鋰電池PACK工藝詳解

1、電池PACK生產(chǎn)知識講座,前言 一、電池與電芯 二、電池的組成 三、電池pack工藝 四、電池pack生產(chǎn)流程,電池PACK生產(chǎn)知識講座,一、電池與電芯,前言：在pack行業(yè)，人們都把沒有組裝成可以直接使用的電池叫做電芯，而把連接上PCM板，有充放控制等功能的成品電池叫做電池。在pack組裝中電芯是電池的重要組成部分,講講電芯,Pack中最常用幾種電芯：,聚合物,鋁殼鋰離子,鋼殼鋰離子,圓柱型電芯（鋰離子、鎳氫）,電芯型號、規(guī)格,命名方法：按電池外觀尺寸寬、厚、長如：方形鋰離子383450型號，就是指電芯實體部分寬34mm厚3.8mm長50mm,電芯型號、規(guī)格,如：圓柱型18650型號，就是指

2、電芯直徑18mm長65mm,電芯型號、規(guī)格,如：聚合物（軟包）383450型號，就是指電芯實體部分寬34mm厚3.8mm長50mm,50mm,34mm,電芯型號、規(guī)格,標稱容量：mAh（毫安時）,常用單位：,開路電壓：（伏）,交流阻值：m（毫歐）,電流：A（安培）,電芯結構,方形鋁殼鋰離子電芯 我們將使用最多的電芯,負極輸出,外殼（正極）,同端：,異端：,正極輸出（鎳片）,電芯結構,圓柱型鋰離子電芯,電芯結構,軟包/聚合物鋰離子電芯,正極輸出 組成：鋁片，一般出廠尺寸：10*3 厚度：0.08mm-0.10mm,負極輸出 組成：鎳片，一般出廠尺寸：10*3 厚度：0.05mm-0.10mm,實

3、體部分,電芯在PACK加工中的檢測項目,1、電壓：開路電壓,2、內阻：交流內阻,3、容量：電芯容量（標稱容量）,4、尺寸：電池實體部分寬、厚、長,其他： 1、外觀 2、輸出端有無氧化 3、輸出端位置、尺寸,測電芯尺寸：,常用工具：卡尺、通規(guī),卡尺檢測尺寸（注意檢測時正負極不可短路，卡尺頭部要用絕緣材料包裹）；,測電芯電壓、內阻：,常用工具：萬用表、內阻測試儀,萬用表直流電壓檔檢測開路電壓與負載電壓，加10負載后可測得負載電壓，相當于電池工作電壓,測電芯電壓、內阻：,常用工具：萬用表、內阻測試儀,用內阻測試儀可快速測得電芯電壓、內阻,圖,目前主要電池品牌：,sony,三洋（SANYO）,天津力神

4、,東莞新能源（ATL）,哈爾濱光宇,深圳比亞迪,邦凱,LG,二、電池的組成,電池組成最重要兩大部分 電芯與保護線路板（通常叫法為pcM板）,保護板基礎 鋰電池(可充型)之所以需要保護，是由它本身特性決定的。由于鋰電池本身的材料決定了它不能被過充、過放、過流、短路及超高溫充放電，因此鋰電池鋰電組件總會跟著一塊精致的保護板和一片電流保險器出現(xiàn)。,二、電池的組成,保護板通常包括控制IC、MOS開關及輔助器件NTC、ID、存儲器等。其中控制IC，在一切正常的情況下控制MOS開關導通，使電芯與外電路溝通，而當電芯電壓或回路電流超過規(guī)定值時，它立刻控制MOS開關關斷，保護電芯的安全。,二、電池的組成,保護

5、線路板的構成,IC：控制,MOS：開關,NTC：為負溫度系數(shù)電阻（溫度越大，電阻越?。?，對手 機起保護作用。,ID：起解碼作用 (識別電阻）,電阻：起限流、采樣作用,電容：起瞬間穩(wěn)壓作用，濾波作用,Fuse/Ptc：熔斷保險絲，起保護作用,二、電池的組成,保護線路板性能及基本功能,要測試那些基本參數(shù)？,3、保護電路板上線前檢測項目：,a 短路保護功能 b 充電功能,c 放電功能 d ID或NTC值功能,e 過充保護功能 f 過放保護功能,g 靜態(tài)工作電流 h 保護電路板內阻,i 短路沖擊 j 內阻,k 耐壓測試 l 過流、過壓保護功能,m 高低溫沖擊測試 n 觸片鹽霧測試,o 錫點檢查 p 外

6、觀尺寸,二、電池的組成,標簽（商標）,主要內容包括： 標稱容量、產(chǎn)品規(guī)格型號、防偽標志、環(huán)保標識、生產(chǎn)廠商、生產(chǎn)日期等,-電池的標識,二、電池的組成,組裝輔料,雙面膠,膠殼,粘結劑,連接金屬片,二、電池的組成,PTC、FUSE,PTC：英文Positive Temperature Coefficient的縮寫，意思是正溫度系數(shù)。溫度越大阻值會增加，冷卻后恢復。,二、電池的組成,PTC,專業(yè)里面通常把正溫度系數(shù)器件簡稱為PTC，電池產(chǎn)品里PTC可以防止電池高溫放電和不安全的大電流的發(fā)生，根據(jù)電池的電壓、電流密度特性和應用環(huán)境，對PTC有專門的要求。 PTC是電池組件產(chǎn)品里一個非常重要的部件，對電

