动力电池及电池组PACK工艺精华介绍

主讲人：李伟光前言一、电池与电芯二、电池的组成三、电池pack工艺四、电池pack生产流程一、电池与电芯前言：在pack行业，人们都把没有组装成可以直接使用的电池叫做电芯，而把连接上PCM板，有充放控制等功能的成品电池叫做电池。在pack组装中电芯是电池的重要组成部分讲讲电芯Pack中最常用几种电芯：聚合物铝壳锂离子钢壳锂离子圆柱型电芯（锂离子、镍氢）电芯型号、规格命名方法：按电池外观尺寸宽、厚、长如：方形锂离子383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm50mm34mm3.8mm电芯型号、规格如：圆柱型18650型号，就是指电芯直径18mm长65mm65mm18mm电芯型号、规格如：聚合物（软包）383450型号，就是指电芯实体部分宽34mm厚3.8mm长50mm50mm34mm3.8mm电芯型号、规格标称容量：mAh（毫安时）常用单位：开路电压：Ｖ（伏）交流阻值：mΩ（毫欧）电流：A（安培）电芯结构方形铝壳锂离子电芯我们将使用最多的电芯负极输出外壳（正极）负极输出正极输出（镍片）同端：异端：正极输出（镍片）电芯结构圆柱型锂离子电芯65mm18mm负极输出正极输出突出部分电芯结构软包/聚合物锂离子电芯正极输出组成：铝片，一般出厂尺寸：10*3厚度：0.08mm-0.10mm负极输出组成：镍片，一般出厂尺寸：10*3厚度：0.05mm-0.10mm实体部分电芯在PACK加工中的检测项目1、电压：开路电压2、内阻：交流内阻3、容量：电芯容量（标称容量）4、尺寸：电池实体部分宽、厚、长其他：1、外观2、输出端有无氧化3、输出端位置、尺寸测电芯尺寸：常用工具：卡尺、通规卡尺检测尺寸（注意检测时正负极不可短路，卡尺头部要用绝缘材料包裹）；测电芯电压、内阻：常用工具：万用表、内阻测试仪万用表直流电压档检测开路电压与负载电压，加10Ω负载后可测得负载电压，相当于电池工作电压测电芯电压、内阻：常用工具：万用表、内阻测试仪用内阻测试仪可快速测得电芯电压、内阻图目前主要电池品牌：sony三洋（SANYO）天津力神东莞新能源（ATL）哈尔滨光宇深圳比亚迪邦凯LG二、电池的组成电池组成最重要两大部分电芯与保护线路板（通常叫法为pcM板）保护板基础锂电池(可充型)之所以需要保护，是由它本身特性决定的。由于锂电池本身的材料决定了它不能被过充、过放、过流、短路及超高温充放电，因此锂电池锂电组件总会跟着一块精致的保护板和一片电流保险器出现。二、电池的组成保护板通常包括控制IC、MOS开关及辅助器件NTC、ID、存储器等。其中控制IC，在一切正常的情况下控制MOS开关导通，使电芯与外电路沟通，而当电芯电压或回路电流超过规定值时，它立刻控制MOS开关关断，保护电芯的安全。二、电池的组成保护线路板的构成IC：控制MOS：开关NTC：为负温度系数电阻（温度越大，电阻越小），对手机起保护作用。ID：起解码作用(识别电阻）电阻：起限流、采样作用电容：起瞬间稳压作用，滤波作用Fuse/Ptc：熔断保险丝，起保护作用二、电池的组成保护线路板性能及基本功能要测试那些基本参数？3、保护电路板上线前检测项目：a短路保护功能b充电功能c放电功能dID或NTC值功能e过充保护功能f过放保护功能g静态工作电流h保护电路板内阻i短路冲击j内阻k耐压测试l过流、过压保护功能m高低温冲击测试n触片盐雾测试o锡点检查p外观尺寸二、电池的组成标签（商标）主要内容包括：标称容量、产品规格型号、防伪标志、环保标识、生产厂商、生产日期等----电池的标识二、电池的组成组装辅料双面胶胶壳粘结剂连接金属片二、电池的组成PTC、FUSEPTC：英文PositiveTemperatureCoefficient的缩写，意思是正温度系数。温度越大阻值会增加，冷却后恢复。