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2021-06-08

鋰離子電池極耳設計公式

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鋰離子電池極耳設計公式


一(yi)般的(de)鋰(li)電池正(zheng)負(fu)極端是通(tong)過內部鎳極耳(er)(er)(銅鍍(du)鎳)或鋁(lv)極耳(er)(er)分別與負(fu)極、正(zheng)極蓋帽連接。當然(ran),極耳(er)(er)的(de)設(she)計(ji)對(dui)過流能力有(you)著重要影(ying)響,下面介(jie)紹(shao)一(yi)下極耳(er)(er)設(she)計(ji)理論


一、極(ji)耳材質理(li)論參數

(1)鎳極耳的安全載流值為11-13A/mm2,鎳的電導率在140000 S/cm,熔點在 1200℃~1400℃。

鋰離子電池極耳設計公式(圖1)

(2)銅極耳的安全載流值5-8A/mm2,銅的電導率在584000 S/cm,熔點在 ≈1000℃。

(3)鋁極耳的安全載流值3-5A/mm2,鎳的電導率在369000 S/cm,熔點在 ≈660℃。


二、極耳的幾(ji)何位對阻抗影(ying)響理(li)論設計(ji)

集流(liu)體(箔(bo)材)過(guo)流(liu)離極耳越(yue)遠,過(guo)電(dian)流(liu)過(guo)弱;平均電流值為集流體一半,簡單說有效阻抗Reff為集流體阻抗值Ro一半

Reff=Rc/2 或 Ra/2

鋰離子電池極耳設計公式(圖2)

其中

① Rc為正集流體阻抗值

② Ra為負集流體阻抗值


(1)極耳位于極片中間(jian)位

鋰離子電池極耳設計公式(圖3)

E=(I/2)2*(Ro/4)+(I/2)2*(Ro/4)= I2*(1/8)Ro= I2*Reff


(2)極耳(er)位(wei)于極片1/3位(wei)


鋰離子電池極耳設計公式(圖4)

E=(I/3)2*(Ro/6)+(2I/3)2*(2Ro/6)= I2*(1/6)Ro


(3)單極耳位于任(ren)意位


鋰離子電池極耳設計公式(圖5)

E=I2*[x2*x/2+(1-x)2*(1-x)/2]Ro


(4)雙極耳位(wei)于任意(yi)位(wei)


鋰離子電池極耳設計公式(圖6)

E=(I/3)2*(Ro/6)+(I/3)2*(Ro/6)+(I/3)2*(Ro/6)




1.電池極耳是什么?


極耳,是(shi)軟包鋰(li)離子電(dian)池產品的(de)(de)一種組(zu)件。電(dian)池分為正極和負(fu)(fu)極,極耳就是(shi)從電(dian)芯(xin)中將正負(fu)(fu)極引出來的(de)(de)金(jin)屬導(dao)電(dian)體(ti),通俗的(de)(de)說(shuo)電(dian)池正負(fu)(fu)兩極的(de)(de)耳朵(duo)是(shi)在進(jin)行(xing)充(chong)放電(dian)時的(de)(de)接(jie)觸點。電(dian)池的(de)(de)正極使(shi)用(yong)鋁(Al)材料(liao),負(fu)(fu)極使(shi)用(yong)鎳(Ni)材料(liao),負(fu)(fu)極也有銅鍍鎳(Ni—Cu)材料(liao),它們(men)都是(shi)由膠片和金(jin)屬帶(dai)兩部分復合而成。


鋰離子電池極耳設計公式(圖7)

2.極耳的分類


2.1按極耳金屬帶材質分:

⑴鋁(Al)極(ji)耳(er),一般(ban)用作正(zheng)極(ji)極(ji)耳(er),如果電池為鈦(tai)酸鋰負(fu)極(ji)時,也用作負(fu)極(ji)極(ji)耳(er)。

