鋰電池包裝(pack)培訓(xùn).ppt
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1、鋰電池封裝電池(pack)培訓(xùn)資料,,,主要內(nèi)容,1、鋰離子電池(新產(chǎn)品)開(kāi)發(fā)進(jìn)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(wèn)題。,1.新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)進(jìn)程,,決策與立項(xiàng)評(píng)審 階段,新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)建議書(shū),,立項(xiàng)評(píng)審,客供樣品測(cè)試,產(chǎn)品測(cè)試,實(shí)驗(yàn) 初步設(shè)計(jì)方案 產(chǎn)品成本 核算,原理圖,產(chǎn)品外觀3D圖,,,,,,,,,,,,初步設(shè)計(jì)評(píng)審,產(chǎn)品原理圖,PCB 樣品要求書(shū),設(shè)計(jì)輸出評(píng)審,結(jié)構(gòu)件打樣,裝配工程樣機(jī),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(jì)建立評(píng)審,塑膠件開(kāi)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,
2、工程樣機(jī)測(cè)試報(bào)告,,,,,,,,,,,,,,,,結(jié) 構(gòu) 及 電 子 設(shè) 計(jì),,,,,,,,,開(kāi) 模 試 模 啤 塑 打 樣 做 樣 板,設(shè)計(jì)驗(yàn)證評(píng)審,,,,,,,設(shè)計(jì)驗(yàn)證評(píng)審,物料備料,生產(chǎn),送樣樣板,產(chǎn)前確認(rèn)評(píng)審,產(chǎn)品規(guī)格書(shū),檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),BOM ,物料規(guī)格書(shū),客戶確認(rèn),生產(chǎn)治具, 作業(yè)指導(dǎo)書(shū),,,,,,,,,,,,,,客 戶 確 認(rèn) 及 產(chǎn) 前 準(zhǔn) 備 階 段,,,,,,產(chǎn)前確認(rèn)評(píng)審,,排拉試生產(chǎn),試產(chǎn)總結(jié)評(píng)審,批量生產(chǎn),設(shè)計(jì)完結(jié)評(píng)審,,,,,完善工藝,檢驗(yàn)文件,市場(chǎng)反饋,,,,,,,試 產(chǎn),量 產(chǎn),,,,,2.鋰離子電池分類 2.1 手機(jī)鋰離子電池通常分為外置電池和內(nèi)置電池兩種; A
3、、外置電池現(xiàn)今大多采用超聲方式來(lái)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.,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) 鋰離子電池結(jié)構(gòu)通常由塑膠外殼,保護(hù)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(gè)電池的支撐骨架;對(duì)保護(hù)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):,* ABS: 全稱苯乙烯-丁二烯-丙烯氰共聚
4、物 1) 綜合性能好,沖擊韌性,力學(xué)強(qiáng)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(jī)械加工; 4) 價(jià)格便宜,高的流動(dòng)性; 5) 可做雙色成型塑件,表面可鍍鉻; 此種材料適用于對(duì)強(qiáng)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(dòng)性,易超聲,又具有PC高的強(qiáng)度,而且價(jià)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(qiáng)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(wú)色透明,著色性好的特點(diǎn)。,
5、B.膠殼厚度 膠殼體壁厚對(duì)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(qiáng)度,外觀,成型及成本,設(shè)計(jì)階段優(yōu)化的殼體厚度可以降低后續(xù)可靠性測(cè)試的風(fēng)險(xiǎn),修模的成本以及成型的困難。 外置電池殼體壁厚通常為0.81.2mm,內(nèi)置電池殼體壁厚通常為0.50.8mm; 3.1.2 保護(hù)板(PCB) 電池保護(hù)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.,* 柔性線路板 ,它的板基材料是聚脂或聚酰亞胺,其特點(diǎn)是柔性好,可彎曲成90安裝,其
6、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。,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(guò)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(guò)在PCB上穿五金極片的形式而輸出,此種較常見(jiàn)。 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
