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1、鋰電池封裝電池(pack)培訓資料,,,主要內容,1、鋰離子電池（新產品）開發(fā)進程； 2、鋰離子電池分類； 3、鋰離子電池（BATTERY)結構及零部件； 4、其他基本問題。,1.新產品開發(fā)進程,,決策與立項評審 階段,新產品開發(fā)建議書,,立項評審,客供樣品測試,產品測試，實驗 初步設計方案 產品成本 核算，原理圖,產品外觀3D圖,,,,,,,,,,,,初步設計評審,產品原理圖，PCB 樣品要求書,設計輸出評審,結構件打樣,裝配工程樣機,產品工藝圖紙， 產品包裝方案,結構件圖紙，手板模型,FMEA設計建立評審,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,
2、工程樣機測試報告,,,,,,,,,,,,,,,,結 構 及 電 子 設 計,,,,,,,,,開 模 試 模 啤 塑 打 樣 做 樣 板,設計驗證評審,,,,,,,設計驗證評審,物料備料,生產，送樣樣板,產前確認評審,產品規(guī)格書,檢驗標準，BOM ，物料規(guī)格書,客戶確認,生產治具， 作業(yè)指導書,,,,,,,,,,,,,,客 戶 確 認 及 產 前 準 備 階 段,,,,,,產前確認評審,,排拉試生產,試產總結評審,批量生產,設計完結評審,,,,,完善工藝，檢驗文件,市場反饋,,,,,,,試 產,量 產,,,,,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置電池兩種； A
3、、外置電池現今大多采用超聲方式來封裝組成； B 、內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、鋰離子電池結構及其零部件 3.1 鋰離子電池結構（主要以超聲電池為例） 鋰離子電池結構通常由塑膠外殼，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):,* 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，力學強度較好； 2) 尺寸穩(wěn)定，耐化學性，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。,
5、B.膠殼厚度 膠殼體壁厚對部件諸多關鍵特性影響至關重要，其中包括結構強度，外觀，成型及成本，設計階段優(yōu)化的殼體厚度可以降低后續(xù)可靠性測試的風險，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.,* 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
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
8、.3mm左右； * 耐高溫絕緣膠紙厚度通常為0.05mm； * PVC墊片有硬質和軟質兩種,硬質厚度最小為0.12mm,,常見0.15mm，0.20mm,有白色，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)生器產生頻率為20KHz的高頻 振蕩波，通過換能器，轉變成高頻機械振動，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
9、線高度一般為0.30.5mm,盡量避免做成一條線， 而分成間隔及長度均等的小段；,B. 超聲焊接易產生以下缺陷，并采用相應的改善方法來避免： 1）外觀不平整： 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，易導致外觀不良，須改善配合； 2）溢膠： 面底配合為過盈配合，導致超聲時溢膠，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）,試驗 試驗 試驗方法和技術要求
10、項目 內容 目測檢查電池表面應清潔，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。標簽、 Logo的圖案、文字清晰，無誤，位置正確。,,,,,,電 池 外 觀,電 池 外 觀,標簽,符合GB/T 8287-2000中7.1的有關規(guī)定,尺寸 符合結構工程師圖紙 電池結構緊密，內部無松動，搖動結果、按壓 結構 無異響；超聲后，電池蓋兩端落差0.1mm；
11、 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，電池應與充電座也配合、接 觸良好。 材質 材質符合要求 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 構,,,配合 測試,,注 塑 材 質,,鍍金 五金端子平整，與手機配合良好，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
12、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,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
13、，電池以0.2C5A 充電。當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，放電時間應不低于5小時。 內阻 電池內阻值<=150m 測試,,,,,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、后容量不能低于標稱容量的90%。 要求300次循環(huán)后容量不能低于標稱容量的80%。 電池以0.2C5A或1C5A充電結束后，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 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不低于51分鐘，試驗后電池外觀應無變形、 無爆裂 電池以0.2C5A或1C5A充電結束后，放入-202的
15、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 應不低于3小時，試驗后電池外觀應無變形、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,用電池在20環(huán)境下充電結束后，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，
16、 目測外觀。試驗后放電時間應不低于36分鐘，電池外觀應無明顯 變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池在20環(huán)境下充電結束后，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的振幅調整好設備，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。試驗結束后用萬用表測量電池正負兩極的電壓，電池
17、 電壓應不低于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4080，脈沖持續(xù)時間16ms， 碰撞次數100010的試驗條件進行 碰撞試驗。驗結束后用萬用表測量電池正負兩極的電壓， 電池電壓應不低于3.6V。目測外觀，無明顯變形、銹蝕、冒煙或爆炸。 電池碰撞試驗結束后，將電池由高度（最低點高度
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 每方向自由跌落1次 。結束后，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)次數應不多于3次。,環(huán)境 測試,恒定 濕熱 性能,振動,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，恒流恒壓源電壓設定為2倍 標稱電壓，電流設定為2C5A的外接電流，電池應不爆炸、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負載放電24h，電池應不爆炸、不起火、不冒煙或漏液。 用小電流放電，直到電池無輸出電壓，然后用0.2C5A電流充電。電 池電壓能夠恢復正常。 電池充電后，將正負極用0.1電阻器短路1h，電池應不爆炸、不起 火、不冒煙或漏液；瞬時充電后，電池電壓應不小于3.6v。
20、 測試保護電路參數 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 充電,短路 保護,,,保護 板 測試,保護電路參數,2級保護,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與臺面
21、垂直），電池允許發(fā) 生變形，但應不起火，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，電池應不起火，不爆炸。 本項試驗應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。 將接有熱電偶的電池置于通風櫥中，連接正負極于一恒流恒壓電源， 調節(jié)電流至3C5A、電壓為10V，然后對電
22、池以3C5A充電，直到電池電 壓為10V，電流降到接近0A。試驗過程中監(jiān)視電池溫度變化，當電池溫 度下降到比峰值低約10時，結束試驗，電池應不起火，不爆炸。 本項試驗應在拆除電池外保護線路后進行。 將接有熱電偶的電池置于通風櫥中，短路其正負極（線路總電阻不大 于50毫歐），試驗過程中監(jiān)視電池溫度變化，當電池溫度下降到比峰 值低約10，結束試驗，電池應不起火，不爆炸。,,,,,,電 芯 安 全 測 試,,其他,重物 沖擊,熱 沖擊,過充電,短路,其他 測試,
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