⑵鎳(Ni)極(ji)耳,用(yong)(yong)作負極(ji)極(ji)耳,主要用(yong)(yong)在數碼類小電(dian)(dian)池上,例如:手機(ji)電(dian)(dian)池、移動電(dian)(dian)源電(dian)(dian)池、平板電(dian)(dian)腦(nao)電(dian)(dian)池、智能傳遞設備電(dian)(dian)池等。

⑶銅鍍鎳(Ni—Cu)極(ji)(ji)耳(er),用作負極(ji)(ji)極(ji)(ji)耳(er),主要應用于(yu)動力電池和高倍率電池

鋰離子電池極耳設計公式(圖8)

2.2 按照極耳膠來分(國內市場):

⑴黑膠極(ji)耳(er),一般(ban)用(yong)在中(zhong)低(di)端數(shu)碼類小電(dian)池上。

⑵黃膠極耳,一般用在中低端動力(li)電池(chi)和(he)高倍率(lv)電池(chi)上(shang)。

⑶白膠極耳(er) ,一般用在高端(duan)數碼電池(chi)、動力電池(chi)和高倍率電池(chi)上。

鋰離子電池極耳設計公式(圖9)

2.3極耳的成品包裝分為:

⑴盤(pan)式極耳(整條金(jin)屬帶通過設(she)備加(jia)上膠片(pian)后整條的卷繞成盤(pan)),用在自動(dong)化生(sheng)產(chan)產(chan)線(xian)

⑵板式極耳(金屬帶加上(shang)膠片后裁切(qie)成(cheng)單個的,然后成(cheng)排擺放用兩(liang)片薄透(tou)明塑(su)料片夾在中間),用于普(pu)通(tong)生產(chan)產(chan)線。

鋰離子電池極耳設計公式(圖10)

3.電池極耳金屬帶材質

AL1050鋁(lv)合金為(wei)純鋁(lv)中添加(jia)少量(liang)銅元素形(xing)成,具(ju)有極(ji)佳(jia)的(de)成形(xing)加(jia)工特性(xing)(xing)、高耐腐蝕性(xing)(xing)、良好的(de)焊接性(xing)(xing)和導電性(xing)(xing)。


TU1為(wei)無(wu)(wu)氧銅,氧和雜質含(han)量(liang)極低,純度高,導(dao)電導(dao)熱性(xing)極好,延展性(xing)極好,透氣率低,無(wu)(wu)“氫(qing)病”或極少“氫(qing)病”;加工(gong)性(xing)能(neng)、焊接、耐蝕耐寒性(xing)均(jun)好。

鋰離子電池極耳設計公式(圖11)

4.各種品牌極耳膠結構與性質


4.1. 各種品牌極耳膠結構

目前(qian)極耳(er)膠都是從日本進口而來,極耳(er)膠生產技(ji)(ji)術難點是:PP材料的分子量要控制在(zai)一個(ge)比較窄的范圍內(nei),目前(qian)國內(nei)的技(ji)(ji)術生產出的PP膠達不到要求(qiu)。

鋰離子電池極耳設計公式(圖12)

極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao)結(jie)構(gou):極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao)一(yi)(yi)般由三層(ceng)(ceng)(ceng)材料(liao)熱壓在一(yi)(yi)起(qi)而構(gou)成(cheng),除凸版(ban)及昭(zhao)和制(zhi)造單層(ceng)(ceng)(ceng)改(gai)性(xing)PP構(gou)成(cheng)及騰(teng)森制(zhi)造五層(ceng)(ceng)(ceng)極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao)以(yi)外。一(yi)(yi)般極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao)由中間骨架層(ceng)(ceng)(ceng)及兩(liang)表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)PP層(ceng)(ceng)(ceng)構(gou)成(cheng),兩(liang)表(biao)面(mian)的(de)改(gai)性(xing)PP材質相同。日立和騰(teng)森為了追求超高(gao)的(de)粘合層(ceng)(ceng)(ceng)與金屬帶的(de)粘合強度,兩(liang)個(ge)表(biao)面(mian)的(de)改(gai)性(xing)PP材質不同,一(yi)(yi)面(mian)是親金屬性(xing)改(gai)性(xing)PP,另一(yi)(yi)個(ge)表(biao)面(mian)是親塑性(xing)改(gai)性(xing)PP。這種極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao),制(zhi)作極(ji)(ji)耳(er)(er)時一(yi)(yi)旦極(ji)(ji)耳(er)(er)膠(jiao)表(biao)面(mian)用(yong)反了,則(ze)必定會造成(cheng)電(dian)芯漏液氣脹(zhang)事故。