7、池的安全擔負著重要使命，它本身的性能和品質也是電池組性能和品質的一個重要因數(shù)。,二、電池的組成,PTC,電路中有過流發(fā)生時，流經(jīng)聚合物自復保險絲的大電流產(chǎn)生的熱量足以使聚合物樹脂基體融化，體積膨脹，因而切斷了導電粒子形成的鏈狀導電通路，導致聚合物自復保險絲的阻抗迅速升高，而起到對電路的過流保護作用 故障排除后，樹脂重新冷卻結晶，體積收縮，導電粒子重新形成導電通路，器件恢復為低阻抗，因此有人稱它為可恢復保險絲或自復保險絲。,常串聯(lián)于電路中,二、電池的組成,PTC、FUSE,FUSE：熔斷或保險絲，短路時溶斷，不可恢復,三、電池pack工藝,隨著PACK工藝的不斷發(fā)展，連接方式不斷改進： 從原來導

8、線錫焊工藝到鎳片錫焊工藝，從鎳片錫焊工藝到鎳片點焊（電阻焊）工藝，鎳片點焊（電阻焊）工藝 到激光點焊工藝；,連接工藝,三、電池pack工藝,導線錫焊工藝,連接工藝,電芯、保護板通過導線錫焊連接，然后裝配膠殼,使用設備、工具:錫焊臺 缺點：以產(chǎn)生錫珠、脫焊，有安全隱患,三、電池pack工藝,鎳片錫焊工藝,連接工藝,電芯、保護板通過鎳片錫焊連接，然后裝配膠殼,錫焊,使用設備、工具:錫焊臺 缺點：以產(chǎn)生錫珠、脫焊，有安全隱患,三、電池pack工藝,鎳片點焊工藝,連接工藝,電芯、保護板通過鎳片金屬點焊連接，然后裝配膠殼,金屬點焊,使用設備、工具:金屬點焊機 缺點：對產(chǎn)品設計及工藝要求較高 優(yōu)點：產(chǎn)品穩(wěn)

9、定、可靠，一致性好,三、電池pack工藝,激光點焊工藝,連接工藝,電芯、保護板通過鎳片金屬點焊連接，然后裝配膠殼,激光點焊,使用設備、工具:激光焊接機 缺點：對產(chǎn)品設計及工藝要求非常高， 優(yōu)點：產(chǎn)品穩(wěn)定、可靠，一致性好,三、電池pack工藝,封裝工藝： 卡扣（扣合式）封裝-塑焊封裝-膠框封裝、注塑封裝,三、電池pack工藝,卡扣裝配工藝,工藝特點： 一致性較差，尺寸難控制，縫隙、變形是此工藝的最大難點 成本高,三、電池pack工藝,超聲波塑焊工藝,一致性較好，縫隙、變形較好控制，美觀，但成本較高,三、電池pack工藝,注塑工藝,一致性好，無縫隙、變形等控制難點，美觀，尺寸小，容量高，且工藝成本

10、低,注塑,三、電池pack工藝,結構：外置式-內置式,四、電池pack生產(chǎn)流程,來料檢驗上料,絕緣、支架粘貼,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,點焊正、負極,Pcb焊接,整形定位、檢測,低壓注塑成型,電性能檢測,貼防水紙,包裹商標,尺寸測量,外觀檢查,外觀清潔,裝箱,底殼粘貼,四、電池pack生產(chǎn)流程,來料檢驗上料,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,電芯測試：電壓、內阻、尺寸,使用工具設備：,A、電壓、內阻：內阻測試儀,B、尺寸：通規(guī)、數(shù)顯卡尺,-,+,四、電池pack生產(chǎn)流程,絕緣、支架粘貼,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,缺圖,四、電池pack生產(chǎn)流程,底殼粘貼,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,雙面膠粘于電芯尾端,電芯,四、電池pa

11、ck生產(chǎn)流程,點焊正、負極,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：金屬點焊機,使用工具、耗材： 點焊夾具、焊極,四、電池pack生產(chǎn)流程,點焊PCB板,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：金屬點焊機,使用工具、耗材： 點焊夾具、焊極,四、電池pack生產(chǎn)流程,點焊PCB板應注意：,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,C-MOS IC 工作反應時間快，但是容易被人體；夾具，工具，設備；及包裝材料上所攜帶的靜電損壞，所以在操作時要求對操作者；夾具，工具，設備實施防靜電 措施：,設備接地、帶靜電手腕、穿著防靜電工衣、工鞋、工帽等,四、電池pack生產(chǎn)流程,防靜電工鞋,防靜電鞋套,防靜電工衣,防靜電帽,防靜電手腕,防靜電措施

