极耳工艺焊接概述.pptx

极耳焊接工艺多路盘式焊接机极耳极耳，是锂离子聚合物电池产品的一种原材料电池正负极锂电池正极为什么用铝做极耳，负极用镍1、采用两者做集流体都是因为两者导电性好,质地比较软(可能这也会有利于粘结)，也相对常见比较廉价，同时两者表面都能形成一层氧化物保护膜。2、铜/镍表面氧化层属于半导体，电子导通，氧化层太厚，阻抗较大；而铝表面氧化层氧化铝属绝缘体，氧化层不能导电，但由于其很薄，通过隧道效应实现电子电导，若氧化层较厚，铝箔导电性级差，甚至绝缘。一般集流体在使用前最好要经过表面清洗，一方面洗去油污，同时可除去厚氧化层。3、正极电位高，铝薄氧化层非常致密，可防止集流体氧化。而铜/镍箔氧化层较疏松些，为防止其氧化，电位比较低较好，同时Li难与Cu/镍在低电位下形成嵌锂合金，但是若铜/镍表面大量氧化，在稍高电位下Li会与氧化铜/镍发生嵌锂发应。而铝箔不能用作负极,低电位下会发生LiAl合金化。4、集流体要求成分纯。Al的成分不纯会导致表面膜不致密而发生点腐蚀，更甚由于表面膜的破坏导致生成LiAl合金极耳极耳，是锂离子聚合物电池产品的一种原材料。电池是分正负极的，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是我们看到的电池外表的那个铜片，而是电池内部的一种连接。极耳分为三种材料：正极使用铝（Al）材料。负极使用镍（Ni）材料，负极也有铜镀镍（NiCu）材料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成，胶片是极耳上绝缘的部分，它的作用是电池封装时防止金属带与铝塑膜之间发生短路，并且封装时通过加热（140左右）与铝塑膜热熔密封粘合在一起防止漏液。一个极耳是由两片胶片把金属带夹在中间的。目前市场使用的胶片有黑胶、白胶和单层胶三种。常用的黑胶片是三层结构的：黑色素，熔点66；PE，熔点105；PP，熔点137。一、极耳名称的由来“极”是指“正极”和“负极”中的“极”，“耳”是指“正极”和“负极”中所用的胶条，在金属带两边像人的“耳朵”一样对称，属功能和形象相结合式取名，台湾称“极耳”为“导柄”与此名类似，行业内普遍采用的“肩高”和“肩宽”可以认为是“极耳”名称的延续或细分，因为“耳朵”很难测高度和宽度，而“肩”则可以，因而后来没将“肩高”和“肩宽”命名为“耳高”和“耳宽”。正因为“极耳”从一开始便是真正意义上的国产化，它不是简单的模仿（住友一开始便是自动热压卷式极耳，而国内是手工板式热压极耳），高频自动卷式极耳也是极耳设备真正意义上的彻底国产化，极耳金属带的表面纳米化学处理，特别是镍极耳镍带表面纳米化学处理，更是国内极耳的创新，这迫使住友极耳不得不向国内极耳学习采用，虽采用，但金属条表面处理这一块还没有很好地解决，在这方面与国内极耳比较起来还存在一定差距。国内“极耳”名称与“住友”命名的“TabLead”无任何关系。更准确的说，“极耳”是一个“连接、导电、密封件”。“连接”是指电池内外连接，极耳胶与铝塑膜的连接；“导电”是指通过极耳将电引出来及产生回路；“密封”是指胶条与金属带之间的密封和胶条与铝塑膜之间的密封是指胶条与金属带之间的密封和胶条与铝塑膜之间的密封二极耳成型工艺极耳胶条成型工艺分为热压成型和高频成型两种工艺。1.热压成型工艺中的温度控制范围小，精度高，这使热压成型极耳胶与金属带之间的粘接力更稳定（而不是粘接力更高或粘接更可靠），但受热传递方式的限制，温度是从胶条外表面向中间，再向内表面，再传递给金属带，最终必须使金属带表面的温度高于胶条内表面的熔点，在一定压力和时间下与金属表面粘接。这种粘接方式决定了极耳胶结构，必须是两层及两层以上结构，且金属面的熔点须不高于外表面的熔点，这样才能保证极耳胶的总厚度及外型尺寸的精度，正是为了保证精度，热压成型温度须要求严格控制才能达到精度与粘接力的平衡。2.高频成型中的高频变化范围广，对应的温度控制精度较差，但高频能使金属带表面瞬间产生高于极耳胶内表面的熔点，瞬间产生比热压成型更牢固可靠的粘接力，它没有使胶条的外表面产生软化，更不会熔化这有利于与铝塑膜作进一步的封装。这种粘接方式适用于任何结构的极耳胶条（单层或多层均可）3.两种粘接方式各有优缺点，高频工艺的完善在于高频必须想办法转化成直观对应的温度；而热压成型工艺的完善在于新型胶条的开发和热成型设备热传递方式的彻底变化。两种工艺都有进一步完善的潜力。三极耳顶封工艺极耳顶封工艺分为：1、硬封工艺，2、软封工艺，3半硬半软封工艺。其中半硬半软封工艺国内未采用，在此不作详细说明。1、硬封工艺封口的密封可靠性，安全性远高于软封工艺。理由依次；【1】软封工艺封头上采用弹性硅胶垫，该硅胶皮的厚薄均匀性偏差大于0.1mm，而硬封工艺封头上采用的是导热性很好的刚性铜或特种钢，厚薄均可性偏差小0.01mm，两者不在一个数量级。这种厚薄的均匀性会影响顶封面积局部区域密封性差异。【2】软封工艺封头上采用的弹性硅胶垫的弹性，不同批次、同一批次或同一封头上的不同部位会有较大差异。这种弹性差异会影响密封面积上的密封性。【3】软封所用弹性硅胶垫在长期高温、压力下，弹性会逐渐减小，甚至老化，如何检查弹性及老化，何时更换新的硅胶垫，难度很大，这无疑带来密封的不可靠性。【4】软封硅胶垫在封装过程中，肯定会残留铝塑膜和极耳胶上熔融的PP，这改变了硅胶软包电池焊接工艺正极铝转镍：A超声波焊接（成品电芯）B激光焊接（电池原材料和成品电芯）B根据极耳加工工艺，分类:a板式焊接（热压成型分切后焊接）B盘式焊接（热压成型收卷焊接）激光焊接铝镍焊接NI镍，近似银白色、硬而有延展性并具有铁磁性的金属元素，密度：8.902克/厘米，熔点：1453，沸点：2732AL铝是银白色金属,熔点660.4,沸点2467,密度2.70克/厘米铝镍焊接根据材料本身的特点，选择相对应的激光能量密度单脉冲能量密度激光器一般会给出脉冲宽度、峰值功率（电流强度），根据这个计算如下：单脉冲脉冲能量=峰值功率*脉冲宽度平均功率=脉冲能量*重复频率根据二种材料的熔点设计焊接方式：镍的熔点比铝的熔点高，当激光把镍带融化时候，底层的铝已经达到熔点，从而实现二种不熔点、不同密度、硬度、的焊接