鋰離子電池PACK培訓工藝

1、鋰離子電池PACK工藝本培訓教材包括以下內(nèi)容:一.鋰離子電池基本知識簡介二.鋰離子電池充、放電的特性三.PACK工藝介紹四.電池PACK中的工藝特點五.靜電的防護知識一.鋰離子電池基本知識簡介1.鋰離子電池的廣泛用途發(fā)展高科技的目的是為了使其更好的服務于人類。鋰離子電池自1990年問世以來,因其卓越的性能得到了迅猛的發(fā)展,并廣泛地應用于社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優(yōu)勢迅速占領(lǐng)了許多領(lǐng)域,象大家熟知的移動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等,且越來越多的國家將該電池應用于軍事用途。應用表明,鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。鋰離子電池已經(jīng)快速成為便攜式設(shè)備的標準電源;鋰離子電池能提供和鎳

2、氫電池一樣的能量,但在重量方面則可減少大約35%,這對于象攝像機和筆記本電腦之類的用電設(shè)備來說是至關(guān)重要的。鋰離子電池完全沒有“記憶效應”和不含有有毒物質(zhì)的優(yōu)點也是使它成為標準電源的重要因素。電池是一種把化學能轉(zhuǎn)化為電能的產(chǎn)品。應用范圍:攝像機、數(shù)碼相機手機便攜式DVD筆記本電腦各種便攜式電子設(shè)備等2.什么是鋰離子電池?鋰電池的負極材料是鋰金屬材料,正極是碳元素材料。鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰,負極材料是碳材。按照大家習慣上的命名規(guī)律,我們稱這種電池為鋰離子電池。3.鋰離子電池是由哪些元件組成的?組成鋰離子電池的構(gòu)件(1電池蓋(2正極-活性物質(zhì)為氧化鈷鋰(3隔膜-一種特殊的復合膜(4負極-

3、活性物質(zhì)為碳(5有機電解液(6電池殼保護板的作用鋰離子電池塊中包含有鋰離子電池和電池IC保護線路,保護線路提供過充電、過放電、過電流、過電壓和低電壓保護。4.鋰離子電池的優(yōu)越性能:(1工作電壓高(2能量大(3循環(huán)壽命長(4自放電率低(5無記憶效應(6無污染特性:能量密度高:具有相同容量的鋰離子電池重量僅為鎳氫、鎳鎘電池重量的1/2左右;具有相同容量的鋰離子電池體積要比鎳鎘電池體積小4050%,比鎳氫電池體積小2030%。電壓高:單片鋰離子電池電壓為3.6V以上,等于3支鎳鎘或鎳氫電池的串聯(lián)電壓。不污染環(huán)境:鋰離子電池中不會有任何污染環(huán)境的物質(zhì)。如:鎘、鉛等。輸出容量大:鋰離子電池具有1.5C連

4、續(xù)放電的能力。壽命長。正常工作條件下,鋰離子電池充/放循環(huán)壽命次數(shù)500次。無記憶效應。鋰離子不存在鎳鎘電池中所謂的記憶效應。所以鋰離子電池充電前不需放電。可快速充電:鋰離子電池通?？刹捎?.5C電流快速充電,使充電過程縮短在12h內(nèi)完成。成本高:與其它二次性電池相比,鋰離子電池成本較高,價格貴。5.鋰離子電池與鎳鎘、鎳氫電池比較:以下是鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池性能的對比:技術(shù)參數(shù)鎳鎘電池鎳氫電池鋰離子電池工作電壓(V 1.2 1.2 3.6 重量比能量(Wh/Kg5065105-140 體積比能量(Wh/l150200300充放電壽命(次5005001000自放電率(%/月25-3030-35

5、6-9有無記憶效應有有無有無污染有無無注:(充電速率均為1C6.鋰離子電池的工作原理:鋰離子電池的工作原理就是指其充放電原理。當對電池進行充電時,電池的正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。當對電池進行放電時(即我們使用電池的過程,嵌在負極碳層中的鋰離子脫出,又運動回到正極?；氐秸龢O的鋰離子越多,放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。不難看出,在鋰離子電池的充放電過程中,鋰離子處于從正極負極正極的運動狀態(tài)。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅,搖椅的

6、兩端為電池的兩極,而鋰離子就象優(yōu)秀的運動健將,在搖椅的兩端來回奔跑。所以,專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。電池充電、放電化學反應過程為:充電LiCoMO2+Cn Li1-XCoMO2+CnLiX放電放電時鋰離子不能完全移向正極,必須保留一部分鋰離子在負極,以保證下次充電時的鋰離子暢通嵌入通道;否則,電池壽命就相當短,為了保證碳層中放電后留有部分鋰離子,就要嚴格限制放電終止最低電壓;也就是鋰離子電池不能過放電,放電終止最低電壓通常為3.0V/節(jié);同時,根據(jù)鋰離子工作原理最高充電終止應為4.2V,不能過充,否則會因正極LiCoO2中的Li離子拿走太多時,造成所謂的晶型癱塌,而使電池

