SONY鋰離子電池Pack設計技術4

１１.超聲波熔著（２）接縫設計圖1表現(xiàn)的是沒有設計超聲波熔著用的接縫的平面上,給予它超聲波振動時的狀態(tài)。在這樣的平面之間進行熔著的話,樹脂熔出的位置會不均一,也無法得到均一并且安定的熔著強度。同時,表中也可以看出,熔著部的發(fā)熱溫度上升遲鈍很花時間,不僅僅是效率差,還會導致樹脂的劣化。圖2表現(xiàn)的是設計了超聲波用的接縫的平面上給與超聲波振動時的狀態(tài)。樹脂的熔出位置時常是三角形的頂點,是一定化的,能做到均一的熔接狀態(tài),另外,圖中也能知道這樣是可以獲得安定的熔著強度的。熔著部急劇發(fā)熱,在短時間內(nèi)可以熔著,所以很難引起樹脂的劣化。

把像這樣的超聲波熔著用的三角形的加強筋叫做「能量控制器」（ED）,超聲波振動集中在這個部分進行伸縮運動,使樹脂到達熔融溫度為止在極其短的時間內(nèi)發(fā)熱,

使比較效果比較好的熔著變?yōu)榭赡堋?/p>

圖１圖２能量控制器1１１.超聲波熔著（３）電池Pack接縫設計電池Pack的接合部厚度在１ｍｍ以下的薄肉的情況較多。像這樣的薄肉的熔著有容易出現(xiàn)毛刺,難以定位這樣的缺點,所以用階梯接縫。這個形狀在忌諱毛刺露出的那側作出壁,在預防露出的同時也作為定位來活用。

尺寸的話,段差（階梯）高度W/2、寬度W/2～W/3程度為一般情況。階梯接縫的情況,熔著部的寬度用“d”尺寸表示,所以ED的尺寸由“d”的大小來設定?！癰”比“a”尺寸大0.2～0.3mm程度,熔著后的“f”尺寸間隙有0.05～0.1mm程度,有預防向外側露出毛刺的機能。

尺寸“c”是嵌合部的間隙,

越是小的它的熔著狀態(tài)就安定,成形品的完成尺寸出現(xiàn)波動嵌合變硬的話,階梯部的壁之間會相磨,所以需要有多余的Power。一般情況該間隙0.05mm程度是適當?shù)摹?/p>

實際的電池Pack接縫設計例2１２.抵抗熔接（１）被熔接物（Tab）被熔接物（Cell電極）電流加壓力加壓力無效分流由于有電流流過,此部分的接觸抵抗會發(fā)熱,材料熔融然后結合。熔接電極棒電流何為抵抗熔接把要熔接的復數(shù)個的金屬重疊,由電極加上一個指定的加壓力的話同時,熔接電流會在極短時間內(nèi)流到被熔接材料里,

由于被熔接金屬間的接觸抵抗的發(fā)熱產(chǎn)生的熱把被熔接材料熔融結合的方法抵抗熔接的種類抵抗熔接的通電方式有直接、間接、系列通電的方式。電池的熔接主要采用連續(xù)的點熔接。另外,被熔接物側由于設置了集中電流的突起物（Projection）這樣的方式叫做Projection熔接。Projection熔接,電極的頂端即使是平坦的,也能通過集中電流發(fā)熱。系列熔接如圖中所示那樣配置電極的熔接叫系列熔接。該方式通一次電可以熔接2點,另外,與間接熔接同樣,電極可以從單側接近,

有這樣的好處。系列熔接中,

電極和金屬導線接觸面2個地方、金屬導線和蓋子接觸面的2個地方是主要的放熱處。該熔接中對直接熔接沒有幫助的無效分流和電極間距離的檢討是重要的。為壓制無效分流,在tab電極間設Slit是較有效的。Tabslit實例直接熔接間接熔接系列熔接帶Projection3１２.抵抗熔接（２）Peltier効果：異種金屬間流過直流電流的話,＋極和－極會發(fā)生溫度差的現(xiàn)象

ＰＴPack系的熔接Power工具用電池Pack與情報機器、ＡＶ機器的Pack相比,對待比較粗暴,而且使用時會涉及特殊的振動、沖擊。所以對Cell－Tab的熔接強度要特別注意。以前,ＰＴ系電池Pack的Tab,采用0.3ｍｍ的Ｖ－Ｎｉ

