工艺技术_电池封装工艺介绍

电池封装工艺介绍 目录 P A C K 设计开发流程P A C K 设计开发流程 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 介绍当前产品市场上的种类，有何差异等 介绍产品的物料组成部分，以爆炸图来讲解，各组成部以什么方式组装的 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 介绍产品的物料组成部分的原材料是什么，材质是什么，原材料有哪些分类 生产工艺流程及主要设备图片生产工艺流程及主要设备图片 可靠性标准和工作原理可靠性标准和工作原理 重要工序介绍重要工序介绍 封装的发展前沿封装的发展前沿 部分产品展示部分产品展示 PACK设计开发流程设计开发流程 开发委托书开发委托书 PACK封装物料设计封装物料设计电芯样品申请电芯样品申请 PACK物料图纸外 发供应商 物料图纸外 发供应商 评审评审OK 评 审 评 审 N G 供应商送样供应商送样 样品物料检验 测试 样品物料检验 测试OK 测试测试NG 电芯研发制作样品电芯研发制作样品 电芯样品入库电芯样品入库 测试测试NG 制作样品制作样品 送样送样 测 试 测 试 N G 同步型式实验同步型式实验 封样封样 测试测试OK 试试/量产量产 PASS NG 手机电池目前分为六大类型：手机电池目前分为六大类型： （一）手机电池结构组件图：超声波熔接（一）手机电池结构组件图：超声波熔接（目前仅用于 一些老型号手机、对讲机项目和数码产品，优点：密封 性好；缺点：空间损耗大） （目前仅用于 一些老型号手机、对讲机项目和数码产品，优点：密封 性好；缺点：空间损耗大） 1、面盖（ABS+PC）根据客户要求采用喷涂工艺或丝印。 2、底盖（ABS+PC）为火花纹或晒纹。 3、锂离子铝壳电芯。 4、电池保护板（PCM）。 5、正、负极镍带。 6、双面胶 7、电池商标 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 （二）手机（聚合物）框架电池结构组件图：（二）手机（聚合物）框架电池结构组件图： （即将淘汰，优点：组装工艺简单，缺点：空间 浪费太大，电池紧凑性差） （即将淘汰，优点：组装工艺简单，缺点：空间 浪费太大，电池紧凑性差） 1、框架（ABS+PC） 2、电池保护板（PCM）。 3、锂离子聚合物电芯。 4、不锈钢片 5、商标 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 （三）手机（铝壳）电池框架结构组件图：（三）手机（铝壳）电池框架结构组件图：（非 主流工艺，对电池容量要求不高的产品可用，优 点：组装工艺简单；缺点：空间浪费大，电池紧 凑性差） （非 主流工艺，对电池容量要求不高的产品可用，优 点：组装工艺简单；缺点：空间浪费大，电池紧 凑性差） 1、胶框（ABS+PC）火花纹。 2、锂离子铝壳电芯。 3、电池保护板（PCM）。 4、PCM支架。 5、正、负极镍带。 6、高温绝缘纸。 7、电池商标。 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 （四）手机（铝壳）电池低压注塑结构组件图：（四）手机（铝壳）电池低压注塑结构组件图： （主流工艺，能最大利用空间提高容量，电池紧 凑性良好，密封性稍差） （主流工艺，能最大利用空间提高容量，电池紧 凑性良好，密封性稍差） 1、电池头壳（ABS+PC）火花纹。 2、电池尾片（ABS+PC）火花纹 3、锂离子铝壳电芯。 4、电池保护板（PCM）。 5、PCM支架。 6、正、负极镍带。 7、强粘3M双面胶 8、电池商标。 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 （五）手机内置电池结构组件图：（五）手机内置电池结构组件图：（主流工艺， 能最大限度利用空间来增加容量，受手机结构设 计影响大，引线的公差也比较大） （主流工艺， 能最大限度利用空间来增加容量，受手机结构设 计影响大，引线的公差也比较大） 1 、导线接头。 