軟包電芯，其實就是使用了鋁塑膜作為包裝材料的電芯坠非。相對來說敏沉，鋰離子電池的包裝分為兩大類，一類是軟包電芯炎码，一類是金屬外殼電芯盟迟。金屬外殼電芯又包括了鋼殼與鋁殼、圓柱和方形等等潦闲。
軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢攒菠，比如，安全性能好歉闰，軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝辖众，發(fā)生安全問題時卓起，軟包電池一般會鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕凹炸，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%戏阅，較鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小，軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小啤它，可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好奕筐，軟包電池的循環(huán)壽命更長，100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%～7%;設(shè)計靈活变骡，外形可變?nèi)我庑螤罾牒眨梢愿。筛鶕?jù)客戶的需求定制塌碌，開發(fā)新的電芯型號渊胸。
軟包在動力電池領(lǐng)域的占比已超過方形和圓柱，據(jù)統(tǒng)計台妆，2015年國內(nèi)方形翎猛、圓柱、軟包鋰電池產(chǎn)量分別為17GWh频丘、10.1GWh办成、19.8GWh，占比分別為36.4%搂漠、21.5%迂卢、42.3%。
隨著新能源汽車新補貼政策的出臺桐汤，電池的系統(tǒng)能量密度成為一項重要考核指標(biāo)而克。三元軟包電池容量較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電高10~15%、較鋁殼電池高5~10%怔毛，而重量卻比同等容量規(guī)格的鋼殼電池和鋁殼電池更輕员萍，因此，補貼新政對三元軟包電池更有利拣度。鑒于軟包電池的優(yōu)勢碎绎，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計，隨著電池路線的發(fā)展抗果，軟包電池在新能源汽車市場的滲透率將不斷提升筋帖，未來軟包電池在各類型電池中的占比有望超過50%。?
外殼使用材料決定了他們的封裝方式不同冤馏。軟包才有鋁塑膜日麸，需使用熱封裝；金屬外殼一般使用激光焊接封口逮光。鋁塑膜一般有三層代箭，尼龍層是保證了鋁塑膜的外形墩划，減輕對外殼的損傷，保證在制造成鋰離子電池之前嗡综，膜不會發(fā)生變形乙帮，阻止空氣尤其是氧的滲透,維持電芯內(nèi)部的環(huán)境,同時保證包裝鋁箔具備良好的形變能力。Al層就是一層金屬Al構(gòu)成蛤高，其作用是防止水的滲入蚣旱，維持電芯內(nèi)部的環(huán)境具有一定的厚度強度能夠防止外部對電芯的損傷碑幅。鋰離子電池很怕水沟涨，一般要求極片含水量都在PPM級，所以包裝膜一定能夠擋住水氣的滲入。尼龍不防水，無法起到保護作用。而金屬Al在室溫下會與空氣中的氧反應(yīng)生成一層致密的氧化膜猖吴，導(dǎo)致水氣無法滲入，保護了電芯的內(nèi)部。Al層在鋁塑膜成型的時候還提供了沖坑的塑性。PP是聚丙烯的縮寫怔软，這種材料的特性是在一百多攝氏度的溫度下會發(fā)生熔化，并且具有黏性。所以電池的熱封裝主要靠的就是PP層在封頭加熱的作用下熔化黏合在一起，然后封頭撤去，降溫就固化黏結(jié)了装蓬，PP不會被電芯內(nèi)有機溶劑溶解乳蛾、溶脹等,有效阻止內(nèi)部電解質(zhì)等與 Al 層接觸,避免 Al 層被腐蝕。
鋁塑膜看上去很簡單筛欢，實際做起來，如何把三層材料均勻地、牢固地結(jié)合在一起也不是那么容易的事娜遵。很遺憾的是，現(xiàn)在質(zhì)量好的鋁塑膜基本上都是日本進(jìn)口的设拟，國產(chǎn)的質(zhì)量還有待改進(jìn)慨仿。
一工段和一般電池工藝相同，此處不再贅述纳胧。極片成型方式通常采用模切镰吆，極耳采用激光切或者模切。極片堆疊方式躲雅，疊片一般采用Z字型極片和卷繞型極片鼎姊，把切好后的一片一片的極片，通過堆疊貼膠后成一個卷芯相赁，放入沖好的鋁塑膜坑里，接下來我們講一下沖坑慰于。
