锂电池包装pack培训.ppt
锂电池封装电池(pack)培训资料,2010-9-7,主要内容,1、锂离子电池（新产品）开发进程；2、锂离子电池分类；3、锂离子电池（BATTERY)结构及零部件；4、其他基本问题。,1.新产品开发进程,决策与立项评审阶段,新产品开发建议书,立项评审,客供样品测试,产品测试，实验初步设计方案产品成本核算，原理图,产品外观3D图,初步设计评审,产品原理图，PCB样品要求书,设计输出评审,结构件打样,装配工程样机,产品工艺图纸，产品包装方案,结构件图纸，手板模型,FMEA设计建立评审,塑胶件开模，试模，啤塑,线路板，电子元器件打样,塑胶件配色，喷油，丝印，电镀,工程样机测试报告,结构及电子设计,开模试模啤塑打样做样板,设计验证评审,设计验证评审,物料备料,生产，送样样板,产前确认评审,产品规格书,检验标准，BOM，物料规格书,客户确认,生产治具，作业指导书,客户确认及产前准备阶段,产前确认评审,排拉试生产,试产总结评审,批量生产,设计完结评审,完善工艺，检验文件,市场反馈,试 产,量 产,2.锂离子电池分类2.1 手机锂离子电池通常分为外置电池和内置电池两种；A、外置电池现今大多采用超声方式来封装组成；B、内置电池按封装方式多分为超声电池，PVC热收缩膜电池,纸包装电池.,3、锂离子电池结构及其零部件3.1 锂离子电池结构（主要以超声电池为例）锂离子电池结构通常由塑胶外壳，保护板，电芯，输出电极，连接用碰片，及其它绝缘胶纸，双面胶纸等组成。3.1.1 塑胶外壳塑胶外壳的作用：是整个电池的支撑骨架；对保护板的定位及固定；承载其他所有非壳体零部件并限位。壳体通常由工程塑料注塑成型。外壳由面壳（COVER/TOP)和底壳(REAR/BOTTOM)超声组成；A.壳体常用材料（material):,*ABS:全称苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚物1)综合性能好，冲击韧性，力学强度较好；2)尺寸稳定，耐化学性，电性能良好，3)易于成型和机械加工；4)价格便宜,高的流动性;5)可做双色成型塑件,表面可镀铬;此种材料适用于对强度要求不太高的部件,还有就是普遍用在要电镀的部件上.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的良好流动性，易超声，又具有PC高的强度，而且价格适中，适用于大多电池壳采用。较常用GE C1200HF;2)其中PC（聚碳酸脂）料,有冲击强度好，抗疲劳蠕变和电绝缘性较好，耐热性好，耐腐蚀和耐磨性好，无色透明，着色性好的特点。,B.胶壳厚度 胶壳体壁厚对部件诸多关键特性影响至关重要，其中包括结构强度，外观，成型及成本，设计阶段优化的壳体厚度可以降低后续可靠性测试的风险，修模的成本以及成型的困难。外置电池壳体壁厚通常为0.81.2mm,内置电池壳体壁厚通常为0.50.8mm;3.1.2 保护板（PCB）电池保护电路，按照板的材料划分成两种，一种是普通的玻璃纤维板。也称硬板，另一种则是柔性线路板；*硬板的板基材料是玻璃纤维，其绝缘性，高频电特性都很好，但较脆，不能弯曲，常用0.40.8mm厚的玻纤板，通常取0.6mm.,*柔性线路板，它的板基材料是聚脂或聚酰亚胺，其特点是柔性好，可弯曲成90安装，其厚度一般为0.1mm左右，所占体积小，节省空间，但因其成本高（是玻纤板的35倍）而不被广泛使用。目前绝大多数采用的是玻纤板。3.1.3 电芯（CELL)通常将封装后的成品叫做电池，即BATTERY,而电芯称做CELL；锂离子电池所用电芯通常有锂离子电芯及锂离子聚合物电芯。因我们邦凯是做电芯的，这一块我就不多讲了。,3.1.4 输出电极（CONTACT)输出电极通常有三种形式，*第一种是通过在PCB上镀五金而输出，NOKIA电池多采用此种形式；*第二种是通过在PCB上穿五金极片的形式而输出，此种较常见。此五金极片材质通常为磷铜，例如C5210，C5119；表面通常镀哑金，镀金前需镀镍处理；必需通过24h盐雾测试实验。还有是通过将五金极片穿插在五金支架上，然后焊接在PCB上，此种归纳在第二种。