2 、+ - 极导线( 红/ 黑) 。 3 、高温绝缘纸。 4 、电池保护板（P C M ）。 5 、锂离子聚合物电芯/ 铝壳电芯。 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 （六）手机内置电池F P C 结构组件图：（六）手机内置电池F P C 结构组件图：（未来主流 工艺，能最大限度利用空间来增加电池容量，电 池组装比较灵活） （未来主流 工艺，能最大限度利用空间来增加电池容量，电 池组装比较灵活） 1 、B T B 连接插头。 2 、F P C 软板。 3 、高温绝缘纸。 4 、电池保护板（P C M ）。 5 、锂离子聚合物电芯/ 铝壳电芯。 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 1 塑胶框架 2 PCM 3 聚合物电芯 4 钢片 5 标贴 （八）手机（聚合物）电池低压注塑结构组件图：（八）手机（聚合物）电池低压注塑结构组件图： （主流工艺，能兼顾聚合物电池电性能的优势与 铝壳电池刚度的特性。同时因为采用低压注塑工 艺，能非常好的保持电池的一致性与密封性能） （主流工艺，能兼顾聚合物电池电性能的优势与 铝壳电池刚度的特性。同时因为采用低压注塑工 艺，能非常好的保持电池的一致性与密封性能） 1 、塑胶框架（P C + A B S ）火花纹。 2 、电池保护板（P C M ）。 3 、锂离子聚合物电芯。 4 、不锈钢片。 5 、电池商标。 产品的分类及相关物料的组成产品的分类及相关物料的组成 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 手机电池组件一：电芯目前分为三大类手机电池组件一：电芯目前分为三大类 1、镍镉电池是由两个极板组成，一个是用镍做的，另一个是镉做的这两种金属在电池中 发生可逆反应，因此电池可以重新充电。镍镉的特点是“结实”、价格便宜。缺点是：镉 金属对于环境有污染，电池容量小，寿命短，所以镍镉电池是最低档的电池。有记忆效应。 每次充电都须先放电，而后充电。 2、镍金属氢电池是氢离子和金属镍合成，由于它不含镉金属，不会污染环境，因而又称 为“环保电池”。镍氢电池的电量储备比镍镉电池多 30% ，使移动电话的通话时间也因 而延长了 30% 。镍氢电池比镍镉电池更轻，使用寿命也更长。且对环境无污染，无记忆 效应。镍氢电池的缺点是价格比镍镉电池要贵，性能比锂电池要差。属于中档电池。 3、锂离子为材料的一种高能量密度的电池。锂离子电池还是一种智能电池，它可以与专 用原装智能充电器交换，达到最短的充电时间和最大的寿命周期和量大的容量。锂离子电 池是目前性能最好的电池。与同样大小的镍镉电池、镍氢电池相比，电量储备最大，重量 最轻，寿命最长，充电时间最短，无记忆效应。但价格最贵。 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 手机电池组件二：胶壳塑胶材料手机电池组件二：胶壳塑胶材料 1、ABS工程塑料 ：ABS树脂是丙烯腈（A）、丁二烯（B）和苯乙烯（S）三种单体的共 聚物，ABS树脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（丁二 烯的特性）、耐热和耐腐蚀性（丙烯腈的优良性能），且表面硬度高、耐化学性好，同时 通过改变上述三种组分的比例，可改变ABS的各种性能，故ABS工程塑料具有广泛用途， 主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。 允许使用温度范围 -40到80 。 2、聚碳酸酯(PC) 聚碳酸酯是一种新型热塑性工程塑料，聚碳酸酯有优良的电绝缘性能和 机械性能，尤其以抗冲击性能最为突出，韧性很高，允许使用温度范围较宽（-100 130），透明度高（誉为“透明金属”）、无毒、加工成型方便。