7、表現(xiàn)出現(xiàn)壽命終結(jié)狀態(tài)。由此可見,鋰離子充/放電控制精度要求相當高,既不能過充,也不能過放。否則都將影響電池壽命,這是由鋰離子電池工作機理所決定的。鋰離子電池分液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池(Li-ion Polymer聚合物鋰離子根據(jù)電解液不同又分固體和膠體狀電解液。鋰離子電池是一種新型綠色環(huán)保電池。新型綠色環(huán)保電池是指近年來已投入使用或正在研制開發(fā)的一類高性能、無污染的電池。目前已經(jīng)大量使用的鋰離子電池、金屬氫化物鎳電池和正在推廣使用的無汞堿性鋅錳電池以及正在研制開發(fā)的鋰或鋰離子塑料電池、燃料電池、電化學貯能超級電容器都屬于新型綠色環(huán)保電池的范疇。此外,目前已廣泛應用的利用太陽能進行光電轉(zhuǎn)

8、換的太陽電池(又稱光伏發(fā)電,也屬于這一范疇。知識庫:什么是一次電池?一次電池:是只能一次性使用的電池,如:堿性電池、碳性電池、鈕扣電池。二.鋰離子聚合物電池的特性1.鋰離子電池的充電特性:由于鋰離子電池要求,其充放電需精密控制,因此,鋰離子電池需采用專門的恒流,恒壓充電法進行充電。通常恒流充電到4.2V/節(jié),后轉(zhuǎn)入恒壓,定時充電,待恒壓充電電流降到100mA左右時,終止充電,恒流充電電率為0.1C1.5C(C:當電池額定容量為1000mAh時,則1.0C充電率表示充電電流為1000mA,1.5C充電電流為1500mA,依此類推,只要進入恒壓充電狀態(tài),充電電流會慢慢降低到零,并停止充電。2.鋰離

9、子電池的放電特性:鋰離子電池采用恒流連續(xù)放電,開始放電時電壓均為4.2V/節(jié)(單節(jié)開路端電壓,終止放電電壓,通常規(guī)定為3.0V(不充許過放電,最低放電壓也不能低于2.5V,否則影響電池壽命。對同一電池而言放電電流大小不同,充電時間長短也不同。若用1.0C電流放電到終止電壓3.0V約需1h;若用0.2C電流放電,到放電結(jié)束約需5 h?？梢姺烹姇r間長短與電池容量,放電電流大小有關(guān)。3.鋰離子電池的存儲特性:鋰離子電池的存儲特性是指鋰離子長期有儲后保持容量的特性及恢復容量等特性。鋰離子電池剩余容量與存儲時間和存儲溫度有關(guān),在20環(huán)境溫度下保存半年,容量可保持在額定值的90%以上,而同一電池在60環(huán)境

10、溫度下保存一個月后,容量保持僅占額定容量的80%左右?？梢婁囯x子電池宜在低溫下保存,一般用戶長期不用的電池宜放在冰箱冷凍室內(nèi)保存。關(guān)鍵1電池充電:(1充電電壓鋰離子電池單只電池最高充電電壓為4.2V。(2充電電流鋰離子電池充電電流應為0.7CmA或更低。(3充電溫度鋰離子電池應在0°C至45°C溫度范圍內(nèi)進行充電。(4反極充電不要對電池進行反極充電。關(guān)鍵2電池放電:(1放電電流鋰離子電池放電電流應為1CmA或更小.(2放電溫度鋰離子電池應在-20°C至60°C溫度范圍內(nèi)進行放電。(3放電終止電壓應避免單只鋰離子電池放電電壓低于3.0V,過放電會損壞電池性

11、能。關(guān)鍵3電池貯存:鋰離子電池應充電30%至50%容量后在室溫下貯存。補充幾個鋰離子電池知識:.鋰離子電池具有三層卷繞結(jié)構(gòu),這三層結(jié)構(gòu)分別是:以鈷酸鋰為主要活性物質(zhì)的正極、以碳材料為主要活性物質(zhì)的負極和正負極之間的隔膜層。.鋰離子電池是現(xiàn)在日常用電池中能量密度最高的電池,它的容量是鎳鎘電池容量的二倍,而且只有很低的自放電率。鋰離子電池由于沒有采用純金屬鋰做為材料,而是采用的是鋰離子合金材料,因此它是一種穩(wěn)定和安全的電池產(chǎn)品。.通常,鋰離子電池應用于電池組時都包括鋰離子電蕊和電池保護線路,保護線路可以對鋰離子電池過充電、過放電、過電壓、低電壓和過電流等方面進行保護。.電池性能和壽命指標主要依據(jù)電

