鋰電池包裝pack培訓(xùn)課件

1、鋰電池封裝電池(pack)培訓(xùn)資料 2019-9-7第1頁，共23頁。主要內(nèi)容1、鋰離子電池（新產(chǎn)品）開發(fā)進程；2、鋰離子電池分類；3、鋰離子電池（BATTERY)結(jié)構(gòu)及零部件；4、其他基本問題。第2頁，共23頁。1.新產(chǎn)品開發(fā)進程決策與立項評審階段新產(chǎn)品開發(fā)建議書立項評審客供樣品測試產(chǎn)品測試，實驗初步設(shè)計方案產(chǎn)品成本核算，原理圖產(chǎn)品外觀3D圖第3頁，共23頁。初步設(shè)計評審產(chǎn)品原理圖，PCB樣品要求書設(shè)計輸出評審結(jié)構(gòu)件打樣裝配工程樣機產(chǎn)品工藝圖紙，產(chǎn)品包裝方案結(jié)構(gòu)件圖紙，手板模型FMEA設(shè)計建立評審塑膠件開模，試模，啤塑線路板，電子元器件打樣 塑膠件配色，噴油，絲印，電鍍工程樣機測試報告結(jié)構(gòu)及

2、電子設(shè)計開模試模啤塑打樣做樣板設(shè)計驗證評審第4頁，共23頁。設(shè)計驗證評審物料備料生產(chǎn)，送樣樣板產(chǎn)前確認(rèn)評審產(chǎn)品規(guī)格書檢驗標(biāo)準(zhǔn)，BOM，物料規(guī)格書客戶確認(rèn)生產(chǎn)治具，作業(yè)指導(dǎo)書客戶確認(rèn)及產(chǎn)前準(zhǔn)備階段第5頁，共23頁。產(chǎn)前確認(rèn)評審排拉試生產(chǎn)試產(chǎn)總結(jié)評審批量生產(chǎn)設(shè)計完結(jié)評審?fù)晟乒に?，檢驗文件市場反饋試 產(chǎn)量 產(chǎn)第6頁，共23頁。2.鋰離子電池分類2.1 手機鋰離子電池通常分為外置電池和內(nèi)置電池兩種；A、外置電池現(xiàn)今大多采用超聲方式來封裝組成；B 、內(nèi)置電池按封裝方式多分為超聲電池，PVC熱收縮膜電池, 紙包裝電池.第7頁，共23頁。3、鋰離子電池結(jié)構(gòu)及其零部件3.1 鋰離子電池結(jié)構(gòu)（主要以超聲電池為例

3、）鋰離子電池結(jié)構(gòu)通常由塑膠外殼，保護板，電芯，輸出電極，連接用碰片，及其它絕緣膠紙，雙面膠紙等組成。3.1.1 塑膠外殼塑膠外殼的作用：是整個電池的支撐骨架；對保護板的定位及固定；承載其他所有非殼體零部件并限位。殼體通常由工程塑料注塑成型。外殼由面殼（COVER/TOP)和底殼(REAR/BOTTOM)超聲組成； A.殼體常用材料（material):第8頁，共23頁。* ABS: 全稱苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物1) 綜合性能好，沖擊韌性，力學(xué)強度較好；2) 尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性，電性能良好，3) 易于成型和機械加工；4) 價格便宜,高的流動性;5) 可做雙色成型塑件,表面可鍍鉻;此種材料適用

4、于對強度要求不太高的部件,還有就是普遍用在要電鍍的部件上.有如奇美PA-727,PA757,PA761等。* ABS+PC: 1) 具有ABS和PC共有的功能，既有ABS的良好流動性，易超聲，又具有PC高的強度，而且價格適中，適用于大多電池殼采用。較常用GE C1200HF;2)其中PC（聚碳酸脂）料,有沖擊強度好，抗疲勞蠕變和電絕緣性較好，耐熱性好，耐腐蝕和耐磨性好，無色透明，著色性好的特點。第9頁，共23頁。B.膠殼厚度 膠殼體壁厚對部件諸多關(guān)鍵特性影響至關(guān)重要，其中包括結(jié)構(gòu)強度，外觀，成型及成本，設(shè)計階段優(yōu)化的殼體厚度可以降低后續(xù)可靠性測試的風(fēng)險，修模的成本以及成型的困難。 外置電池殼體