它不但可替代某些金 属，还可替代玻璃、木材等。近年来聚碳酸酯发展迅速，在机械、汽车、飞机、仪器仪表、 电器等行业获得了广泛的应用。 3、ABS+PC， 俗称ABS加聚碳。是国内少数几种可能透用 的合料之一，不能自燃，外火 燃烧时，表面有象聚碳燃烧一样的小颗粒析出， 黑色低于ABS，性能上比ABS抗冲击，拉 伸强度也要强。常见于手机壳及周边配件、器件、 机械零配件等。 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 手机电池组件三：电池保护板（P C M ） P C M 由 P C B 、保护I C 、M O S 管及电阻电容组成： 手机电池组件三：电池保护板（P C M ） P C M 由 P C B 、保护I C 、M O S 管及电阻电容组成： 1 、P C B 材料为F R 4 双面板（玻纤材料） 2 、保护I C 起控制作用（目前市场上普遍常见于台系I C . 如D W 0 1 + 及C S 2 1 3 ) 3 、M O S 管与保护I C 组合起开关作用 P C M 在电池中主要功能：P C M 在电池中主要功能： 1 、过充保护，电池过充保护电压一般在4 . 2 5 V 4 . 3 5 V ，当电池充电到过充保护值时保护禁止充电。 2 、过放保护，电池过放保护电压一般为2 . 2 V 3 . 0 V ，当电池放电到过放保护值时保护禁止放电。 3 、过流保护，电池过流保护值一般为1 . 8 A 5 A ，外接负载放电电流达到保护值时保护禁止放电，保护延迟 为m S 级。 4 、短路保护，电池在外接小于0 . 1 电阻，电池保护时间极短，保护延迟为u S 级。 保护板的组成元件：保护板的组成元件： NTC PCB IC MOS PTC或或FUSE PCM 电阻电容电阻电容 PCM系列系列 1.台系台系 U 1 ( I C ) D W 0 1 + 封装：S O T - 2 3 - 6 富晶 U 2 ( M O S ) F S 8 2 0 5 封装：T S S O P - 8 富晶 R 1 1 0 0 5 % 1 / 1 0 W / 封装 ：0 6 0 3 国巨 R 2 1 K 5 % 1 / 1 0 W / 封装 ：0 6 0 3 国巨 C 1 , C 2 , C 3 Y 5 V - 1 0 4 - 1 6 V - Z国巨 五金A U 0 . 1 U M , 亮金 P C B 空板喷锡板，两层，黑油 B + / B -3 * 3 * 0 . 3 2.日系日系 U 1 ( I C ) G 3 J 封装：S O T - 2 3 - 6 精工 U 2 ( M O S ) A O 8 8 1 0 封装：T S S O P - 8 万代 R 1 4 7 0 5 % 1 / 1 0 W 封装： 0 6 0 3 国巨 R 2 2 K 5 % 1 / 1 0 W 封装： 0 6 0 3 国巨 C 1 , C 2 , C 3Y 5 V - 1 0 4 - 1 6 V - Z国巨 五金A U 0 . 2 U M , 亮金 P C B 空板喷锡板，两层，黑油 B + / B -3 * 3 * 0 . 3 手机电池组件四：电池商标手机电池组件四：电池商标 商标材料主要分为5 6 # 合成纸, P E T , 亚银龙等，外加印刷及覆亚膜。可根据客户要求印刷内 容及L O G O 。 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 手机电池组件四：电池商标手机电池组件四：电池商标 各组成部分的原材料分类各组成部分的原材料分类 手机电池其它组件五：手机电池其它组件五：如绝缘纸（青稞纸）、橡胶垫、纯镍带、锡膏等辅助材料 青稞纸 橡胶垫 青稞纸 橡胶垫 绝缘高温胶绝缘高温胶3M胶纸胶纸 元件清单元件清单1 电池元件清单 1 . 工艺1 . 工艺 头尾壳低温注塑框架P C M + 电芯+ 引线聚合物低温注塑 2 . 电芯 3 . P C B 2 . 