*第三种是将五金片与塑胶件注塑成一体，然后焊接PCB上而输出。3.1.5 连接用碰片,碰片多才采用纯镍片，镀镍钢片，普通镍片材料构成，厚度通常为0.13mm左右，通过其将电芯正极与PCB输入正极，电芯负极与PCB输入负极分别碰焊而连接起来。3.1.6 其它辅料如单面绝缘胶纸，双面绝缘胶纸，快巴纸，双面胶，耐高温绝缘胶纸，PVC垫片等。*单双面绝缘胶纸,通常采用牛皮纸,厚度在0.2mm左右；*双面胶厚度通常在0.1mm或0.08mm左右;*红色快巴纸厚度0.3mm左右；*耐高温绝缘胶纸厚度通常为0.05mm；*PVC垫片有硬质和软质两种,硬质厚度最小为0.12mm,常见0.15mm，0.20mm,有白色，黑色等等.4.其他基本问题 4.1 超声焊接 超声焊接的基本原理：利用超声机发生器产生频率为20KHz的高频 振荡波，通过换能器，转变成高频机械振动，作用于工件表面，通过工件表面及分子间的内部作用力，使传处到接口处的温度升高，达到工件的熔点瞬间产生微热，使工件微熔在一起。A.*超声焊接是通过在电池面底壳做超声线而作用的，一般可分布于面壳，底壳及面底壳混放；*超声线形状呈等腰三角形，也可呈直角三角形；*超声线高度一般为0.30.5mm,尽量避免做成一条线，而分成间隔及长度均等的小段；,B.超声焊接易产生以下缺陷，并采用相应的改善方法来避免：1）外观不平整：减小焊接压力及焊接时间；面底壳胶料太薄，可增加胶件厚度；面底胶件配合不良，易导致外观不良，须改善配合；2）溢胶：面底配合为过盈配合，导致超声时溢胶，可改善配合；减小焊接压力及焊接时间；胶件材料不配套，改善材料性能；3）超声焊接不牢固：超声线太小，可增加超声线；焊接压力太小且焊接时间太短，可增加焊接压力及时间；超声模焊头下降位置不够，可降低焊头位置；4.2 成品电池各项测试要求（通常）,试验 试验 试验方法和技术要求项目 内容 目测检查电池表面应清洁，色泽均匀，无 划痕，缩水，裂纹，积漆等；边缘无缺口、崩口；五金件平整，镀层均匀，无锈蚀，与 手机接触良好，不掉电。标签、Logo的图案、文字清晰，无误，位置正确。,电池外观,电池外观,标签,符合GB/T 8287-2000中7.1的有关规定,尺寸 符合结构工程师图纸 电池结构紧密，内部无松动，摇动结果、按压 结构 无异响；超声后，电池盖两端落差0.1mm；电池与电池卡扣、手机各组件配合、接触良好，不掉电；要求电池与手机后罩壳合缝0.15mm，合缝不均匀0.1mm，段差0.2mm。如果该型 号手机配有充电座，电池应与充电座也配合、接 触良好。材质 材质符合要求 报告 阻燃测 注塑材料阻燃达到V-0级或其它级别 试报告,尺寸结构,配合测试,注塑材质,镀金 五金端子平整，与手机配合良好，不掉电；外观 五金件表面不允许涂防锈材料。镀金厚度要求=0.5um 盐雾 必须通过24h盐雾实验 实验 耐磨 插拔试验3000次以上,镀金层不露底 实验,五金端子,镀金厚度,用电池测试系统测试。在环境温度205的条件下，电 池以1C5A充电。当电池电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直 到充电电流小于等于0.01C5A停止充电。搁置0.5小时1小时后，以 1C5A电流放电到终止电压。最长充电时间不大于8小时，放电时间应不 低于51分钟 用电池测试系统测试。在环境温度205的条件下，电池以0.2C5A 充电。当电池电压达到充电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流 小于等于0.01C5A停止充电。搁置0.5小时1小时后，以0.2C5A电流放电 到终止电压。最长充电时间不大于8小时，放电时间应不低于5小时。内阻 电池内阻值=150m 测试,常温电性能,201C5A放电性能,200.2C5A放电性能,环境温度205，测试1C5A充放电循环容量。要求100次循环后容量不能低于标称容量的90%。要求300次循环后容量不能低于标称容量的80%。电池以0.2C5A或1C5A充电结束后，放入552的高温箱 中恒温2小时，然后以1C5A电流放电到终止电压。