目前國內市場上,極耳制造所使用(yong)(yong)的(de)極耳膠(jiao)(jiao)分為白(bai)膠(jiao)(jiao)、黑膠(jiao)(jiao)、黃膠(jiao)(jiao)和(he)(he)(he)單層膠(jiao)(jiao)。其(qi)中高端(duan)(duan)電芯客戶大多采(cai)用(yong)(yong)單 層凸版80μm和(he)(he)(he)50μm白(bai)膠(jiao)(jiao)。一般中低端(duan)(duan)客戶采(cai)用(yong)(yong)DNP黑膠(jiao)(jiao)和(he)(he)(he)DNP黃膠(jiao)(jiao)。三層結構的(de)白(bai)膠(jiao)(jiao)在(zai)日(ri)本(ben)和(he)(he)(he)韓國大量采(cai)用(yong)(yong)。單層白(bai)膠(jiao)(jiao)在(zai)日(ri)韓電芯公(gong)司用(yong)(yong)的(de)極少,基(ji)本(ben)都用(yong)(yong)三層結構白(bai)膠(jiao)(jiao)。國內較高端(duan)的電芯(xin)公司也在逐(zhu)步采(cai)用三(san)層(ceng)結(jie)構的白膠。

鋰離子電池極耳設計公式(圖13)

4.2 各品牌極耳膠性能

DNP黃膠結構為(wei)中間(jian)功能層(ceng)UHR(為(wei)無紡(fang)布結構),表面兩層(ceng)為(wei)改(gai)性PPa。

UHR層厚度為(wei)14g/m2≈12μm,表面改性PPa厚度為(wei)44μm。

UHR熔點為310~340℃,PPa熔點為147℃。     


黃(huang)(huang)膠(jiao)(jiao)極(ji)耳(er)有分(fen)層的危險。但黃(huang)(huang)膠(jiao)(jiao)極(ji)耳(er)的封裝條件比白(bai)膠(jiao)(jiao)容易調(diao)節。前期日本(ben)極(ji)耳(er)膠(jiao)(jiao)供應商也提到黃(huang)(huang)膠(jiao)(jiao)的不足(zu),表現為3點:    

1)極耳膠是由中間一(yi)層UHR和表面兩層改性(xing)PP膠熱壓在一(yi)起的(de)。 

2)中間層無(wu)紡布,水分會從無(wu)紡布中通過毛細管滲透作用引入到電(dian)(dian)池(chi)內部,使得電(dian)(dian)池(chi)發鼓(gu)氣脹。   

3)無紡布容易(yi)分層,熱壓效果不好,電芯(xin)使用時間或(huo)擱置時間長(chang)了容易(yi)造成漏液(ye)。


DNP黑膠(jiao)結構為(wei)(wei)(wei)中間(jian)功能(neng)層(ceng)PEN(聚萘二甲酸乙二醇(chun)酯)薄膜,表(biao)面兩層(ceng)為(wei)(wei)(wei)改性PPa。PEN層(ceng)厚度為(wei)(wei)(wei)12μm,表(biao)面改性PPa厚度為(wei)(wei)(wei)44μm。PEN熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)(wei)265℃,PPa熔(rong)(rong)點(dian)為(wei)(wei)(wei)147℃。黑膠(jiao)其(qi)功能(neng)層(ceng)PEN和PP層(ceng)為(wei)(wei)(wei)不(bu)同物質復(fu)合,存(cun)在分層(ceng)風險,高端客(ke)戶(hu)一(yi)般不(bu)采用此(ci)膠(jiao)。