电芯 3 . P C B 锡板镀金板沉金板O S P （印刷电路板 ）化银板 4 . I C4 . I C （红色常用）（红色常用） 富晶美之美精工理光I T M 宏康新德绍兴光大富满瑞之晨 中星微博驰信德普微晶宇通广宏 仕蓝微绿达比亚迪 5 . M O S5 . M O S （红色常用）（红色常用） 松下富晶光宇硅能A O 万代 德普微比亚迪晶宇通M a g n a C h i p艮科 华茂粤S T 意法N E C华之美三洋 美莱迪浦金微科广宏飞利浦 茂纶摩洛哥南科瑞信三合微 茂达南海鑫普仙童 电池的构成电池的构成 6 . N T C6 . N T C 仙桥顺络村田三菱立山 大现卓英社风华高科 7 . P T C / F U S E7 . P T C / F U S E （红色常用）（红色常用） A E M唯腾聚鼎维安金科 邦斯力特萨特 8 . 端子线 9 . 引线 1 0 . 贴片五金 8 . 端子线 9 . 引线 1 0 . 贴片五金 0 . 1 m0 . 2 m0 . 3 m0 . 5 m 1 1 . 组装辅材（青稞纸，橡胶垫，高温胶） 1 2 . 镍片 1 1 . 组装辅材（青稞纸，橡胶垫，高温胶） 1 2 . 镍片 “L ”型“Z ”型 元件清单元件清单2 电池的构成电池的构成 1 3 . 胶料 1 4 . 胶壳（胶框，头尾壳） 1 3 . 胶料 1 4 . 胶壳（胶框，头尾壳） 头尾壳胶框 A B SP C + A B SP C 1 5 . 标贴1 5 . 标贴 合成纸银丝龙P E TP V C 1 6 . 包材（内外箱，卡包，P E 风琴袋，编织袋） 1 7 . 防水标 1 8 . 日期标 1 9 . 型号标 2 0 . 防伪标 2 1 . 贴片电容，电阻，镍片 2 2 . 3 M 胶纸 2 3 . 钢片 1 6 . 包材（内外箱，卡包，P E 风琴袋，编织袋） 1 7 . 防水标 1 8 . 日期标 1 9 . 型号标 2 0 . 防伪标 2 1 . 贴片电容，电阻，镍片 2 2 . 3 M 胶纸 2 3 . 钢片 折弯非折弯 元件清单元件清单3 电池的构成电池的构成 PACK生产工艺流程生产工艺流程： 铝壳低压注塑铝壳低压注塑 领料领料 保护板点焊保护板点焊 电芯点焊电芯点焊 贴绝缘纸贴绝缘纸 贴橡胶垫贴橡胶垫 镍片整形与 装头壳 镍片整形与 装头壳 低压注塑低压注塑 加工进胶口加工进胶口 贴贴3M胶胶 贴尾片贴尾片 半成品老化半成品老化 贴标贴标 功能检测功能检测 贴激光标贴激光标 外观全检外观全检 装装PE袋袋 装内盒装内盒 称重称重 装箱装箱 OQC抽检抽检 封箱出货封箱出货 领料领料 电芯点焊电芯点焊 镍片整形与 装胶框 镍片整形与 装胶框 贴钢片贴钢片 低压注塑低压注塑 加工进胶口加工进胶口 半成品老化半成品老化 贴标贴标 功能检测功能检测 贴激光标贴激光标 外观全检外观全检 装装PE袋袋 装内盒装内盒 称重称重 装箱装箱 OQC抽检抽检 封箱出货封箱出货 PACK生产工艺流程生产工艺流程： 聚合物低压注塑聚合物低压注塑 S M T 生产设备: 主要设备图片：主要设备图片： S M T 生产车间: 回流焊机 半自动锡膏印刷机 S M T 生产车间: 回流焊机 半自动锡膏印刷机 低压注塑机 精密点焊机自动贴标机 低压注塑机 精密点焊机自动贴标机 主要设备图片：主要设备图片： 生产车间设备:生产车间设备: 主要设备图片：主要设备图片： 生产车间设备:生产车间设备: PCM智能测试仪（泰斯） 成品电池智能测试仪（泰斯） 智能测试仪（泰斯） 成品电池智能测试仪（泰斯） 主要设备图片：主要设备图片： 组装生产车间组装生产车间 热冲击试验柜热冲击试验柜 主要设备图片：主要设备图片： 可靠性测试实验设备: 实验室一角 实验室一角 可靠性测试实验设备: 实验室一角 实验室一角 电芯分容柜 循环寿命测试柜 电芯分容柜 循环寿命测试柜 E S D ( 静电放电) 测试仪E S D ( 静电放电) 测试仪 主要设备图片：主要设备图片： 可靠性测试实验设备:可靠性测试实验设备: 恒湿恒温机恒湿恒温机 振动测试仪 盐雾测试仪 振动测试仪 盐雾测试仪 主要设备图片：主要设备图片： 可靠性测试实验设备:可靠性测试实验设备: 电池可靠性测试标准：电池可靠性测试标准： 序号检验项目试验方法标准要求序号检验项目试验方法标准要求 1放电性能 1 、 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以0 . 