二、电池的组成PTC专业里面通常把正温度系数器件简称为PTC，电池产品里PTC可以防止电池高温放电和不安全的大电流的发生，根据电池的电压、电流密度特性和应用环境，对PTC有专门的要求。PTC是电池组件产品里一个非常重要的部件，对电池的安全担负着重要使命，它本身的性能和品质也是电池组性能和品质的一个重要因数。二、电池的组成PTC电路中有过流发生时，流经聚合物自复保险丝的大电流产生的热量足以使聚合物树脂基体融化，体积膨胀，因而切断了导电粒子形成的链状导电通路，导致聚合物自复保险丝的阻抗迅速升高，而起到对电路的过流保护作用故障排除后，树脂重新冷却结晶，体积收缩，导电粒子重新形成导电通路，器件恢复为低阻抗，因此有人称它为可恢复保险丝或自复保险丝。电源开关负载电器聚合物自复保险丝常串联于电路中二、电池的组成PTC、FUSEFUSE：熔断或保险丝，短路时溶断，不可恢复三、电池pack工艺随着PACK工艺的不断发展，连接方式不断改进：从原来导线锡焊工艺到镍片锡焊工艺，从镍片锡焊工艺到镍片点焊（电阻焊）工艺，镍片点焊（电阻焊）工艺到激光点焊工艺；连接工艺三、电池pack工艺导线锡焊工艺连接工艺电芯、保护板通过导线锡焊连接，然后装配胶壳使用设备、工具:锡焊台缺点：以产生锡珠、脱焊，有安全隐患三、电池pack工艺镍片锡焊工艺连接工艺电芯、保护板通过镍片锡焊连接，然后装配胶壳锡焊使用设备、工具:锡焊台缺点：以产生锡珠、脱焊，有安全隐患三、电池pack工艺镍片点焊工艺连接工艺电芯、保护板通过镍片金属点焊连接，然后装配胶壳金属点焊使用设备、工具:金属点焊机缺点：对产品设计及工艺要求较高优点：产品稳定、可靠，一致性好三、电池pack工艺激光点焊工艺连接工艺电芯、保护板通过镍片金属点焊连接，然后装配胶壳激光点焊使用设备、工具:激光焊接机缺点：对产品设计及工艺要求非常高，优点：产品稳定、可靠，一致性好三、电池pack工艺封装工艺：卡扣（扣合式）封装-塑焊封装-胶框封装、注塑封装三、电池pack工艺卡扣装配工艺工艺特点：一致性较差，尺寸难控制，缝隙、变形是此工艺的最大难点成本高三、电池pack工艺超声波塑焊工艺一致性较好，缝隙、变形较好控制，美观，但成本较高三、电池pack工艺注塑工艺一致性好，无缝隙、变形等控制难点，美观，尺寸小，容量高，且工艺成本低注塑三、电池pack工艺结构：外置式-内置式四、电池pack生产流程来料检验上料绝缘、支架粘贴注塑结构生产工艺流程点焊正、负极Pcb焊接整形定位、检测低压注塑成型电性能检测贴防水纸包裹商标尺寸测量外观检查外观清洁装箱底壳粘贴四、电池pack生产流程来料检验上料注塑结构生产工艺流程电芯测试：电压、内阻、尺寸使用工具设备：A、电压、内阻：内阻测试仪B、尺寸：通规、数显卡尺仪器-+仪器四、电池pack生产流程绝缘、支架粘贴注塑结构生产工艺流程缺图四、电池pack生产流程底壳粘贴注塑结构生产工艺流程双面胶粘于电芯尾端电芯四、电池pack生产流程点焊正、负极注塑结构生产工艺流程使用设备：金属点焊机使用工具、耗材：点焊夹具、焊极四、电池pack生产流程点焊PCB板注塑结构生产工艺流程使用设备：金属点焊机使用工具、耗材：点焊夹具、焊极四、电池pack生产流程点焊PCB板应注意：注塑结构生产工艺流程C-MOSIC工作反应时间快，但是容易被人体；夹具，工具，设备；及包装材料上所携带的静电损坏，所以在操作时要求对操作者；夹具，工具，设备实施防静电措施：设备接地、带静电手腕、穿着防静电工衣、工鞋、工帽等四、电池pack生产流程防静电工鞋防静电鞋套防静电工衣防静电帽防静电手腕防静电措施：四、电池pack生产流程整形检测注塑结构生产工艺流程使用设备：测试仪使用工具：测试夹具四、电池pack生产流程低压注塑成型注塑结构生产工艺流程使用设备：低压注塑机使用工具：注塑模具四、电池pack生产流程外观、清洁