鋰電池工藝設計規(guī)范

1、鋰電池包裝工藝設計規(guī)范目錄一、鋰電池包裝工藝設計宗旨一、鋰電池包裝工藝設計宗旨二、工藝設計重點關注的幾項參數(shù)二、工藝設計重點關注的幾項參數(shù)三、工藝設計從哪幾個方面入手三、工藝設計從哪幾個方面入手四、工藝設計三部曲四、工藝設計三部曲五、鋰電池包裝各主要工序標準五、鋰電池包裝各主要工序標準1 1、安全、安全2 2、質量、質量3 3、效率、效率4 4、過程控制能力指數(shù)（、過程控制能力指數(shù)（CPK1.33CPK1.33）一、鋰電池包裝工藝設計宗旨1、性能 1.1.電芯電壓與成品出貨電壓：單體電池，則要求電芯電壓在 成品電壓的上下限范圍內；組合電池，電芯電壓可不做特 別要求，但在半成品老化時應注意最后一

2、步充電截止電壓 需在成品出貨電壓范圍內。 1.2.電芯內阻保護板內阻與成品內阻:電芯內阻+保護板內阻 成品內阻，因為組裝用的連接鎳片、導線等也占一定的阻值。 1.3.過流值: 1.4.NTCID:此電阻值不體現(xiàn)在規(guī)格書中的各項參數(shù)列表中，而 是體現(xiàn)在電路圖中，串聯(lián)在P-端的一個電阻。 1.5.其它特殊性能,如智能電池通訊測試、寫程序、鎖碼等。二、工藝設計重點關注的幾項參數(shù)2 2、尺寸、尺寸 2.1.電芯尺寸保護板尺寸輔料尺寸與成品尺寸:根據規(guī)格書中 體現(xiàn)的電芯尺寸保護板尺寸和BOM中各輔料尺寸，推算出 組裝后的成品理論尺寸與規(guī)格書的成品尺寸是否有沖突， 原則上理論尺寸應小于標準尺寸。如理論值大

3、于等于標準 值，則從輔料尺寸或工藝結構上做調整，也可向客戶爭取 最大標準值。1 1、產品本身的工藝結構： 1.1.要保證安全:安全隱患的地方一定要做絕緣防護。 1.2.工藝結構最簡單化：裝配布線走最短的路線；物料規(guī)格 一次到位，盡量不要縫縫補補；一次連接已能達到要求 的效果則不應再二次連接或三次連接。2、制程中的作業(yè)手法： 2.1就近取材雙手作業(yè)且避免交叉作業(yè)一次動作完成的不應分 成兩次動作完成，減少取放時間。三、工藝設計從哪幾個方面入手3、整個生產區(qū)域的布局規(guī)劃： 3.1.從原材料投入到成品產出的整個加工和組裝過程應達 到減少搬運和存儲。 3.2.拉線的順暢:各工序先后的合理安排,避免前工序

4、跑到 后工序去取材作業(yè),造成人員混亂和效率低;各工序之 間的平衡,平衡率越高越好,這就需要考慮到工序之間 的動作分配人員安排輔助夾工具使用的合理化,避免 制程中的堆積和等待。1、研發(fā)階段重點評估工藝結構、封裝方式、重點要求。 1.1.工藝結構：首要保正安全第一,不能出現(xiàn)有安全隱患;工藝要最簡 化、易操作，如工藝確實無法再簡化而操作難度又大時，需考慮 用什么樣的工裝治具來輔助作業(yè)，才能確保品質不出問題，效率 又能有效保證； 1.2.封裝方式：我司目前常有的封裝方式有膠殼超聲、膠殼打膠、膠 殼打膠加鎖螺絲、膠殼卡扣加鎖螺絲、套PVC膜、裹標貼。膠殼 是我司開模還是市場外購?我司開模的需達到什么效果

5、?是否需定 位保護板電池體或電池上的排線等？市場外購的有什么缺陷？ 需要如何加工？加工標準？目前設備是否滿足封裝要求？如不滿 足需添什么設備？此設備需達到什么特殊要求等。 1.3.重點要求:客戶有沒有一些特殊要求?如外觀出貨電量跌落超出 常規(guī)次數(shù)等。 1-3項確定后，需盡可能的在試產前對工藝進行初出驗證，找出 制程中的控制重點和難點，確保試產的順利、及時完成。四、工藝設計三部曲四、工藝設計三部曲2、試產階段 主要工作包括：產前培訓、試產過程跟進、試產總結。 2.1.產前培訓：按研發(fā)階段初步驗證的工藝對生產員工進行培訓， 并強調重點注意事項； 2.2.試產過程指導、跟進：是對員工產前培訓的一個考