5、壁厚通常為0.81.2mm,內(nèi)置電池殼體壁厚通常為0.50.8mm;3.1.2 保護板（PCB） 電池保護電路，按照板的材料劃分成兩種，一種是普通的玻璃纖維板。也稱硬板，另一種則是柔性線路板； * 硬板的板基材料是玻璃纖維，其絕緣性，高頻電特性都很好，但較脆，不能彎曲，常用0.40.8mm厚的玻纖板，通常取0.6mm.第10頁，共23頁。* 柔性線路板 ，它的板基材料是聚脂或聚酰亞胺，其特點是柔性好，可彎曲成90安裝，其厚度一般為0.1mm左右，所占體積小，節(jié)省空間，但因其成本高（是玻纖板的35倍）而不被廣泛使用。目前絕大多數(shù)采用的是玻纖板。3.1.3 電芯（CELL)通常將封裝后的成品叫做電

6、池，即BATTERY,而電芯稱做CELL；鋰離子電池所用電芯通常有鋰離子電芯及鋰離子聚合物電芯。因我們邦凱是做電芯的，這一塊我就不多講了。第11頁，共23頁。3.1.4 輸出電極（CONTACT)輸出電極通常有三種形式，* 第一種是通過在PCB上鍍五金而輸出，NOKIA電池多采用此種形式；* 第二種是通過在PCB上穿五金極片的形式而輸出，此種較常見。此五金極片材質(zhì)通常為磷銅，例如C5210，C5119；表面通常鍍啞金，鍍金前需鍍鎳處理；必需通過24h鹽霧測試實驗。還有是通過將五金極片穿插在五金支架上，然后焊接在PCB上，此種歸納在第二種。* 第三種是將五金片與塑膠件注塑成一體，然后焊接PCB上

7、而輸出。3.1.5 連接用碰片第12頁，共23頁。碰片多才采用純鎳片，鍍鎳鋼片，普通鎳片材料構(gòu)成，厚度通常為0.13mm左右，通過其將電芯正極與PCB輸入正極，電芯負極與PCB輸入負極分別碰焊而連接起來。3.1.6 其它輔料如單面絕緣膠紙，雙面絕緣膠紙，快巴紙，雙面膠，耐高溫絕緣膠紙，PVC墊片等。* 單雙面絕緣膠紙,通常采用牛皮紙,厚度在0.2mm左右；* 雙面膠厚度通常在0.1mm或0.08mm左右;* 紅色快巴紙厚度0.3mm左右；* 耐高溫絕緣膠紙厚度通常為0.05mm；* PVC墊片有硬質(zhì)和軟質(zhì)兩種,硬質(zhì)厚度最小為0.12mm,第13頁，共23頁。常見0.15mm，0.20mm,有白

8、色，黑色等等.4.其他基本問題 4.1 超聲焊接 超聲焊接的基本原理：利用超聲機發(fā)生器產(chǎn)生頻率為20KHz的高頻 振蕩波，通過換能器，轉(zhuǎn)變成高頻機械振動，作用于工件表面， 通過工件表面及分子間的內(nèi)部作用力，使傳處到接口處的溫度升高， 達到工件的熔點瞬間產(chǎn)生微熱，使工件微熔在一起。 A. * 超聲焊接是通過在電池面底殼做超聲線而作用的， 一般可分布于面殼，底殼及面底殼混放； * 超聲線形狀呈等腰三角形，也可呈直角三角形； * 超聲線高度一般為0.30.5mm,盡量避免做成一條線， 而分成間隔及長度均等的小段； 第14頁，共23頁。B. 超聲焊接易產(chǎn)生以下缺陷，并采用相應(yīng)的改善方法來避免：1）外觀