检查注塑后电池外观，清除油污注塑结构生产工艺流程使用设备：无使用工具：碎布四、电池pack生产流程注塑结构生产工艺流程使用设备：电池性能检测柜使用工具：测试工装电性能检测测试端口：P+、P-四、电池pack生产流程注塑结构生产工艺流程电性能检测项目a短路保护功能：通过测试仪检测保护电路板在短路状态有无保护功能；b充放电功能：通过测试仪检测保护电路板充放电功能是否正常；c内阻测试：通过测试仪检测成品电池内阻是否符合产品规格书要求；d电压：检测成品电池空载、负载电压是否符合产品规格书要求，其中负载电压是在电池正负极两端加负载电阻、模拟电池手机上的工作状态；四、电池pack生产流程注塑结构生产工艺流程电性能检测项目eID或NTC：ID电阻是手机与电池互相识别、辨认的电阻，如电池ID电阻错误，在装机后，手机无法识别时，手机会判定该电池无效，致使手机不能开机；NTC电阻是电池在充电时电池内部温度会随着电芯电压的不官升高而升高，当电芯电压值达到电芯容量上限时，NTC电阻会发送充电停信号，关断电池充电路，以保护电芯因过充而损坏。四、电池pack生产流程注塑结构生产工艺流程使用设备：无使用工具：镊子贴防水纸四、电池pack生产流程注塑结构生产工艺流程使用设备：无使用工具：夹具包裹商标常规作业要求：A、无气泡；B、接口处错位低于0.05mmC、电芯无外露D、商标无起皱纹、凸点四、电池pack生产流程外观、清洁注塑结构生产工艺流程使用设备：无使用工具：碎布常规检查项目a注塑不良b标签翘起c水贴纸翘起d标签内有异物e底壳粘贴不良f标签表面脏污g标签定位不正/粘贴歪斜h触爪划伤四、电池pack生产流程来料检验上料普通封装结构生产工艺流程点焊正、负极Pcb焊接整形定位、检测装胶框电性能检测包裹商标外观检查装箱尺寸测量四、电池pac生产流程来料检验上料绝缘、支架粘贴点焊正、负极Pcb焊接整形定位、检测低压注塑成型/装壳电性能检测贴防水纸包裹商标尺寸测量外观检查外观清洁装箱底壳粘贴对比：生产过程中常见的性能不良现象1、电压低电池出厂电压一般要求在3.8伏以上，但由于过程作业，来料异常有可能会出现电芯电压低的现象，具体值须根据作业要求来判断。A、开路电压低B、负载电压低P+、P-端电压V电池负载电压表生产过程中常见的性能不良现象2、短路保护不良3、充电不良4、放电不良5、内阻不良6、识别电阻不良（ID/NTC）等需要专用的成品电池检测柜来测试生产中产品防护短路、挤压、高温、碰撞有可能导致电池发生爆炸正负极接触会短路防护生产中产品防护短路、挤压、高温、碰撞有可能导致电池发生爆炸电芯严禁加热生产中产品防护短路、挤压、高温、碰撞有可能导致电池发生爆炸电芯严禁用刀,硬金属;硬物刮压，特别是软包电池五、工业安全工业安全分类人身安全：生产过程中个人安全防护产品安全：生产过程中产品安全防护设施安全：生产过程中设施安全防护五、工业安全消防1、了解工厂布局2、工厂逃生路线图3、消防设施的使用五、工业安全1、了解工厂布局消防设施灭火器箱，一般至少要装备两个灭火器消防设施灭火器消防设施应急灯：停电时灯亮安全出口标识消防设施禁止标识人身安全1、220v/380v50Hz工业用电2、机械设备操作3、生产中化学物质的接触人身安全1、220v/380v50Hz工业用电A、开关、插座人的安全电压为36伏以下，我们正常使用的照明、动力电为220V/380V/50Hz,没有专业的技术与装备我们只能有使用的能力，没有装配、维护的能力人身安全B、配电柜、电箱配电柜：非专业人员请勿操作且须远离开关盒：可正常操作，但须指定负责人开关箱：非指定人员请勿操作人身安全2、机械设备操作高温高压设备必须经过培训取得上岗资格，方可操作人身安全3、化学危险品酒精、油墨、汽油、清洗剂产品安全1、静电防护2、堆放3、机械损伤产品安全1、静电防护设施安全1、接地防护2、摆放3、误操作