6、核，也是對 初步驗證工藝的進一步驗證，確定是否可批量作業(yè)，此工藝是 否是此前的最佳方案，暴露出了什么問題？哪些是我們研發(fā)過 程就已預知的？哪些是我們沒想到的？現(xiàn)場是否能馬上變更或 臨時改善？會不會出現(xiàn)一些重大問題需終止試產等； 2.3.試產總結：匯總試產中出現(xiàn)的問題點及改善措施和責任人及完 成時間，并最終判定結果：OK或NG。 對于需改善的問題要及時跟進，向責任人獲取變更后的資料或 改善后的零部件，以便及時修訂可批量生產的工藝。3 3、量產階段、量產階段 主要是對工裝夾具的優(yōu)化、作業(yè)手法的改善提升以及工序間的平衡。 步驟： 1.工時測定-按最初的工藝流程對各工序的作業(yè)時間進行測量，并根 據車間

7、人員情況對各工序作業(yè)內容進行調整，最后找出瓶頸工序; 2.優(yōu)化工裝治具通過采用夾治具作業(yè)或優(yōu)化夾治具來改善瓶頸工序，達 到產線平衡，提升效率; 3.改善作業(yè)手法-尋找瓶頸工序中的作業(yè)時間浪費，以便糾正或改善 員工作業(yè)手法; 4.生產布局規(guī)劃-合理規(guī)劃整個生產區(qū)域，從投入到產出，應盡可能 的減少存儲和搬運過程，減少工時和人工，提高效率; 5.重測工時-對各方面做了改進后的各工序重新測定工時; 6.完善流程和工時-根據重測工時確定標準工時并完善最終的工藝流 程。五、鋰電池包裝各主要工序標準1、電芯外觀全檢標準： 1.1.圓柱形電芯外觀標準:無短路、氧化生銹、漏貼面墊或面墊歪斜、破膜、膜皺等現(xiàn)象。

8、1.2.方形電芯外觀標準：表面無電解液毛刺或其它污質,無漏液發(fā)鼓變形短路等,面墊無歪斜起翹,復合鎳帶無氧化臟物脫焊等。 1.3.聚合物電芯外觀標準:表面無電解液或其它污質,無漏液氣脹變形等,極耳無斷裂角位無破損折邊無分層等。3 3、電芯電壓、內阻測試 3.1.測試儀器：萬用表多功能測試架、電池內阻測試儀通 用電池測試架. 3.2.測試連接法：電芯正、負極端分別與測試架的正、負極頂 針接觸測試。（測試架上下頂針分別為正、負極，鋼殼電 芯蓋帽是正極、電芯外殼是負極，鋁殼電芯鉚釘是負極， 電芯外殼是正極）.2、電芯貼面墊標準： 要求面墊粘貼牢固、不歪斜起翹、不超出電芯端面邊沿、 不蓋住負極鉚釘（針對

9、鋁殼電芯）和正極蓋帽（針對鋼殼 電芯）.5 5、錫焊標準 5.1.焊錫時間3S 5.2.1.保護板錫焊引線插頭:按工藝要求的焊接方向將規(guī)格符 合要求的引線插頭焊在保護板相應焊盤上。 要求與自檢：錫點完全包住引線錫頭；無虛焊、脫焊、 連錫、錫渣、錫尖、元件脫落、引線燙傷燙破、插頭端 子脫落等。 4、電芯打膠組合標準 4.1.此工序只針對多并串的圓柱電池,采用膠水或雙面膠將2只或 以上的電芯粘到一起,我司通常采用滴膠方式粘連。 要求與自檢：兩電芯之間的滴膠粘連處必須有一只電芯要貼 上高溫膠、美紋紙之類的絕緣材料，并且不能低于電芯端 面，防止鎳片橋接時電芯本身發(fā)生短路，滴膠水前要確保相 粘連的電芯兩