2 C 5 A 电流充电结束后，搁置0 . 5 - 1 h ，以0 . 2 C 5 A 电流放电至终止电压，电池应符合标准要求1 ； 2 、在环境2 3 2 的条件下， 电池以1 C 5 A 充电结束后，搁置0 . 5 - 1 h ，以1 C 5 A 电流放电至终止电压，电池应符合标准要求2 . 1 、0 . 2 C 5 A 放电时间应 3 0 0 m i n ; 2 、1 C 5 A 放电时间应 6 0 m i n ; 2额定容量 在环境温度2 3 2 的条件下, 电池以0 . 2 C 5 A 电流充电结束后, 搁置0 . 5 1 小 时，以0 . 2 C 5 A 电流放电至终止电压2 . 7 5 V ，电池应符合标准要求. 电池容量应额定容量 3高温性能试验 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以1 C 5 A 电流充电结束后，将电池放入 5 5 2 的高温箱中恒温2 h ，然后以1 C 5 A 电流放电至终止电压2 . 7 5 V ，记录 放电时间，电池放电时间应符合标准要求1 ； 试验结束后，将电池取出在 环境温度2 3 2 的条件下搁置2 h 后, 目测电池外观，电池外观应符合标准 要求2 . 1 、电池高温放电时间应不 低于5 1 m i n ； 2 、电池外观应无明显变形 无爆裂; 4荷电保持能力 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以0 . 2 C 5 A 电流充电结束后，将电池开路 搁置2 8 天，再以0 . 2 C 5 A 电流放电至2 . 7 5 V ，电池放电时间应符合标准要求. 电池放电时间应4 . 2 5 h . 5内阻测试 电池电压在3 . 7 0 V - 3 . 9 5 V 时，用交流内阻测试仪测量电池输出两端正负极 的交流阻抗，内阻测试仪的交流频率为1 k H z , 电池内阻应符合标准要求. 1 、电池内阻应1 4 0 m 电池可靠性测试标准：电池可靠性测试标准： 序号检验项目试验方法标准要求序号检验项目试验方法标准要求 6循环寿命试验 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以1 C 5 A 电流充电，当电池两端电压达到充 电限制电压时，改为恒压充电，直到充电电流小于或等于2 0 m A ，停止充电, 搁 置1 0 m i n ，然后以1 C 5 A 电流放电至终止电压2 . 7 5 V , 再进行下一个充放电循环， 直至连续两次放电时间小于3 6 m i n ，则认为寿命终止，电池循环寿命应符合标 准要求. 1 . 3 0 0 次循环要求容量 额定容量的8 0 % ； 2 . 循环期间电池应不膨胀、 不漏液. 7振动试验 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以1 C 5 A 电流充电结束后, 将电池直接安 装或通过夹具安装在振动台面上，按下面的振动频率和对应的振幅调好试 验设备，X , Y , Z 三个方向每个方向上从1 0 H z 5 5 H z 循环扫描振动3 0 m i n ，扫 描速度为1 o c t / m i n ；振动频率: 1 0 H z 3 0 H z ，位移幅值（单振幅）: 0 . 3 8 m m ；振动频率：3 0 H z 5 5 H z ，位移幅值（单振幅）：0 . 1 9 m m ；振动结束后电 池外观及电池电压应符合标准要求. 电池外观应无明显损伤，漏 液，冒烟或爆炸；电池电压 应3 . 