鋰離子電池極耳設計公式(圖14)

白膠

白(bai)(bai)(bai)膠又分為單層白(bai)(bai)(bai)膠、三層白(bai)(bai)(bai)膠、五層白(bai)(bai)(bai)膠。


單層(ceng)白膠一(yi)(yi)般由一(yi)(yi)層(ceng)改性PP構成(cheng),類似于初期的(de)鋁塑膜內層(ceng),熔點(dian)在(zai)140℃以上,與鋁塑膜的(de)內層(ceng)CPP熔點(dian)接近(jin)。


三層(ceng)結(jie)構白膠表面兩層(ceng)改性PP和中(zhong)間骨架(jia)層(ceng)PP經共擠制得,不存(cun)在(zai)分層(ceng)風(feng)險,高(gao)端客戶及(ji)動力電芯(xin)一般(ban)都采用此類極耳膠。

鋰離子電池極耳設計公式(圖15)

5.各種極耳膠性能比較


5.1 黃膠極耳和黑膠極耳的比較


DNP黑膠其功能層(ceng)PEN和PPa層(ceng)為不同物(wu)質(zhi)復合,界(jie)面多,經過電解液(ye)浸(jin)泡后本身會分層(ceng)剝離(li)。PEN熔點(dian)為265℃,PPa熔點(dian)為147℃。且(qie)黑膠PPa層(ceng)里還有(you)3種不同融點(dian)的物(wu)質(zhi),黑色素:66℃,PE 105℃,PP167℃,界(jie)面更加(jia)不穩(wen)定。 


黃膠(jiao)極(ji)耳功(gong)能(neng)層(ceng)本(ben)身融點300℃以上,所以熱封時會(hui)(hui)更好(hao)操作。中間功(gong)能(neng)層(ceng)改(gai)用了無紡纖維層(ceng)代替原來的(de)聚(ju)萘二甲(jia)酸(suan)乙(yi)二醇酯,界面融合(he)較黑膠(jiao)好(hao),但(dan)仍然無法(fa)解決不同物(wu)質(zhi)之間的(de)徹底(di)融合(he)問題。黃膠(jiao)由于本(ben)身PPa層(ceng)技術的(de)原因,在熱封后(hou)會(hui)(hui)變得(de)異常堅硬,失(shi)去柔韌(ren)性,在封裝電池和(he)后(hou)期加工(gong)(轉鎳、加板)時,易使極(ji)耳膠(jiao)及極(ji)耳金(jin)屬斷裂(lie),從(cong)而使電池產生漏液(ye)、氣脹等。

鋰離子電池極耳設計公式(圖16)

5.2 黃膠極耳和白膠極耳的比較


白膠采(cai)用三層具(ju)有不(bu)同功(gong)能的PP材料(liao)經共擠制得,其功(gong)能層熱封(feng)(feng)溫度較(jiao)寬(kuan)165~167℃,略(lve)低于(yu)電池(chi)封(feng)(feng)裝溫度(180-220度),可以有效的防止(zhi)切面短路(lu)問(wen)題,增大了(le)電池(chi)封(feng)(feng)裝時可操作的溫度范圍,提高了(le)電池(chi)生(sheng)產的成品率。


黃膠(jiao)極(ji)耳(er)(er)由(you)于(yu)本身PP層技術(shu)的(de)原因,在熱封后會變得異常堅(jian)硬,失去柔韌(ren)性,在封裝(zhuang)電池和后期加(jia)工(轉鎳、加(jia)板(ban))時,易使極(ji)耳(er)(er)膠(jiao)及極(ji)耳(er)(er)金屬(shu)斷裂(lie),從而使電池產生漏液、氣脹等,而白膠(jiao)極(ji)耳(er)(er)由(you)于(yu)3個功(gong)能層使用(yong)的(de)材料屬(shu)于(yu)同類(lei)(lei)物質(PP類(lei)(lei)),在熱封后仍可(ke)以保持極(ji)高的(de)柔韌(ren)性。