10、端平齊，不能錯位，膠水需均勻的滴在兩電芯 之間的縫隙，不能溢到電芯端面而影響點焊質量。5.2.2.5.2.2.電池極性引出鎳片錫焊引線電池極性引出鎳片錫焊引線 插頭插頭 保護板：按工藝要求的焊接方向將規(guī)保護板：按工藝要求的焊接方向將規(guī)格符合要求的引線格符合要求的引線 插頭焊在電池組相應的極性引出鎳片上或將電池組各極性插頭焊在電池組相應的極性引出鎳片上或將電池組各極性引出鎳片焊在保護板相應焊盤上。引出鎳片焊在保護板相應焊盤上。要求與自檢：要求與自檢：1.1.工作臺面整潔，零部件與工具擺放有序，不允許錫絲、刀片、剪刀、鉗子等工作臺面整潔，零部件與工具擺放有序，不允許錫絲、刀片、剪刀、鉗子等導電體從

11、電池體上橫跨或電池體擺放在導電體之上，以免發(fā)生短路現(xiàn)象，重者導電體從電池體上橫跨或電池體擺放在導電體之上，以免發(fā)生短路現(xiàn)象，重者傷及人體。傷及人體。2.2.電池極性引出鎳片或引線與保護板焊接順序電池極性引出鎳片或引線與保護板焊接順序: :從低端電壓從低端電壓B-B-、B1B1、B2B2、 Bn Bn、B+B+順序開始焊接。順序開始焊接。3.3.錫點光滑錫點光滑 完全包住引線錫頭完全包住引線錫頭; ;無虛焊、脫焊、連錫、錫渣、錫尖、元件脫落、無虛焊、脫焊、連錫、錫渣、錫尖、元件脫落、引線燙傷引線燙傷 燙破、插頭端子脫落；鎳片錫點不得超過焊盤邊沿，避免鎳片或保燙破、插頭端子脫落；鎳片錫點不得超過焊

12、盤邊沿，避免鎳片或保護板彎折不到位導致尺寸、裝配不良；不得燙破電芯上護板彎折不到位導致尺寸、裝配不良；不得燙破電芯上 的熱縮膜。的熱縮膜。5.3.5.3.保護板錫焊鎳帶保護板錫焊鎳帶: :按工藝要求的焊接方向將規(guī)格符合要求的鎳片焊在保按工藝要求的焊接方向將規(guī)格符合要求的鎳片焊在保 護板相應焊盤上。護板相應焊盤上。要求與自檢：錫點不能超出焊盤位置；無虛焊、歪斜、連錫、錫渣、錫要求與自檢：錫點不能超出焊盤位置；無虛焊、歪斜、連錫、錫渣、錫 尖、元件脫落等。尖、元件脫落等。6、點焊標準 6.1.電芯與鎳帶焊接 6.1.1.方形電芯與鎳帶焊接:負極鉚釘點焊2個有效點,正極復合鎳帶點 焊4個平行四方形狀

13、的有效點,位置在復合鎳帶中間,不能點到兩 端的激光焊點上; 6.1.2.圓柱形電芯與鎳帶焊接:正負極兩端都是點焊4個方形或平行四邊 形狀的有效點,負極端焊點應避開中間直徑約4mm的圓周區(qū)，因此 區(qū)域內內部有極片與電芯殼體的連接點，如外部焊點與此連接點 重疊，有可能導致電芯內阻偏高； 6.1.3.聚合物電芯極耳與鎳帶、鎳帶與鎳帶焊接:寬3mm以下的鎳帶點焊 2個有效點，寬4mm以上的鎳帶點焊4個方形有效點。 6.2.保護板與鎳帶焊接：前提是保護板焊盤上必須貼有鍍鎳鋼片，才能 與鎳帶點焊連接。 要求與自檢：焊點牢固，無炸火脫焊鎳帶斷裂點偏或點到焊盤 周邊的元器件上,鎳帶方向要符合工藝要求或與樣板一

14、致。4*4mm以 下的焊盤與鎳片，點焊2個有效點， 4*4mm以上不包括4*4mm的焊盤 與鎳片，點焊4個方形有效點。7、貼絕緣膠紙標準 貼絕緣膠是為了避免組裝過程中出現(xiàn)電芯本身短路或電池塊短 路，輕則燒壞保護板線路或元件，重則傷及人體。我司常用的絕緣材 料有：高溫膠、噴錫美紋紙、青稞紙、杜邦紙、熱縮套管等。通常需 貼絕緣防護的位置有： 1.保護板與電芯的接觸面之間:要求絕緣膠完全蓋住保護板與電芯的接 觸面,避免電池塊短路; 2.保護板上不同極性的鎳片焊盤走線與插頭引線的重疊位置:要求 絕緣膠完全蓋住能夠導致兩者短路的接觸面,避免電池塊短路; 3.鋼殼電芯正極端的連接片要彎折到負極面時,電芯負