12、池的使用情況。其它事項:電池內(nèi)化學反應:電池性能會因為長期貯存沒有使用而下降,另外,如果各種使用條件如充電、放電、環(huán)境溫度等因素沒有維持在規(guī)定范圍時,電池的使用壽命可能會下降或者用電設(shè)備可能因電池漏液而被損壞。如果電池在正常充電后不能維持長時間使用時,這表明應該更換電池了。知識庫:什么是二次電池?二次電池:是可反復使用的電池。如:鎳鎘(Nicd、鎳氫(Nimh、鉛酸、鋰離子可充電池(Li-ion。三.PACK工藝介紹:概念1:什么是PACK?PACK:在這里是指組裝、包裝、封裝、裝配的意思。1.工序流程介紹:電池PACK工序分為前加工、組裝、包裝三大部分2.PACK工序名詞解釋A.前加工部分:

13、鎳帶和電芯的正極,放在夾具上用點焊機,將其焊接;鎳帶和電芯的負極,放在夾具上用點焊機,將其焊接。注意焊接時必須使用夾具。操作技能要求:焊接牢靠、不焊歪斜、不能有毛刺、按工藝標準作業(yè)。注意:以免折疊后刺破電芯。不良品挑出待維修。貼絕緣紙:是將絕緣紙(如成型美紋膠、電工膠、青稞膠紙等貼于電芯上工藝規(guī)定的位置。操作要求:按圖紙位置、不得歪斜,不得貼有異物?；z:檢查電芯是否漏液及有異味。不良品退回領(lǐng)料員。正負極加錫:是用電烙鐵在電芯極片加上規(guī)定的焊錫。注意加焊方向,烙鐵的溫度范圍:360±10,操作時小心用烙鐵頭焊接,避免造成電芯正負極短接。電烙鐵不用或使用完時,要及時斷開電源,用完后烙鐵

14、頭必須鍍一層錫,以防止烙鐵頭氧化。操作要求:錫點光滑、牢固、均勻、無漏焊。錫量適宜。互檢:檢查點焊鎳帶是否牢固。不良品退回上工序。導線焊接:是將導線用電烙鐵和焊錫絲與電芯極耳焊接在一起。注意導線焊法,通常有交叉焊接、平行焊接。正極使用紅導線,負極使用黑導線。烙鐵的溫度范圍:360±10,操作時小心用烙鐵頭焊接,避免造成電芯正負極短接。電烙鐵不用或使用完時,要及時斷開電源,用完后烙鐵頭必須鍍一層錫,以防止烙鐵頭氧化。操作要求:焊接牢固、均勻、無虛焊、漏焊。錫量適宜?；z:發(fā)現(xiàn)點焊不牢及漏掛錫的不良品退回上工序。B.組裝部分:PCB板加錫:是用電烙鐵在PCB板上面加上一定量的焊錫。注意烙

15、鐵的溫度范圍: 360±10,操作時,小心用烙鐵頭焊接,避免造成電芯正負極短接。為了防止靜電環(huán)對PCB板元件的損壞,要求工位上都墊有防靜電膠墊,帶緊靜電手腕帶,保持作業(yè)時無松動,如帶有鱷魚夾則需牢固夾在拉線下的地線上,定期檢測靜電環(huán)是否達到標準;電烙鐵不用或使用完時,要及時斷開電源,用完后烙鐵頭必須鍍一層錫,以防止烙鐵頭氧化。操作要求:錫點光滑、牢固、均勻、無漏焊。錫量適宜?；z:發(fā)現(xiàn)與樣本不符的PCB板退回領(lǐng)料員?？跴CB板:是將PCB板扣合或放置于電芯上所指定的位置。為了防止靜電環(huán)對PCB板元件的損壞,要求工位上都墊有防靜電膠墊,帶緊靜電手腕帶,保持作業(yè)時無松動,如帶有鱷魚夾則需