9、不平整： 減小焊接壓力及焊接時間；面底殼膠料太薄，可增加膠件厚度；面底膠件配合不良，易導(dǎo)致外觀不良，須改善配合；2）溢膠： 面底配合為過盈配合，導(dǎo)致超聲時溢膠，可改善配合；減小焊接壓力及焊接時間；膠件材料不配套，改善材料性能；3）超聲焊接不牢固：超聲線太小，可增加超聲線；焊接壓力太小且焊接時間太短，可增加焊接壓力及時間；超聲模焊頭下降位置不夠，可降低焊頭位置；4.2 成品電池各項測試要求（通常）第15頁，共23頁。試驗 試驗 試驗方法和技術(shù)要求項目 內(nèi)容 目測檢查電池表面應(yīng)清潔，色澤均勻，無 劃痕，縮水，裂紋，積漆等；邊緣無缺口、 崩口；五金件平整，鍍層均勻，無銹蝕，與 手機接觸良好，不掉電。

10、標(biāo)簽、 Logo的圖案、文字清晰，無誤，位置正確。電池外觀電池外觀標(biāo)簽符合GB/T 8287-2000中7.1的有關(guān)規(guī)定第16頁，共23頁。 尺寸 符合結(jié)構(gòu)工程師圖紙 電池結(jié)構(gòu)緊密，內(nèi)部無松動，搖動結(jié)果、按壓 結(jié)構(gòu) 無異響；超聲后，電池蓋兩端落差0.1mm； 電池與電池卡扣、手機各組件配合、接觸良好， 不掉電；要求電池與手機后罩殼合縫0.15mm， 合縫不均勻0.1mm，段差0.2mm。如果該型 號手機配有充電座，電池應(yīng)與充電座也配合、接 觸良好。 材質(zhì) 材質(zhì)符合要求 報告 阻燃測 注塑材料阻燃達到V-0級或其它級別 試報告尺寸結(jié)構(gòu)配合測試注塑材質(zhì)第17頁，共23頁。 鍍金 五金端子平整，與手

11、機配合良好，不掉電； 外觀 五金件表面不允許涂防銹材料。 鍍金厚度要求=0.5um 鹽霧 必須通過24h鹽霧實驗 實驗 耐磨 插拔試驗3000次以上,鍍金層不露底 實驗五金端子鍍金厚度第18頁，共23頁。 用電池測試系統(tǒng)測試。在環(huán)境溫度205的條件下，電 池以1C5A充電。當(dāng)電池電壓達到充電限制電壓時，改為恒壓充電，直 到充電電流小于等于0.01C5A停止充電。擱置0.5小時1小時后，以 1C5A電流放電到終止電壓。最長充電時間不大于8小時，放電時間應(yīng)不 低于51分鐘 用電池測試系統(tǒng)測試。在環(huán)境溫度205的條件下，電池以0.2C5A 充電。當(dāng)電池電壓達到充電限制電壓時，改為恒壓充電，直到充電電

12、流 小于等于0.01C5A停止充電。擱置0.5小時1小時后，以0.2C5A電流放電 到終止電壓。最長充電時間不大于8小時，放電時間應(yīng)不低于5小時。 內(nèi)阻 電池內(nèi)阻值=150m 測試常溫電性能201C5A放電性能200.2C5A放電性能第19頁，共23頁。 環(huán)境溫度205，測試1C5A充放電循環(huán)容量。 要求100次循環(huán)后容量不能低于標(biāo)稱容量的90%。 要求300次循環(huán)后容量不能低于標(biāo)稱容量的80%。 電池以0.2C5A或1C5A充電結(jié)束后，放入552的高溫箱 中恒溫2小時，然后以1C5A電流放電到終止電壓。試驗結(jié) 束后，將電池取出在環(huán)境溫度205的條件下擱置2小時。 高溫條件下放電時間應(yīng)不低于5