15、極面相應位置應 貼絕緣膠,彎折的鎳帶需套熱縮管,避免電芯本身短路。4.鋁殼電芯負極鉚釘上的鎳片引出有可能會碰到正極殼體的位置,需貼上 高溫膠,避免電芯本身短路;5.鋼殼電芯挨緊并聯(lián)時，電芯正極端需貼聯(lián)體絕緣墊，再點焊鎳片連接， 防止電芯本身短路；6.鋼殼電芯挨緊串聯(lián)時,需在串聯(lián)端粘貼聯(lián)體絕緣墊,再點焊鎳片串聯(lián),防 止串聯(lián)中的正極那顆電芯本身短路;7. 方形電芯并排串聯(lián)時,需在負極那顆電芯的負極端面貼高溫膠或杜邦紙 并折貼到側邊8-15mm，防止串聯(lián)中的負極那顆電芯本身短路；8.方形電芯疊放串聯(lián)時,需在兩電芯的接觸面之間貼上雙面青稞紙或牛皮 紙等絕緣材質,材質厚度根據成品厚度空間而定,但最小不能

16、小于0.2mm， 并在串聯(lián)端面兩電芯之間貼青稞紙或牛皮紙等絕緣材質，材質寬度以不 蓋住負極鉚釘和正極復合鎳帶為準，以免點焊炸火；9.多串電池各極性引出引線較長有可能出現(xiàn)相互碰觸時,除正極或負極引線 不用套熱縮管工纏絕緣膠以處,其它極性引線的線芯裸露端需套熱管或纏 絕緣膠,以免引線線芯相碰出現(xiàn)電池組短路。8、套PVC膜熱縮標準 8.1.套膜:如果電池兩端都是平面或是同等弧面，則套膜后超出電池兩 端的膜長應基本一致；如果電池一端是平面一端是弧面或不平面, 則弧面或不平面一端的膜長應比平面的一端長約1-3mm，根據電池 大小而定； 8.2.熱縮：要求熱縮平整，無皺痕、破膜、斜角，不露電芯、保護板或

17、插頭引線線芯等.10、超聲壓合標準 指將合好上、下殼的電池置入超聲波機（塑焊機）的下模上，啟 動超聲按鍵，通過超聲波機的音波振動效能使上、下殼熔接。 要求與自檢：焊縫均勻、無溢膠、錯位，殼面無壓傷、燙傷，五金片 無歪斜、偏移、下陷等。9、電池裝膠殼膠框標準 通常所有的膠殼膠框都會有保護板的定位槽定位柱或卡位,電池 在入殼框時,根據工藝要求先在電池與殼框的接觸面貼上雙面膠或打 硅膠等,再將電池上的保護板卡到定位槽定位柱或卡位,最后再將電池 體裝入膠殼膠框內,有上殼的還需將上殼合上。 要求與自檢：保護板要完全卡到位，五金片不偏移、歪斜、下陷，電 池體要裝到位，膠殼膠殼不變形,上殼與下殼的裝配不錯位

18、蓋反等。11、噴碼標準 根據客戶或我司的噴碼要求,噴碼內容基本都是公司標志+電芯型 號+容量+電壓+生產日期,一是為了滿足商檢所需的一些參數(shù),二是便 于我司對該批電池的追溯。 要求與自檢：噴碼內容和位置正確，字跡清晰，無斷碼、斷字、歪 斜、偏位現(xiàn)象。12、貼標標準 1.完全裹標類:針對套膠框和只粘上蓋和底片的電池,要求貼紙無錯位 氣泡雜質脫漆折痕卷角起翹,不露電芯不露膠框縫隙等; 2.膠殼上貼標類:此類貼標通常膠殼上會有一個貼標槽,且有一個防呆 倒角,貼時注意標貼倒角對準貼標槽的倒角,可避免貼反。要求貼紙 不歪斜不超出貼標槽,無氣泡雜質折痕卷角起翹等; 3. PVC外膜貼標類:此類電池兩面無明顯區(qū)別,所以貼標時要特別注意 需參照插頭或引線的引出位置作為基準,找出貼標電池面。要求貼 紙不歪斜無氣泡雜質折痕卷角起翹等;13、性能測試標準 1.電壓 2.內阻 3.過流保護 4.NTC/ID 5.短路保護 6.老化:針對多并串電池，主要是驗證電池的充放電功通是否正常及容 量和放電時間是否滿足要求,我司通常以0.5C充0.2C放