7 V 8自由跌落 在环境温度2 3 2 的条件下, 电池以1 C 5 A 电流充电结束后, 将电池样品由高 度为1 2 0 0 m m 的位置自由跌落到1 8 2 0 m m 厚的大理石地面上，从X 、Y 、Z 正负 方向（六个方向）每个方向自由跌落2 次，电池应符合标准要求1 ；自由跌 落结束后，将电池以1 C 5 A 电流放电至终止电压, 然后再1 C 5 A 电流进行充放电 循环3 次，电池应符合标准要求2 1 、电池应不漏液、不冒烟 、不爆炸，锁扣可靠，能正 常使用；2 、电池放电时间应6 0 m i n . 9过充电保护性能 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以1 C 5 A 电流充电结束后, 用恒流恒压源 持续给电池加载8 小时，恒流恒压源电压设定为2 倍标称电压，电流设定为 2 C 5 A 外接电流，电池应符合标准要求. 电池应不爆炸、不起火、不 冒烟或漏液 1 0过放电保护性能 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以0 . 2 C 5 A 电流放电至终止电压2 . 7 5 V , 然 后再外接3 0 负载放电2 4 小时，电池应符合标准要求. 电池应不爆炸、不起火、不 冒烟或漏液 电池可靠性测试标准：电池可靠性测试标准： 序号检验项目试验方法标准要求序号检验项目试验方法标准要求 1 1短路保护性能 在环境温度232的条件下，电池以1C5A电流充电结束后,将正负极用0.1的电阻 器短路1小时，目测电池外观，电池应符合标准要求1；短路断开后，以1C5A电流进 行瞬间充电5S，然后测量电池两端的电压，电池电压应符合标准要求2 1、电池应不爆炸、不 起火、不冒烟或漏液； 2、电池电压应不小于 3.7V. 1 2ESD测试 1、电池接触放电采用8kV标准对电池进行放电；电池充满电后测量电池开路电 压、内阻；接触式放电采用单次放电方式， 对电池的正负极分别进行接触式放电， 放电电压施加在放电点与大地之间，放电次数为10 次，相邻两次放电间隔1s，放 电结束后测量电池电性能应符合标准要求； 2、空气放电采用15kV标准对电池进行放电；电池充满电后测量电池开路电压、 内阻；空气放电采用单次放电方式，对电池的正负极分别进行空气放电，放电电压 施加在放电点与大地之间，放电次数为10 次，相邻两次放电间隔1s，放电结束后 测量电池电性能应符合标准要求 。 电池外观无明显损变 化，能正常充放电， 内阻变化5%，保护 板功能完好. 1 3重物冲击试验 在环境温度232的条件下，电池以1C5A电流充电结束后,将电池最大平面平行 于冲击台面放置，把一根直径约为15.8mm 的不锈钢圆杆横放在电池表面上， 通 过电池的中心点，垂直于电池的纵轴，不锈钢长度大于电池的宽度，然后用重量约 为10kg 的重锤，从61cm高度自由垂落至冲击台面，观察1小时，电池应符合标准 要求. 电池允许发生变形， 但应不起火、不爆炸. 1 4热冲击试验 在环境温度232的条件下，电池以1C5A电流充电结束后,将电池置于热箱中， 温度以（52）/min的速率升至1302并保温30min，电池应符合标准要求. 电池允许发生变形， 但应不起火、不爆炸 电池可靠性测试标准：电池可靠性测试标准： 序号检验项目试验方法标准要求序号检验项目试验方法标准要求 1 5针刺试验 在环境温度2 3 2 的条件下，电池以1 C 5 A 电流充电结束后, 将电池最大平面 平行放置于针刺试验台上，通过外力作用将一根直径为3 . 0 - 5 . 0 m m 的不锈钢钉 垂直于电池最大平面中心贯穿而过，观察1 小时，电池应符合标准要求. 电池应不起火、不爆炸 1 6贮存试验 进行贮存试验的电池应选自生产日期到试验日期不足3 个月的电池，电池贮 存前按1 C 5 A 充电制试给电池充入4 0 % - 6 0 % 的容量，然后在环境温度2 3 2 , 相对湿度4 5 % - 8 5 % 的环境中贮存1 2 个月后，电池以0 . 2 C 5 A 电流充放电，放电 时间应符合标准标要