極耳基本知識(shí)

1、極耳等基本知識(shí)一、 極耳名稱(chēng)的由來(lái)“極”是指“正極”和“負(fù)極”中的“極”，“耳”是指“正極”和“負(fù)極”中所用的膠條，在金屬帶兩邊像人的“耳朵”一樣對(duì)稱(chēng)，屬功能和形象相結(jié)合式取名，臺(tái)灣稱(chēng)“極耳”為“導(dǎo)柄”與此名類(lèi)似，行業(yè)內(nèi)普遍采用的“肩高”和“肩寬”可以認(rèn)為是“極耳”名稱(chēng)的延續(xù)或細(xì)分，因?yàn)椤岸洹焙茈y測(cè)高度和寬度，而“肩”則可以，因而后來(lái)沒(méi)將“肩高”和“肩寬”命名為“耳高”和“耳寬”。正因?yàn)椤皹O耳”從一開(kāi)始便是真正意義上的國(guó)產(chǎn)化，它不是簡(jiǎn)單的模仿（住友一開(kāi)始便是自動(dòng)熱壓卷式極耳，而國(guó)內(nèi)是手工板式熱壓極耳），高頻自動(dòng)卷式極耳也是極耳設(shè)備真正意義上的徹底國(guó)產(chǎn)化，極耳金屬帶的表面納米化學(xué)處理，特別是鎳

2、極耳鎳帶表面納米化學(xué)處理，更是國(guó)內(nèi)極耳的創(chuàng)新，這迫使住友極耳不得不向國(guó)內(nèi)極耳學(xué)習(xí)采用，雖采用，但金屬條表面處理這一塊還沒(méi)有很好地解決，在這方面與國(guó)內(nèi)極耳比較起來(lái)還存在一定差距。國(guó)內(nèi)“極耳”名稱(chēng)與“住友”命名的“Tab Lead”無(wú)任何關(guān)系。 更準(zhǔn)確的說(shuō)，“極耳”是一個(gè)“連接、導(dǎo)電、密封件”。“連接”是指電池內(nèi)外連接，極耳膠與鋁塑膜的連接；“導(dǎo)電”是指通過(guò)極耳將電引出來(lái)及產(chǎn)生回路；“密封”是指膠條與金屬帶之間的密封和膠條與鋁塑膜之間的密封。二 極耳成型工藝極耳膠條成型工藝分為熱壓成型和高頻成型兩種工藝。1. 熱壓成型工藝中的溫度控制范圍小，精度高，這使熱壓成型極耳膠與金屬帶之間的粘接力更穩(wěn)定（而

3、不是粘接力更高或粘接更可靠），但受熱傳遞方式的限制，溫度是從膠條外表面向中間，再向內(nèi)表面，再傳遞給金屬帶，最終必須使金屬帶表面的溫度高于膠條內(nèi)表面的熔點(diǎn)，在一定壓力和時(shí)間下與金屬表面粘接。這種粘接方式?jīng)Q定了極耳膠結(jié)構(gòu)，必須是兩層及兩層以上結(jié)構(gòu)，且金屬面的熔點(diǎn)須不高于外表面的熔點(diǎn)，這樣才能保證極耳膠的總厚度及外型尺寸的精度，正是為了保證精度，熱壓成型溫度須要求嚴(yán)格控制才能達(dá)到精度與粘接力的平衡。2. 高頻成型中的高頻變化范圍廣，對(duì)應(yīng)的溫度控制精度較差，但高頻能使金屬帶表面瞬間產(chǎn)生高于極耳膠內(nèi)表面的熔點(diǎn)，瞬間產(chǎn)生比熱壓成型更牢固可靠的粘接力，它沒(méi)有使膠條的外表面產(chǎn)生軟化，更不會(huì)熔化，這有利于與鋁塑