鋰離子電池極耳設計公式(圖17)

5.3 白膠極耳和單層白膠的比較


單層白(bai)膠(jiao)類似于初期的(de)(de)鋁塑(su)膜(mo)內(nei)層,因只有一(yi)個融點(dian),熱封(feng)溫(wen)度(du)超過融點(dian)則易(yi)導致完全熔解(jie)短路,熱封(feng)溫(wen)度(du)在(zai)不足時(shi)則形成(cheng)軟化,這將導致和鋁塑(su)膜(mo)的(de)(de)CPP層不能完全融解(jie)聚(ju)合,電(dian)池容易(yi)漏液(ye)脹氣。三層結構的(de)(de)白(bai)膠(jiao)極(ji)耳(er),由于外層采用與(yu)(yu)鋁塑(su)膜(mo)內(nei)層類似的(de)(de)材料,保(bao)證了與(yu)(yu)鋁塑(su)膜(mo)的(de)(de)融合,而表(biao)(biao)面改性(xing)PP與(yu)(yu)中間(jian)層PP之間(jian)的(de)(de)30℃以上的(de)(de)溫(wen)差具有更廣的(de)(de)熱封(feng)溫(wen)度(du),使封(feng)裝(zhuang)的(de)(de)操作性(xing)更強,保(bao)證了極(ji)耳(er)膠(jiao)與(yu)(yu)鋁塑(su)膜(mo)之間(jian)的(de)(de)封(feng)裝(zhuang)可靠(kao)性(xing)。下表(biao)(biao)為谷口80μm厚三層白(bai)膠(jiao)極(ji)耳(er)與(yu)(yu)凸版會(hui)社80μm厚單層白(bai)膠(jiao)極(ji)耳(er)硬封(feng)封(feng)裝(zhuang)拉力測試比較: 

鋰離子電池極耳設計公式(圖18)

鋰離子電池極耳設計公式(圖19)

5.4 三層白膠極耳和三層或五層白膠(分正反面)極耳的比較


如(ru)前所述,三層(ceng)(ceng)白膠(jiao)極耳外層(ceng)(ceng)采用與鋁塑膜內層(ceng)(ceng)類似的材料(liao),具(ju)有更廣的熱封(feng)溫(wen)度,保(bao)證(zheng)了與鋁塑膜的融合,而3層(ceng)(ceng)PP間(jian)明顯的溫(wen)差(cha)使封(feng)裝(zhuang)的操作性更強。


極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠表面分正(zheng)(zheng)反(fan)(fan)面的(de)極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er),如(ru)果(guo)在制(zhi)作極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)的(de)過程中用反(fan)(fan)了(le),則電(dian)芯在極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠處必(bi)然(ran)會發生漏液事故,國內已經發生多次(ci)此類(lei)事故。而如(ru)果(guo)嚴(yan)格控制(zhi)極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)制(zhi)作過程,不發生用錯極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠正(zheng)(zheng)反(fan)(fan)面的(de)問題,其極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠與金屬帶之間(jian)的(de)熔接強(qiang)度比正(zheng)(zheng)常三層極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)膠極(ji)(ji)耳(er)(er)(er)(er)的(de)要高。


下(xia)表為谷口100μm厚(hou)(hou)三層(ceng)(ceng)白(bai)(bai)膠(jiao)極(ji)耳與日立100μm厚(hou)(hou)三層(ceng)(ceng)白(bai)(bai)膠(jiao)(分正反(fan)面)極(ji)耳及滕森105 μm厚(hou)(hou)五層(ceng)(ceng)白(bai)(bai)膠(jiao)(分正反(fan)面)極(ji)耳軟(ruan)封(feng)封(feng)裝拉力測試比較: 

