后恒压充至充电电流为0.01C止。
放电模式：以0.2C/1C电流恒流放电至2 .75V 或3V止。
电 池 内 腔 不 规 则
选用异形电芯配合
装配时贴合塑胶件的曲线
七 电芯的包装、运输及防护
聚合物电池的正负极是两个外露的极耳，运送、加工不注意会造成折断、短路、 加工不良等问题。 使用、运输、储存等过程中必须注意温度范围， 低于60度。