4、膜作進(jìn)一步的封裝。這種粘接方式適用于任何結(jié)構(gòu)的極耳膠條（單層或多層均可）.3. 兩種粘接方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，高頻工藝的完善在于高頻必須想辦法轉(zhuǎn)化成直觀對(duì)應(yīng)的溫度；而熱壓成型工藝的完善在于新型膠條的開(kāi)發(fā)和熱壓成型設(shè)備熱傳遞方式的徹底變化。兩種工藝都有進(jìn)一步完善的潛力。三 極耳頂封工藝極耳頂封工藝分為：1、硬封工藝，2、軟封工藝，3半硬半軟封工藝。其中半硬半軟封工藝國(guó)內(nèi)未采用，在此不作詳細(xì)說(shuō)明。1、硬封工藝封口的密封可靠性，安全性遠(yuǎn)高于軟封工藝。理由依次；【1】 軟封工藝封頭上采用彈性硅膠墊，該硅膠皮的厚薄均勻性偏差大于0.1mm，而硬封工藝封頭上采用的是導(dǎo)熱性很好的剛性銅或特種鋼，厚薄均可性偏差小0

5、.01mm，兩者不在一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種厚薄的均勻性會(huì)影響頂封面積局部區(qū)域密封性差異?！?】 軟封工藝封頭上采用的彈性硅膠墊的彈性，不同批次、同一批次或同一封頭上的不同部位會(huì)有較大差異。這種彈性差異會(huì)影響密封面積上的密封性?！?】 軟封所用彈性硅膠墊在長(zhǎng)期高溫、壓力下，彈性會(huì)逐漸減小，甚至老化，如何檢查彈性及老化，何時(shí)更換新的硅膠墊，難度很大，這無(wú)疑帶來(lái)密封的不可靠性?！?】 軟封硅膠墊在封裝過(guò)程中，肯定會(huì)殘留鋁塑膜和極耳膠上熔融的PP，這改變了硅膠墊局部的厚度和彈性，這將嚴(yán)重影響密封性?！?】 單層極耳膠在軟封工藝中極易產(chǎn)生短路。2、硬封工藝有利于提升電池的能量密度。理由依次是：【1】 正是因?yàn)?/p>

6、硬封工藝封口的密封可靠性，安全性遠(yuǎn)高于軟封工藝，硬封工藝中的封口寬度可以小于1.2mm，而軟封基本上要2mm以上。這減小了電芯的長(zhǎng)度或體積，相當(dāng)于提升了能量密度?！?】 硬封工藝所采用的極耳膠是單層的，很柔軟，外露在頂封鋁塑膜外的12mm極耳膠可以完全折回而不反彈，這又相當(dāng)于減少了電芯的長(zhǎng)度或體積，從而提升了能量密度?！?】 硬封工藝所采用的單層極耳膠可以做得很薄，50左右（而軟封極耳膠基本都在100），減輕了極耳的重量，從而有利于提升能量密度。（目前電芯的能量密度只能靠多方面一點(diǎn)點(diǎn)，一點(diǎn)點(diǎn)的提升）3、硬封工藝其他優(yōu)點(diǎn)【1】 硬封工藝直接傳熱至鋁塑膜，傳熱快，可以降低頂封時(shí)間【2】 硬封工藝封

7、裝溫度的穩(wěn)定性比軟封硅膠墊的溫度穩(wěn)定性好（原因是硅膠墊表面的溫度在封裝過(guò)程中的不斷降低，很難得到及時(shí)補(bǔ)償，硅膠墊不易傳熱）。【3】 正是因?yàn)橛卜鈫螌訕O耳膠可以很?。?0左右），非常易于完全折回而不反彈，頂封外露極耳膠可以留到2mm5mm，外露極耳膠在派克時(shí)可以起到絕緣的作用，而不增加成品電池的體積?！?】 硬封工藝中的正極耳和負(fù)極耳中心距偏差很小，非常方便成品電池的派克，大大提升了電芯的整體品質(zhì)?！?】 批量生產(chǎn)時(shí)，硬封工藝的成本比軟封工藝的成本低，且隨批量的增加，成本越來(lái)越低。4、 鑒于以上理由，硬封工藝無(wú)疑是高端軟包裝鋰電池的必由之路。四、極耳膠條 結(jié)構(gòu)化學(xué)穩(wěn)定性及判斷層間剝離強(qiáng)度封裝工藝