鋰離子電池極耳設計公式(圖20)

鋰離子電池極耳設計公式(圖21)

5.5 日立三層白膠和單層白膠

鋰離子電池極耳設計公式(圖22)

5.6 日立三層白膠和單層白膠DSC圖

鋰離子電池極耳設計公式(圖23)

6.1 電池極耳生產流程(白膠)


動(dong)力銅(tong)(tong)鍍鎳(nie)(nie)極(ji)耳:銅(tong)(tong)保證導電性;經過表(biao)面(mian)處(chu)理(li)后鎳(nie)(nie)起到防止銅(tong)(tong)氧化的作用,如果要保證銅(tong)(tong)鍍鎳(nie)(nie)極(ji)耳的焊錫性,還(huan)需要對(dui)極(ji)耳的表(biao)面(mian)鈍化膜進(jin)行二次(ci)處(chu)理(li)。市場上一些(xie)公司的極(ji)耳不進(jin)行二次(ci)處(chu)理(li)也能勉強上錫,但極(ji)耳的耐(nai)電液腐蝕(shi)性差(cha)些(xie)。


目前,在極(ji)耳(er)工(gong)業生(sheng)產中,鍍(du)鎳(nie)(nie)(nie)主要采(cai)用電(dian)鍍(du)鎳(nie)(nie)(nie)和(he)化學鍍(du)鎳(nie)(nie)(nie)工(gong)藝兩種,電(dian)鍍(du)鎳(nie)(nie)(nie)層厚度(du)1.8±0.3um,化學鍍(du)鎳(nie)(nie)(nie)層厚度(du)1.0±0.3um。

鋰離子電池極耳設計公式(圖24)

6.2 動力極耳金屬帶削邊處理


動(dong)力極耳的金屬帶厚(hou)度(du)超過(guo)(guo)0.2mm時,其(qi)臺階厚(hou)度(du)超過(guo)(guo)PP膠厚(hou)度(du),則金屬帶需(xu)做側(ce)邊削邊處理(li),否則易導致絕緣阻抗降低、產生脹氣(qi)漏液的風險。

鋰離子電池極耳設計公式(圖25)

7.電池極耳的測試


7.1 電解液浸泡后滲透測試

鋰離子電池極耳設計公式(圖26)

7.2.1 電解液浸泡后熱封強度測試

鋰離子電池極耳設計公式(圖27)

7.2.2 電解液浸泡后滲透測試

參(can)照:日本某EV電芯(xin)廠(chang)家對EV與ESS極(ji)耳的技術要求。

電解液浸泡(pao)65℃×28天,極耳膠(jiao)與(yu)金屬導體的玻璃強度(du)要求>15N/15mm。


總結:國內電(dian)動(dong)EV用(yong)極耳的(de)耐電(dian)解液判定之最(zui)低標準為:

1. 85℃×24h電解液(ye)浸泡,極(ji)耳膠(jiao)與(yu)金屬(shu)導體的玻璃強(qiang)度

PeelStrength>15N/15mm;

2. 85℃×24h電(dian)解液(ye)浸泡,滲透(tou)液(ye)不(bu)能侵入膠體(ti)內。

鋰離子電池極耳設計公式(圖28)


7.3 彎折測試

厚度<0.2mm時:鋁(lv)、鎳(nie)Tab≥7次(ci);鍍鎳(nie)銅≥6次(ci)

厚(hou)度≥0.2mm時:鋁、鎳、鍍鎳銅(tong)Tab≥5次;

符(fu)合EV動力(li)應用(yong)的耐震、耐疲(pi)勞(lao)韌性測(ce)試。

鋰離子電池極耳設計公式(圖29)

7.4.1 銅鍍鎳動力極耳——鍍層密著性測試

要求:鍍層(ceng)無發(fa)黑。

長時間大電流、行駛震(zhen)動(dong)等情(qing)況下(xia)鍍(du)層性(xing)能不(bu)足時會:

