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鋰電池篇章:鋰電池極耳知識

文章來源:深圳市中鋰能源技術有限公司 人氣:721 發表時間:2018-03-05 18:24:53

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什么是極耳

極耳,是鋰離子聚合物電池產品的一種原材料。例如我們生活中用到的手機電池、藍牙電池、筆記本電池等都需要用到極耳。電池是分正負極的,極耳就是從電芯中將正負極引出來的金屬導電體,通俗的說電池正負兩極的耳朵是在進行充放電時的接觸點。這個接觸點并不是我們看到的電池外表的那個銅片,而是電池內部的一種連接。


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極耳的結構

極耳分為三種材料,電池的正極使用鋁(Al)材料,負極使用鎳(Ni)材料,負極也有銅鍍鎳(Ni—Cu)材料,它們都是由膠片和金屬帶兩部分復合而成。


膠片是極耳上絕緣的部分,它的作用是電池封裝時防止金屬帶與鋁塑膜之間發生短路,并且封裝時通過加熱(140℃左右)與鋁塑膜熱熔密封粘合在一起防止漏液。一個極耳是由兩片膠片把金屬帶夾在中間的。


目前市場使用的膠片有黑膠、白膠和單層膠三種。常用的黑膠片是三層結構的:黑色素:熔點66℃;PE:熔點105℃;PP:熔點137℃。

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極耳成型工藝


極耳膠條成型工藝分為熱壓成型和高頻成型工藝。


1、熱壓成型工藝中的溫度控制范圍小,精度高,這使熱壓成型極耳膠屬帶之間的粘接力更穩定(而不是粘接力更高或粘接更可靠)。但受熱傳遞方式的限制,溫度是從膠條外表面向中間,再向內表面,再傳遞給金屬帶,最終必須使金屬帶表面的溫度高于膠條內表面的熔點,在一定壓力和時間下與金屬表面粘接。這種粘接方式決定了極耳膠結構,必須是兩層及兩層以上結構,且金屬面的熔點須不高于外表面的熔點,這樣才能保證極耳膠的總厚度及外型尺寸的精度,正是為了保證精度,熱壓成型溫度須要求嚴格控制才能達到精度與粘接力的平衡。


2、高頻成型中的高頻變化范圍廣,對應的溫度控制精度較差,但高頻能使金屬帶表面瞬間產生高于極耳膠內表面的熔點,瞬間產生比熱壓成型更牢固可靠的粘接力,它沒有使膠條的外表面產生軟化,更不會熔化這有利于與鋁塑膜作進一步的封裝。這種粘接方式適用于任何結構的極耳膠條(單層或多層均可)。


3、兩種粘接方式各有優缺點,高頻工藝的完善在于高頻必須想辦法轉化成直觀對應的溫度;而熱壓成型工藝的完善在于新型膠條的開發和熱成型設備熱傳遞方式的徹底變化。兩種工藝都有進一步完善的潛力。


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極耳頂封工藝


極耳頂封工藝分為:

1、硬封工藝 

2、軟封工藝 

3、半硬半軟封工藝


硬封工藝封口的密封可靠性,安全性遠高于軟封工藝。理由依次:


①軟封工藝封頭上采用彈性硅膠墊,該硅膠皮的厚薄均勻性偏差大于0.1mm,而硬封工藝封頭上采用的是導熱性很好的剛性銅或特種鋼,厚薄均可性偏差小0.01mm,兩者不在一個數量級。這種厚薄的均勻性會影響頂封面積局部區域密封性差異。


②軟封工藝封頭上采用的彈性硅膠墊的彈性,不同批次、同一批次或同一封頭上的不同部位會有較大差異。這種彈性差異會影響密封面積上的密封性。


③軟封所用彈性硅膠墊在長期高溫、壓力下彈性會逐漸減小,甚至老化,如何檢查彈性及老化,何時更換新的硅膠墊,難度很大,這無疑帶來密封的不可靠性。


④軟封硅膠墊在封裝過程中,肯定會殘留鋁塑膜和極耳膠上熔融的PP,這改變了硅膠。



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