Tab,但是近年開始采用0.15ｍｍ的銅合金Tab。這樣的話,

板壓薄的話材料的剛性就下降,沖擊時對熔接點的應力會有由于材料自身的變形而降低的效果。另外,Ｃｕ合金與Ｖ－Ｎｉ相比導電率高,板壓即使減半也能流過同等的大電流。把Ｃｕ合金在Cell上進行系列熔接的情況,以前都是采用使用變壓器熔接電源的方式,有熔接強度波動大、不安定的缺點。另外,由于Peltier効果,會有熔接點的熔法左右不均等的缺點。為了改善這些,在ＰＴ系的Ｃｕ合金熔接中,采用短時間可能通過大電流的晶體管熔接電源,而且為了減小Peltier効果,也引用了轉極方式,實現(xiàn)了熔接強度的安定化。

Peltier効果左右熔接痕不均等Cu合金熔接（沖擊試驗后的狀態(tài)）①②轉極方式均等的熔化4熔接拉伸強度的評價使用強度拉伸試驗機進行熔接強度的確認。試驗做到Tab完全剝下為止,記錄拉伸強度的「最大值」。拉伸強度確認頻度

頻度：1天5次以上抽取數(shù)：抽?。硞€以上,確認正極?負極各各的強度。

Cell組的抽取各處由于實行推移管理,所以按照各機種來統(tǒng)一。判定基準（筒Cell、t０．１５Tab的情況）

１）熔接強度

４點熔接：５０N以上２點熔接：３０N以上

２）剝下時的Tab開孔大小與熔接痕同等面積３）Tab開孔數(shù)

４點熔接：有３點以上的Tab開孔（ＰＴ

Pack系：有４點的Tab開孔）２點熔接：有２點的Tab開孔

CellTab剝離方向捏具９０度剝離試驗法１２．抵抗熔接（３）引張強度試験器5１２．抵抗熔接（４）熔接痕（nugget）的評價在最佳熔接條件的設定中,確認熔化量的情況按照以下來實施。Tab或是Cell電極部是新規(guī)材質(zhì)的情況下按照以下,根據(jù)熔接來對熔化量評價。熔接痕（nugget）的確認方法在決定最佳熔接條件時,取最佳熔接條件和最大條件時的熔接部的斷面,調(diào)查nugget的熔化深度熔接痕的判定有0.1mm～0.15mm的熔化,而且到Cell缸底為止有0.1mm以上的板厚的熔化沒有達到缸底連續(xù)熔接確認在最大熔接條件下連續(xù)熔接３０

Short,全熔接痕無漏液,而且任意抽取3個以上的樣品滿足判定條件最佳熔接條件下的nugget熔化深度②最佳熔接條件下的nugget熔化深度①0.3ｍｍ0.１ｍｍ程度熔化最大熔接條件下的nugget熔化深度②0.3ｍｍ0.１５ｍｍ程度熔化最大熔接條件下的nugget熔化深度①Cell缸底Tab6

參考：PolymerPack的Lead接續(xù)抵抗熔接接合（開孔）（沖壓）鉚接接合新技術PolymerPack的抵抗熔接接合PolymerPack的正負極Lead和Tab的結合是通過抵抗熔接接續(xù)的。與缸熔接的不同點是,Lead的肉厚較?。?0μ）,正極Lead的材質(zhì)是鋁。（負極Lead是鎳）在鋁Lead－鎳Tab的熔接中,由于鋁的Lead柔軟的緣故,容易發(fā)生開孔、火花、粘到電極上等問題,所以需要充分的管理。鉚接接合用四角錐將頂端弄尖的針貫通２枚重疊在一起的被接合物,開孔后,根據(jù)沖壓,會出現(xiàn)如照片所示的花瓣形狀實行鉚接的技術。針對抵抗熔接的品質(zhì)判斷只能靠做破壞試驗來講,這個鉚接接合的品質(zhì)判斷可以根據(jù)鉚接部的形狀確認以及厚度管理,而成為可能。07年10月開始采用。7１３．機器本體設計時的注意事項

不要直接在Cell上焊接。

盡可能在機器本體?充電器的發(fā)熱部離開點的位置組入。

用金屬制的項鏈,夾子等等各端子難短路的構造、端子形狀。

與專用充電器,機器本體接續(xù)的情況下,

無法逆接續(xù)?誤接續(xù)的構造、端子形狀。

無法容易的與其他充電器,本體接續(xù)的構造、端子形狀。

最終用戶無法容易的轉用成其他電源的構造、端子形狀。

機器本體的端子的材質(zhì),使用鎳、鍍鎳的銅、耐腐食的材質(zhì)。

另外,有大電流流過等有接觸抵抗問題的情況下,通過增加端子數(shù)等來處理。

為不讓電池由于機器本體的落下振動而偏離,

電池Pack部的Lock構造要注意,另外,要是充分防止沖擊的構造。

機器本體和電池Pack,即使是各各的公差的MAX値、MIN値組合也不會發(fā)生『裝不進』『空當太大』等不良。

使用角型Cell、