電芯內(nei)部——鍍層脫落至極片(pian)——微短路——自放電;

電芯外(wai)部——PACK焊(han)接處鍍層(ceng)松動——接觸內阻變大——or焊(han)接處脫落。

鋰離子電池極耳設計公式(圖30)

7.4.2 金屬極耳導體關鍵參數對比

鋰離子電池極耳設計公式(圖31)

7.5 盤式極耳——膠塊脆化程度測試

鋰離子電池極耳設計公式(圖32)

鋰離子電池極耳設計公式(圖33)


“極耳(er)”是一(yi)個(ge)“連接、導電、密(mi)封件”。“連接(jie)”是(shi)指(zhi)電(dian)(dian)池內外(wai)連接(jie),極(ji)耳(er)膠與鋁(lv)塑膜的(de)連接(jie);“導電(dian)(dian)”是(shi)指(zhi)通(tong)過極(ji)耳(er)將(jiang)電(dian)(dian)引(yin)出來及產生回路;“密封(feng)”是(shi)指(zhi)膠條(tiao)與金(jin)屬(shu)帶之間的(de)密封(feng)和膠條(tiao)與鋁(lv)塑膜之間的(de)密封(feng)。

鋰離子電池極耳設計公式(圖34)
鋰離子電池極耳設計公式(圖35)
鋰離子電池極耳設計公式(圖36)
鋰離子電池極耳設計公式(圖37)
鋰離子電池極耳設計公式(圖38)
鋰離子電池極耳設計公式(圖39)


一個(ge)極耳是由(you)兩(liang)片(pian)(pian)膠(jiao)片(pian)(pian)把(ba)金(jin)屬(shu)帶夾在中間的。目(mu)前市場使(shi)用的膠(jiao)片(pian)(pian)有黑膠(jiao)、白膠(jiao)和(he)單層膠(jiao)三(san)種。常用的(de)黑膠片(pian)(pian)是三層結構的(de):黑色素(su),熔(rong)點(dian)66℃;PE,熔(rong)點(dian)105℃;PP,熔(rong)點(dian)137℃。極耳的(de)成(cheng)品(pin)包裝分為(wei)盤(pan)式(shi)(整條金屬帶(dai)通過設備加(jia)上(shang)膠片(pian)(pian)后整條的(de)卷繞成(cheng)盤(pan))和板式(shi)(金屬帶(dai)加(jia)上(shang)膠片(pian)(pian)后裁(cai)切成(cheng)單個的(de),然后成(cheng)排擺放用兩(liang)片(pian)(pian)薄透明塑料(liao)片(pian)(pian)夾在中間)。


鋰離子電池極耳設計公式(圖40)


鋰電池極耳連接(jie)方法

1.鉆孔攻絲后上螺絲。
優點:機械連接強度高(gao),牢(lao)固(gu)可(ke)靠,費用(yong)低。
缺點:由于厚(hou)度未知,存在(zai)一定風險。

2.鉆孔攻絲后用普通焊錫焊接銅絲,用鋁塊試驗,步驟:打孔功絲用錫焊絲把空塞滿中間別忘了塞銅絲銅絲1.0的烙鐵化錫老虎鉗拉不下來銅絲為保險起見一個極柱最好兩到三個空然后上紫銅帶相當牢固。