12、：,四、電池pack生產(chǎn)流程,整形檢測,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：測試儀,使用工具： 測試夾具,四、電池pack生產(chǎn)流程,低壓注塑成型,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：低壓注塑機,使用工具： 注塑模具,四、電池pack生產(chǎn)流程,外觀、清潔 檢查注塑后電池外觀，清除油污,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：無,使用工具： 碎布,四、電池pack生產(chǎn)流程,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：電池性能檢測柜,使用工具： 測試工裝,電性能檢測,測試端口：P+、P-,四、電池pack生產(chǎn)流程,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,電性能檢測項目,a 短路保護功能：通過測試儀檢測保護電路板在短路狀態(tài)有無保護功能；,b 充放

13、電功能：通過測試儀檢測保護電路板充放電功能是 否正常；,c 內阻測試：通過測試儀檢測成品電池內阻是否符合產(chǎn)品規(guī)格書要求；,d 電壓：檢測成品電池空載、負載電壓是否符合產(chǎn)品規(guī)格書要求，其中負載電壓是在電池正負極兩端加負載電阻、模擬電池手機上的工作狀態(tài)；,四、電池pack生產(chǎn)流程,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,電性能檢測項目,e ID或NTC：ID電阻是手機與電池互相識別、辨認的電阻，如電池ID電阻錯誤，在裝機后，手機無法識別時，手機會判定該電池無效，致使手機不能開機；NTC電阻是電池在充電時電池內部溫度會隨著電芯電壓的不官升高而升高，當電芯電壓值達到電芯容量上限時，NTC電阻會發(fā)送充電停信號，關斷電池充

14、電路，以保護電芯因過充而損壞。,四、電池pack生產(chǎn)流程,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：無,使用工具： 鑷子,貼防水紙,四、電池pack生產(chǎn)流程,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：無,使用工具： 夾具,包裹商標,常規(guī)作業(yè)要求： A、無氣泡； B、接口處錯位低于0.05mm C、電芯無外露 D、商標無起皺紋、凸點,四、電池pack生產(chǎn)流程,外觀、清潔,注塑結構生產(chǎn)工藝流程,使用設備：無,使用工具： 碎布,常規(guī)檢查項目 a注塑不良 b 標簽翹起 c水貼紙翹起 d標簽內有異物 e底殼粘貼不良 f 標簽表面臟污 g標簽定位不正/粘貼歪斜 h 觸爪劃傷,四、電池pack生產(chǎn)流程,來料檢驗上料,普通封裝結

15、構生產(chǎn)工藝流程,點焊正、負極,Pcb焊接,整形定位、檢測,裝膠框,電性能檢測,包裹商標,外觀檢查,裝箱,尺寸測量,四、電池pac生產(chǎn)流程,來料檢驗上料,絕緣、支架粘貼,點焊正、負極,Pcb焊接,整形定位、檢測,低壓注塑成型/裝殼,電性能檢測,貼防水紙,包裹商標,尺寸測量,外觀檢查,外觀清潔,裝箱,底殼粘貼,對比：,生產(chǎn)過程中常見的性能不良現(xiàn)象,1、電壓低,電池出廠電壓一般要求在3.8伏以上，但由于過程作業(yè)，來料異常有可能會出現(xiàn)電芯電壓低的現(xiàn)象，具體值須根據(jù)作業(yè)要求來判斷。,A、開路電壓低,B、負載電壓低,P+、P-端電壓,V,電池,負載,電壓表,生產(chǎn)過程中常見的性能不良現(xiàn)象,2、短路保護不良,

16、3、充電不良,4、放電不良,5、內阻不良,6、識別電阻不良（ID/NTC）等,需要專用的成品電池檢測柜來測試,生產(chǎn)中產(chǎn)品防護,短路、擠壓、高溫、碰撞有可能導致電池發(fā)生爆炸,正負極接觸會短路,防護,生產(chǎn)中產(chǎn)品防護,短路、擠壓、高溫、碰撞有可能導致電池發(fā)生爆炸,電芯嚴禁加熱,生產(chǎn)中產(chǎn)品防護,短路、擠壓、高溫、碰撞有可能導致電池發(fā)生爆炸,電芯嚴禁用刀, 硬金屬;硬物刮壓，特別是軟包電池,五、工業(yè)安全,工業(yè)安全分類,人身安全：生產(chǎn)過程中個人安全防護,產(chǎn)品安全：生產(chǎn)過程中產(chǎn)品安全防護,設施安全：生產(chǎn)過程中設施安全防護,五、工業(yè)安全,消防,1、了解工廠布局,2、工廠逃生路線圖,3、消防設施的使用,五、工業(yè)安全,1、了解工廠布局,消防設施,滅火器箱，一般至少要裝備兩個滅火器,消防設施,滅火器,消防設施,應急燈：停電時燈亮,安全出口標識,消防設施,禁止標識,人身安全,1、220v/380v 50Hz工業(yè)用電,2、機械設備操作,3、生產(chǎn)中化學物質的接觸,人身安全,1、220v/380v 50Hz工業(yè)用電,A、開關、插座,人的安