7、需鍍鎳處理;必需通過(guò)24h鹽霧測(cè)試實(shí)驗(yàn)。 還有是通過(guò)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PC B上而輸出。 3.1.5 連接用碰片,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(guò)其將電芯正極與PCB輸入正極,電芯負(fù)極與PCB輸入負(fù)極分別碰焊而連接起來(lái)。 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
8、.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,,常見(jiàn)0.15mm,0.20mm,有白色,黑色等等. 4.其他基本問(wèn)題 4.1 超聲焊接 超聲焊接的基本原理:利用超聲機(jī)發(fā)生器產(chǎn)生頻率為20KHz的高頻 振蕩波,通過(guò)換能器,轉(zhuǎn)變成高頻機(jī)械振動(dòng),作用于工件表面, 通過(guò)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(dá)到工件的熔點(diǎn)瞬間產(chǎn)生微熱,使工件微熔在一起。 A. * 超聲焊接是通過(guò)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
9、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(zhǎng)度均等的小段;,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(lái)避免: 1)外觀不平整: 減小焊接壓力及焊接時(shí)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(guò)盈配合,導(dǎo)致超聲時(shí)溢膠,可改善配合;減小焊接壓力及焊接時(shí)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(shí)間太短,可增加焊接壓力及時(shí)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(xiàng)測(cè)試要求(通常),試驗(yàn) 試驗(yàn) 試驗(yàn)方法和技術(shù)要求
10、項(xiàng)目 內(nèi)容 目測(cè)檢查電池表面應(yīng)清潔,色澤均勻,無(wú) 劃痕,縮水,裂紋,積漆等;邊緣無(wú)缺口、 崩口;五金件平整,鍍層均勻,無(wú)銹蝕,與 手機(jī)接觸良好,不掉電。標(biāo)簽、 Logo的圖案、文字清晰,無(wú)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,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(wú)松動(dòng),搖動(dòng)結(jié)果、按壓 結(jié)構(gòu) 無(wú)異響;超聲后,電池蓋兩端落差0.1mm;
11、 電池與電池卡扣、手機(jī)各組件配合、接觸良好, 不掉電;要求電池與手機(jī)后罩殼合縫0.15mm, 合縫不均勻0.1mm,段差0.2mm。如果該型 號(hào)手機(jī)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(bào)告 阻燃測(cè) 注塑材料阻燃達(dá)到V-0級(jí)或其它級(jí)別 試報(bào)告,,,,尺 寸 結(jié) 構(gòu),,,配合 測(cè)試,,注 塑 材 質(zhì),,鍍金 五金端子平整,與手機(jī)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
12、須通過(guò)24h鹽霧實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 耐磨 插拔試驗(yàn)3000次以上,鍍金層不露底 實(shí)驗(yàn),,,,,,五 金 端 子,鍍金 厚度,用電池測(cè)試系統(tǒng)測(cè)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(dá)到充電限制電壓時(shí),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(shí)1小時(shí)后,以 1C5A電流放電到終止電壓。最長(zhǎng)充電時(shí)間不大于8小時(shí),放電時(shí)間應(yīng)不 低于51分鐘 用電池測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試。在環(huán)境溫度205的條件下
13、,電池以0.2C5A 充電。當(dāng)電池電壓達(dá)到充電限制電壓時(shí),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(shí)1小時(shí)后,以0.2C5A電流放電 到終止電壓。最長(zhǎng)充電時(shí)間不大于8小時(shí),放電時(shí)間應(yīng)不低于5小時(shí)。 內(nèi)阻 電池內(nèi)阻值<=150m 測(cè)試,,,,,常 溫 電 性 能,201 C5A 放電 性能,200.2 C5A 放電 性能,環(huán)境溫度205,測(cè)試1C5A充放電循環(huán)容量。 要求100次循環(huán)
14、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(shí),然后以1C5A電流放電到終止電壓。試驗(yàn)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(shí)。 高溫條件下放電時(shí)間應(yīng)不低于51分鐘,試驗(yàn)后電池外觀應(yīng)無(wú)變形、 無(wú)爆裂 電池以0.2C5A或1C5A充電結(jié)束后,放入-202的