8、適應(yīng)性極耳溢膠控制軟封硬封單層極耳膠PP1穩(wěn)定性最好 判斷最易最好最差最好最難多層極耳膠PP1/PEN/PP1穩(wěn)定性最差 判斷最難最差最好最差較難PP1/PP2/PP3穩(wěn)定性一般 判斷一般一般一般一般最易PP1/PP2/PP1穩(wěn)定性較好 判斷較好較好較好較好較易 備注：1.PP1是指親金屬低溫PP(134-142°c);PP2是指耐高溫PP(160°c170°c);PP3是指與鋁塑膜內(nèi)膜直接封裝的PP。 2.極耳膠條的選擇首先是根據(jù)客戶(hù)的封裝工藝（硬封還是軟封），其次是極耳膠條與經(jīng)過(guò)表面處理的金屬帶之間的原始粘接強(qiáng)度和經(jīng)過(guò)電解液浸泡之后的粘接強(qiáng)度，以及兩種強(qiáng)度之差

9、來(lái)選擇。 3.高端電池品質(zhì)要求在選材上應(yīng)該把化學(xué)穩(wěn)定性放在首位。 4.多層極耳膠在熱壓成型或頂封過(guò)程中如果從金屬帶的兩個(gè)邊緣出現(xiàn)金屬面斷層的狀況，而中間層又與金屬帶本身無(wú)粘結(jié)力的話(huà)，漏液鼓氣風(fēng)險(xiǎn)巨大無(wú)比。五、金屬帶表面清洗及處理1 金屬帶表面清洗及處理的最重要目的是提高金屬帶與極耳膠成型后，直接浸泡電解液后（按規(guī)定的工藝條件：電解液種類(lèi)，含水率，溫度，時(shí)間等）極耳膠與金屬帶之間的粘接強(qiáng)度，該強(qiáng)度必須保持在一定的數(shù)據(jù)以上，越高越好，且浸泡前和浸泡后的強(qiáng)度之差越小越好。該性能涉及電池的漏液和鼓氣，與電池的壽命密切相關(guān)。2 表面處理后的金屬帶性能要更穩(wěn)定，不影響焊接，導(dǎo)電，及外觀性能。3 當(dāng)抗電解液

10、性能與焊接性能相矛盾時(shí)（與抗超聲焊接相矛盾時(shí)，可以調(diào)節(jié)超聲焊接機(jī)的功率來(lái)適應(yīng)；與錫焊性能相矛盾時(shí)，可以通過(guò)打磨錫焊面或調(diào)整錫焊工藝參數(shù)或重新選擇錫焊絲種類(lèi)或用化學(xué)方法清除金屬帶表面處理層），要以抗電解液性能為主（電池使用壽命很短的除外）六 抗電解液性能合格與否的判定 所有極耳膠加工的極耳，均可以以浸泡電解液后極耳膠與金屬帶之間粘接強(qiáng)度大小來(lái)判定，絕不可以以金屬帶表面是否有殘留來(lái)判定（單層膠不分層，無(wú)殘留，多層膠只有當(dāng)層間粘接強(qiáng)度低于膠與金屬帶之間的粘接強(qiáng)度時(shí)，才會(huì)有殘留），對(duì)于多層極耳膠在剝離時(shí)有殘留的，也應(yīng)該以測(cè)出層間分離強(qiáng)度大小為依據(jù)。七 關(guān)于鋁塑復(fù)合膜鋁塑復(fù)合膜被日本的DNP和 昭和兩家壟斷了近十三年，至今100%靠進(jìn)口，這說(shuō)明該產(chǎn)品有相當(dāng)?shù)募夹g(shù)工藝難度。昭和與DNP兩家鋁塑膜在十多年市場(chǎng)份額的巨大變化，應(yīng)該說(shuō)與他們的工藝技術(shù)變化息息相關(guān)。從電池膜中最核心的抗電解液穩(wěn)定性講，熱法工藝電池膜的穩(wěn)定性一定比干法工藝電池膜的穩(wěn)定性好得多，理由太多，在此不作詳細(xì)說(shuō)明。只對(duì)如