13、1分鐘，試驗后電池外觀應(yīng)無變形、 無爆裂 電池以0.2C5A或1C5A充電結(jié)束后，放入-202的低溫箱中恒溫16小 時24小時后，以0.2C5A電流放電到終止電壓。試驗結(jié)束后，將電池取 出在環(huán)境溫度205的條件下擱置2小時。低溫條件下放電時間 應(yīng)不低于3小時，試驗后電池外觀應(yīng)無變形、無爆裂。 循環(huán)壽命高低溫電性能循環(huán)壽命高溫放電性能低溫放電性能第20頁，共23頁。 用電池在20環(huán)境下充電結(jié)束后，放入溫度402、相對濕度為 90%95%的恒溫恒濕箱中擱置48小時后，將電池取出在環(huán)境溫度 205的條件下擱置2小時。再以1C5A電流放電至終止電壓， 目測外觀。試驗后放電時間應(yīng)不低于36分鐘，電池外觀

14、應(yīng)無明顯 變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池在20環(huán)境下充電結(jié)束后，將電池直接安裝在振動臺的臺面上，按 下面的振動頻率和對應(yīng)的振幅調(diào)整好設(shè)備，X、Y、Z三個方向每個方向 上從10Hz55Hz循環(huán)掃頻振動30分鐘，掃頻速度為1oct/min；振動頻 率：10Hz30Hz，位移幅值：0.38mm；振動頻率：30Hz55Hz，位移 幅值：0.19mm。試驗結(jié)束后用萬用表測量電池正負兩極的電壓，電池 電壓應(yīng)不低于3.6V。目測外觀，無明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池在振動試驗結(jié)束后，將電池平均按X、Y、Z三個互相垂直軸向直接 或通過夾具堅固在臺面上，以脈沖峰值加速度100m/s2，每分鐘碰撞次 數(shù)408

15、0，脈沖持續(xù)時間16ms， 碰撞次數(shù)100010的試驗條件進行 碰撞試驗。驗結(jié)束后用萬用表測量電池正負兩極的電壓， 電池電壓應(yīng)不低于3.6V。目測外觀，無明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池碰撞試驗結(jié)束后，將電池由高度（最低點高度）為1000mm的位置 自由跌落到置于水泥地面上的18mm20mm厚的硬木板上，從 XYZ正負 每方向自由跌落1次 。結(jié)束后，將電池以1C5A電流放電至終止電壓。 然后以1C5A進行充放電循環(huán)至放電時間不低于51分鐘，即可終止循環(huán)， 循環(huán)次數(shù)應(yīng)不多于3次。環(huán)境測試恒定濕熱性能振動碰撞自由跌落第21頁，共23頁。 用恒流恒壓源持續(xù)給充滿電的電池加載8h，恒流恒壓源電壓設(shè)定

16、為2倍 標(biāo)稱電壓，電流設(shè)定為2C5A的外接電流，電池應(yīng)不爆炸、不起火、不 冒煙或漏液。 電池在環(huán)境溫度205的條件下，以0.2C5A電流放電到終止電壓 后，外 接30負載放電24h，電池應(yīng)不爆炸、不起火、不冒煙或漏液。 用小電流放電，直到電池?zé)o輸出電壓，然后用0.2C5A電流充電。電 池電壓能夠恢復(fù)正常。 電池充電后，將正負極用0.1電阻器短路1h，電池應(yīng)不爆炸、不起 火、不冒煙或漏液；瞬時充電后，電池電壓應(yīng)不小于3.6v。 測試保護電路參數(shù) 保護電路要求有2級保險絲保護。鋰離子電池用80溫度保險絲 （PTC），并且必須貼裝在電芯表面；聚合物電池允許將保險絲放置 在保護電路板上 。電池安全測試過充電保護過放電保護過放電后恢復(fù)充電短路保護保護板測試保護電路參數(shù)2級保護第22頁，共23頁。 將電池放置在沖擊臺上，將10kg重物自1m高度自由落下，沖擊已固定 在夾具中的電池（電池的面積最大的面應(yīng)與臺面垂直），電池允許發(fā) 生變形，但應(yīng)不起火，不爆炸。 將電池放置于熱箱中，溫度以（52）/min的速度升至1502并 保溫30min，電池應(yīng)不起火，不爆炸。 本項試驗應(yīng)在拆除電池外保護線路后進行。電池的外部溫度不得高于 150。 將接有熱電偶的