试验结 束后，将电池取出在环境温度205的条件下搁置2小时。高温条件下放电时间应不低于51分钟，试验后电池外观应无变形、无爆裂 电池以0.2C5A或1C5A充电结束后，放入-202的低温箱中恒温16小 时24小时后，以0.2C5A电流放电到终止电压。试验结束后，将电池取 出在环境温度205的条件下搁置2小时。低温条件下放电时间 应不低于3小时，试验后电池外观应无变形、无爆裂。,循环寿命,高低温电性能,循环寿命,高温放电性能,低温放电性能,用电池在20环境下充电结束后，放入温度402、相对湿度为 90%95%的恒温恒湿箱中搁置48小时后，将电池取出在环境温度 205的条件下搁置2小时。再以1C5A电流放电至终止电压，目测外观。试验后放电时间应不低于36分钟，电池外观应无明显 变形、锈蚀、冒烟或爆炸。电池在20环境下充电结束后，将电池直接安装在振动台的台面上，按 下面的振动频率和对应的振幅调整好设备，X、Y、Z三个方向每个方向 上从10Hz55Hz循环扫频振动30分钟，扫频速度为1oct/min；振动频 率：10Hz30Hz，位移幅值：0.38mm；振动频率：30Hz55Hz，位移 幅值：0.19mm。试验结束后用万用表测量电池正负两极的电压，电池 电压应不低于3.6V。目测外观，无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸。电池在振动试验结束后，将电池平均按X、Y、Z三个互相垂直轴向直接 或通过夹具坚固在台面上，以脉冲峰值加速度100m/s2，每分钟碰撞次 数4080，脉冲持续时间16ms，碰撞次数100010的试验条件进行 碰撞试验。验结束后用万用表测量电池正负两极的电压，电池电压应不低于3.6V。目测外观，无明显变形、锈蚀、冒烟或爆炸。电池碰撞试验结束后，将电池由高度（最低点高度）为1000mm的位置 自由跌落到置于水泥地面上的18mm20mm厚的硬木板上，从 XYZ正负 每方向自由跌落1次。结束后，将电池以1C5A电流放电至终止电压。然后以1C5A进行充放电循环至放电时间不低于51分钟，即可终止循环，,循环次数应不多于3次。,环境测试,恒定湿热性能,振动,碰撞,自由跌落,用恒流恒压源持续给充满电的电池加载8h，恒流恒压源电压设定为2倍 标称电压，电流设定为2C5A的外接电流，电池应不爆炸、不起火、不 冒烟或漏液。电池在环境温度205的条件下，以0.2C5A电流放电到终止电压 后，外 接30负载放电24h，电池应不爆炸、不起火、不冒烟或漏液。用小电流放电，直到电池无输出电压，然后用0.2C5A电流充电。电 池电压能够恢复正常。电池充电后，将正负极用0.1电阻器短路1h，电池应不爆炸、不起 火、不冒烟或漏液；瞬时充电后，电池电压应不小于3.6v。测试保护电路参数 保护电路要求有2级保险丝保护。锂离子电池用80温度保险丝（PTC），并且必须贴装在电芯表面；聚合物电池允许将保险丝放置 在保护电路板上。,电池安全测试,过充电保护,过放电保护,过放电后恢复充电,短路保护,保护板测试,保护电路参数,2级保护,将电池放置在冲击台上，将10kg重物自1m高度自由落下，冲击已固定 在夹具中的电池（电池的面积最大的面应与台面垂直），电池允许发 生变形，但应不起火，不爆炸。将电池放置于热箱中，温度以（52）/min的速度升至1502并 保温30min，电池应不起火，不爆炸。本项试验应在拆除电池外保护线路后进行。电池的外部温度不得高于 150。将接有热电偶的电池置于通风橱中，连接正负极于一恒流恒压电源，调节电流至3C5A、电压为10V，然后对电池以3C5A充电，直到电池电 压为10V，电流降到接近0A。试验过程中监视电池温度变化，当电池温 度下降到比峰值低约10时，结束试验，电池应不起火，不爆炸。本项试验应在拆除电池外保护线路后进行。将接有热电偶的电池置于通风橱中，短路其正负极（线路总电阻不大 于50毫欧），试验过程中监视电池温度变化，当电池温度下降到比峰 值低约10，结束试验，电池应不起火，不爆炸。,电芯安全测试,其他,重物冲击,热冲击,过充电,短路,其他测试,
