锂电池包装(pack)培训

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,封装电池（,pack,）培训教案,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,PC,B,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,201,C5A,放电,性能,200.2,C5A,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,10Hz,55Hz,循环扫频振动,30,分钟，扫频速度为,1oct/min,；振动频,率：,10Hz,30Hz,，位移幅值：,0.38mm,；振动频率：,30Hz,55Hz,，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,40,80,，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,18mm,20mm,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,