? ? 軟包電芯可以根據(jù)客戶的需求設(shè)計成不同的尺寸钮科，當(dāng)外形尺寸設(shè)計好后，就需要開具相應(yīng)的模具婆赠，使鋁塑膜成型绵脯。成型工序也叫作沖坑，顧名思義休里，就是用成型模具在加熱的情況下蛆挫，在鋁塑膜上沖出一個能夠容納卷芯的坑，如下圖所示：
?鋁塑膜沖好并裁剪成型后妙黍，一般稱為Pocket袋悴侵，見下圖所示。一般情況下拭嫁，電芯較薄的時候選擇沖單坑(下圖左)可免，在電芯較厚的時候選擇沖雙坑(下圖右)，鋁塑膜的變形量太大突破鋁塑膜的變形極限會導(dǎo)致破裂做粤。有時候在氣袋區(qū)域沖一個坑浇借，增加一個氣囊，氣囊可根據(jù)需要增加怕品，氣袋作用主要是用于收集化成過程中的氣體妇垢。
把疊好的卷芯放入沖好的坑內(nèi)，沿著上圖黃線對折后，如下圖所示：
卷芯放入坑內(nèi)闯估，經(jīng)過幾道工序后需要封裝的區(qū)域恢总，如下圖所示，我們會按順序介紹：
把卷芯放到坑中之后睬愤，就把整個鋁塑膜可以放到夾具中片仿，在頂側(cè)封機里進(jìn)行頂封與側(cè)封了。封裝的時候兩個封頭帶有一定的溫度(一般在180℃左右)尤辱，合攏時壓在鋁塑膜上砂豌，鋁塑膜的PP層就熔化然后黏結(jié)在一起了。這里特別說一下頂封光督，頂封區(qū)域的示意圖如下圖所示阳距。頂封是要封住極耳的，這就要靠極耳上的一個小部件—極耳膠來完成了结借。極耳膠在加熱時能夠熔化黏結(jié)筐摘。在極耳位的封裝見下圖圓圈中所示。封裝時船老，極耳膠中的PP與鋁塑膜的PP層熔化黏結(jié)咖熟，形成了有效的封裝結(jié)構(gòu)。
? ? 軟包電芯在頂封和側(cè)封之后柳畔，需要做X-ray檢查其卷芯的對齊度馍管，然后就進(jìn)干燥房除水氣。在干燥房靜置若干時間后薪韩，就進(jìn)入了注液與一封工序确沸，（有些工廠會在注液工序加入包膜工序，避免電解液腐蝕鋁塑膜）通過上面的介紹我們知道俘陷，電芯在頂封和側(cè)封完成之后罗捎，就只剩下氣袋那邊的一個開口，這個開口就是用來注液的拉盾。在注液完成之后桨菜，需要馬上進(jìn)行氣袋邊的預(yù)封峦椰，也叫作一封土铺。一封封裝完成后，電芯內(nèi)部就是完全與外部環(huán)境隔絕了厨幻。一封的封裝原理與頂側(cè)封相同告私，這里就不贅述了屎暇。流程如下圖所示：
? ? 在注液與一封完成后，首先需要將電芯進(jìn)行靜置驻粟，根據(jù)工藝的不同會分為高溫靜置與常溫靜置根悼，靜置的目的是讓注入的電解液充分浸潤極片凶异。然后電芯就可以拿去做化成〖费玻化成的主要作用是激活電池剩彬，形成SEI膜，具體可看我的歷史文章矿卑，里面有關(guān)于化成工序的詳細(xì)解釋喉恋。化成中母廷，由于軟包電池的特性轻黑，有些廠家會對電池進(jìn)行整形化成，即采用夾具對電池進(jìn)行固定化成琴昆。
? 因為化成過程中會產(chǎn)生氣體氓鄙，根據(jù)不同材料產(chǎn)氣量不同，故而有根據(jù)需求增加氣囊业舍，擴大容納氣體的體積抖拦，二封時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工序：Degassing(排氣)與二封舷暮，還有后面一個剪氣袋加折邊的工序态罪，還有一些公司因電池大，產(chǎn)氣量大脚牍，有預(yù)degas向臀，化成，degas诸狭，二封工藝。我們就常規(guī)的二封君纫，給大家解釋驯遇，如下圖：
? ? 二封時，首先由鍘刀將氣袋刺破蓄髓，同時抽真空叉庐，這樣氣袋中的氣體與一小部分電解液就會被抽出。然后馬上二封封頭在二封區(qū)進(jìn)行封裝会喝，保證電芯的氣密性陡叠。最后把封裝完的電芯剪去氣袋，二封剪完氣袋之后需要進(jìn)行裁邊與折邊肢执，就是將一封邊與二封邊裁到合適的寬度枉阵，然后折疊起來，保證電芯的寬度不超標(biāo)预茄，這樣一個軟包電芯就基本成型了兴溜。
? ? 電芯折完邊后就放到分容柜上進(jìn)行分容，具體分容作用，可見我往期文章拙徽。分容后刨沦，容量合格的電芯就會進(jìn)入后工序，包括檢查外觀膘怕、重量想诅、貼膠、電壓檢測岛心、內(nèi)阻檢測来破、Hi-pot檢測、極耳轉(zhuǎn)接焊等等鹉梨。結(jié)束后讳癌，就到了PACK，一個軟包電池就開始投入新能源戰(zhàn)場了存皂。
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