16、牢固夾在拉線下的地線上,定期檢測靜電環(huán)是否達到標準。操作要求:扣盒時檢查露出端子無歪斜、不得露綠油,無異常凸起?；z:漏焊、錫點不牢固的不良品退回上工序。壓焊:是通過熱熔的方法將殼上的定位柱燙壓下去,冷卻后PCB板得到固定。注意壓焊頭與壓焊底模的距離為3.5±0.5cm;壓焊溫度值范圍:180 320;壓焊時間值范圍:0.6S1.0S,具體視溫度的高低而設(shè)定;操作要求:壓焊后PCB板無偏移、PCB板無松動、膠粒不得溫度過高后脫落?；z:底殼表面無污點,卡扣無損傷,PCB板端子不生銹,不良品退回上工序。底殼貼膠:是在底殼的指定位置貼上規(guī)定大小的雙面膠紙,使得電芯在電池外殼內(nèi)獲得固定。操

17、作要求:按圖紙位置、不得歪斜,不得貼有異物。互檢:PCB板無偏移、PCB板無松動、膠粒無脫落,不良品退回上工序。端子焊接:是將底殼上電池的端子與電芯上的PCB板用烙鐵和焊錫絲焊接起來的過程。注意烙鐵的溫度范圍:360±10,操作時,小心用烙鐵頭焊接,避免造成電芯正負極短接。為了防止靜電環(huán)對PCB板元件的損壞,要求工位上都墊有防靜電膠墊,帶緊靜電手腕帶,保持作業(yè)時無松動,如帶有鱷魚夾則需牢固夾在拉線下的地線上,定期檢測靜電環(huán)是否達到標準;電烙鐵不用或使用完時,要及時斷開電源,用完后烙鐵頭必須鍍一層錫,以防止烙鐵頭氧化。操作要求:焊點光滑,大小一致,無錫渣連錫,防止端子間短路;保護電芯,

18、防止電芯被燙傷發(fā)生漏液?；z:端子偏移、生銹,外殼異色、劃傷的不良品退回上工序。焊接B+B-:是將電芯的正極和負極與PCB板的正極和負極分別焊接起來的過程。注意烙鐵的溫度范圍:360±10,操作時,小心用烙鐵頭焊接,避免造成電芯正負極短接。為了防止靜電環(huán)對PCB板元件的損壞,要求工位上都墊有防靜電膠墊,帶緊靜電手腕帶,保持作業(yè)時無松動,如帶有鱷魚夾則需牢固夾在拉線下的地線上,定期檢測靜電環(huán)是否達到標準;電烙鐵不用或使用完時,要及時斷開電源,用完后烙鐵頭必須鍍一層錫,以防止烙鐵頭氧化。操作要求:通常先焊正極、再焊負極,焊接時不得短路;互檢:檢查電芯是否漏液及有異味,不良品退回領(lǐng)料員。半

19、成品檢測:是在生產(chǎn)線上對已組裝在一起的電池半成品進行短路性能測試。為了防止靜電環(huán)對PCB板元件的損壞,要求工位上都墊有防靜電膠墊,帶緊靜電手腕帶,保持作業(yè)時無松動,如帶有鱷魚夾則需牢固夾在拉線下的地線上,定期檢測靜電環(huán)是否達到標準;操作要求:檢查在線品電芯、焊接點,結(jié)構(gòu)與樣本一致,發(fā)現(xiàn)不同于樣板,及時報告QC線長。檢查在線品底殼,無劃傷、色點、機械損傷及燙傷;檢查在線品外露端子,無斷裂、移位、生銹、變形、松動;用短路表對在線品進行短路保護測試,指針向右擺動迅速回復到“0”位。互檢:對檢測發(fā)現(xiàn)的不良品用紅色箭頭紙標識,放入紅色周轉(zhuǎn)盒;同種現(xiàn)象不良率超過1%,及時報告QC線長?？酆?是將半成品電池

20、扣上面殼的工序。注意不同底殼、面殼模號分開下線,并加以區(qū)別。操作要求:避免扣盒時壓到電芯?；z:混模號的面、底殼,退回上工序。超焊:是在塑料超聲波焊接機上將已扣盒的電池進行外殼超聲波焊接的工序;這是一道特殊工序,必須是經(jīng)過培訓并有經(jīng)驗的操作工才能對設(shè)備進行操作。操作前首先根據(jù)超聲設(shè)備作業(yè)指導書、超聲設(shè)備控制表把超聲機調(diào)整為正常工作狀態(tài);再試模把塑料外殼放入模具中,試超焊后檢查是否超傷、超高、熔膠,撬開空殼檢查焊線融接效果及電芯是否受壓。批量生產(chǎn)時,檢查開頭60個電池必須超焊緊密,不得有超傷、超高、熔膠現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)不良品及時調(diào)模。操作要求:超焊緊密為1m高距離分別從六個面跌落一次無松開現(xiàn)象;電池配機縫隙小于0.