15、低溫箱中恒溫16小 時(shí)24小時(shí)后,以0.2C5A電流放電到終止電壓。試驗(yàn)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(shí)。低溫條件下放電時(shí)間 應(yīng)不低于3小時(shí),試驗(yàn)后電池外觀應(yīng)無(wú)變形、無(wú)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,用電池在20環(huán)境下充電結(jié)束后,放入溫度402、相對(duì)濕度為 90%95%的恒溫恒濕箱中擱置48小時(shí)后,將電池取出在環(huán)境溫度 205的條件下擱置2小時(shí)。再以1C5A電流放電至終止電壓,
16、 目測(cè)外觀。試驗(yàn)后放電時(shí)間應(yīng)不低于36分鐘,電池外觀應(yīng)無(wú)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(dòng)臺(tái)的臺(tái)面上,按 下面的振動(dòng)頻率和對(duì)應(yīng)的振幅調(diào)整好設(shè)備,X、Y、Z三個(gè)方向每個(gè)方向 上從10Hz55Hz循環(huán)掃頻振動(dòng)30分鐘,掃頻速度為1oct/min;振動(dòng)頻 率:10Hz30Hz,位移幅值:0.38mm;振動(dòng)頻率:30Hz55Hz,位移 幅值:0.19mm。試驗(yàn)結(jié)束后用萬(wàn)用表測(cè)量電池正負(fù)兩極的電壓,電池
17、 電壓應(yīng)不低于3.6V。目測(cè)外觀,無(wú)明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池在振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)束后,將電池平均按X、Y、Z三個(gè)互相垂直軸向直接 或通過(guò)夾具堅(jiān)固在臺(tái)面上,以脈沖峰值加速度100m/s2,每分鐘碰撞次 數(shù)4080,脈沖持續(xù)時(shí)間16ms, 碰撞次數(shù)100010的試驗(yàn)條件進(jìn)行 碰撞試驗(yàn)。驗(yàn)結(jié)束后用萬(wàn)用表測(cè)量電池正負(fù)兩極的電壓, 電池電壓應(yīng)不低于3.6V。目測(cè)外觀,無(wú)明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池碰撞試驗(yàn)結(jié)束后,將電池由高度(最低點(diǎn)高度
18、)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(fù) 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(jìn)行充放電循環(huán)至放電時(shí)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(cè)試,恒定 濕熱 性能,振動(dòng),碰撞,自由 跌落,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。
19、 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(fù)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(fù)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(shí)充電后,電池電壓應(yīng)不小于3.6v。
20、 測(cè)試保護(hù)電路參數(shù) 保護(hù)電路要求有2級(jí)保險(xiǎn)絲保護(hù)。鋰離子電池用80溫度保險(xiǎn)絲 (PTC),并且必須貼裝在電芯表面;聚合物電池允許將保險(xiǎn)絲放置 在保護(hù)電路板上 。,,,,,,電 池 安 全 測(cè) 試,過(guò)充電 保護(hù),過(guò)放電 保護(hù),過(guò)放電后 恢復(fù) 充電,短路 保護(hù),,,保護(hù) 板 測(cè)試,保護(hù)電路參數(shù),2級(jí)保護(hù),將電池放置在沖擊臺(tái)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(tái)面
21、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(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)在拆除電池外保護(hù)線路后進(jìn)行。電池的外部溫度不得高于 150。 將接有熱電偶的電池置于通風(fēng)櫥中,連接正負(fù)極于一恒流恒壓電源, 調(diào)節(jié)電流至3C5A、電壓為10V,然后對(duì)電
22、池以3C5A充電,直到電池電 壓為10V,電流降到接近0A。試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)視電池溫度變化,當(dāng)電池溫 度下降到比峰值低約10時(shí),結(jié)束試驗(yàn),電池應(yīng)不起火,不爆炸。 本項(xiàng)試驗(yàn)應(yīng)在拆除電池外保護(hù)線路后進(jìn)行。 將接有熱電偶的電池置于通風(fēng)櫥中,短路其正負(fù)極(線路總電阻不大 于50毫歐),試驗(yàn)過(guò)程中監(jiān)視電池溫度變化,當(dāng)電池溫度下降到比峰 值低約10,結(jié)束試驗(yàn),電池應(yīng)不起火,不爆炸。,,,,,,電 芯 安 全 測(cè) 試,,其他,重物 沖擊,熱 沖擊,過(guò)充電,短路,其他 測(cè)試,
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