優點:設備簡單,容易(yi)操(cao)作,費用低(di)。
缺點:焊(han)接是否(fou)牢固有待檢驗。

3.使用M51焊絲(低溫焊絲)直接焊接,焊接材料:M51+M51-F,低溫銅鋁焊接。M51是WEWELDING-M51的(de)簡(jian)稱,也叫萬能51,是美國R&D工(gong)業公司(si)出廠的(de)牌號,它是一(yi)種含有特殊稀有元(yuan)素(su)的(de)低溫銅鋁焊(han)絲,2010年由(you)威歐(ou)丁(天(tian)津)焊(han)接(jie)技術有限公司(si)引進中國大陸主(zhu)要(yao)用(yong)于在(zai)低溫下(xia)解決幾乎(hu)所有白色金(jin)屬的(de)顯(xian)著(zhu)能力,白色金(jin)屬包括(kuo)鋅(幾乎(hu)不能焊(han)接(jie))、銅鉛合金(jin)、錫鉛合金(jin)、鋁和(he)鉛等。M51還可將上述任何一(yi)種金(jin)屬與(yu)銅、黃銅、鋼(gang)、不銹鋼(gang)或青銅等其他(ta)任何金(jin)屬焊(han)合。馬云家上搜索,價(jia)格有點小(xiao)貴,直徑1.3毫(hao)米(mi)3米(mi)長的(de)M51就(jiu)要(yao)25元(yuan),M51-F助(zhu)焊(han)劑一(yi)小(xiao)瓶就(jiu)要(yao)50元(yuan)。

優點:介紹上說設(she)備簡單、焊接牢(lao)固(gu)
缺點:費用(yong)偏高,是否牢固有(you)待檢驗(yan)

鋰離子電池極耳設計公式(圖41)

4.超聲波焊接

軟(ruan)包裝鋰離子(zi)動力電(dian)(dian)池極耳(er)焊(han)接(jie)(jie)結構技術(shu)方(fang)案是(shi)在正、負極耳(er)焊(han)接(jie)(jie)時,直接(jie)(jie)將極耳(er)金屬(shu)片(pian)與電(dian)(dian)池集流體(ti)通過超(chao)聲焊(han)接(jie)(jie)機以直焊(han)的方(fang)式焊(han)接(jie)(jie)。

鋰離子電(dian)池的(de)(de)電(dian)芯(xin)在(zai)(zai)(zai)(zai)制作(zuo)過程中,電(dian)芯(xin)由多層(ceng)電(dian)芯(xin)極(ji)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)疊(die)加(jia)(jia)而成(cheng),每層(ceng)電(dian)芯(xin)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)伸出一(yi)層(ceng)極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian),在(zai)(zai)(zai)(zai)電(dian)芯(xin)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)對齊后極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)也貼合并對齊在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)起,需要將電(dian)芯(xin)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)焊接(jie)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)起形成(cheng)電(dian)芯(xin),并把(ba)極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)焊接(jie)在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)起形成(cheng)極(ji)耳(er)(er)(er)(er),由于極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)很薄,僅有(you)0.01mm左右(you),因此傳統一(yi)般通過超(chao)(chao)(chao)聲波(bo)焊接(jie),焊接(jie)時在(zai)(zai)(zai)(zai)疊(die)加(jia)(jia)后的(de)(de)極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)下(xia)部墊(dian)上(shang)(shang)底模(mo)作(zuo)為支撐,將超(chao)(chao)(chao)聲波(bo)焊接(jie)裝置的(de)(de)焊頭壓在(zai)(zai)(zai)(zai)疊(die)加(jia)(jia)后的(de)(de)極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)上(shang)(shang)并通過焊頭給極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)施加(jia)(jia)一(yi)定的(de)(de)壓力(li),然后開動(dong)超(chao)(chao)(chao)聲波(bo)焊接(jie)裝置,焊頭直接(jie)輸出超(chao)(chao)(chao)聲波(bo),在(zai)(zai)(zai)(zai)高頻振動(dong)下(xia)實現相鄰極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)上(shang)(shang)原子的(de)(de)共振,從而將極(ji)耳(er)(er)(er)(er)箔(bo)(bo)(bo)片(pian)(pian)(pian)(pian)(pian)結合在(zai)(zai)(zai)(zai)一(yi)起。

鋰離子電池極耳設計公式(圖42)

鋰離子電池極耳設計公式(圖43)

鋰離子電池極耳設計公式(圖44)

鋰電池超聲波(bo)極片極耳焊接機(ji)



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