锂电池包装工艺设计规范.ppt

锂电池包装工艺设计规范 目录 一 锂电池包装工艺设计宗旨二 工艺设计重点关注的几项参数三 工艺设计从哪几个方面入手四 工艺设计三部曲五 锂电池包装各主要工序标准 1 安全2 质量3 效率4 过程控制能力指数 cpk 1 33 一 锂电池包装工艺设计宗旨 1 性能1 1 电芯电压与成品出货电压 单体电池 则要求电芯电压在成品电压的上下限范围内 组合电池 电芯电压可不做特别要求 但在半成品老化时应注意最后一步充电截止电压需在成品出货电压范围内 1 2 电芯内阻 保护板内阻与成品内阻 电芯内阻 保护板内阻 成品内阻 因为组装用的连接镍片 导线等也占一定的阻值 1 3 过流值 1 4 ntc id 此电阻值不体现在规格书中的各项参数列表中 而是体现在电路图中 串联在p 端的一个电阻 1 5 其它特殊性能 如智能电池通讯测试 写程序 锁码等 二 工艺设计重点关注的几项参数 2 尺寸2 1 电芯尺寸 保护板尺寸 辅料尺寸与成品尺寸 根据规格书中体现的电芯尺寸 保护板尺寸和bom中各辅料尺寸 推算出组装后的成品理论尺寸与规格书的成品尺寸是否有冲突 原则上理论尺寸应小于标准尺寸 如理论值大于等于标准值 则从辅料尺寸或工艺结构上做调整 也可向客户争取最大标准值 1 产品本身的工艺结构 1 1 要保证安全 安全隐患的地方一定要做绝缘防护 1 2 工艺结构最简单化 装配布线走最短的路线 物料规格一次到位 尽量不要缝缝补补 一次连接已能达到要求的效果则不应再二次连接或三次连接 2 制程中的作业手法 2 1就近取材 双手作业且避免交叉作业 一次动作完成的不应分成两次动作完成 减少取放时间 三 工艺设计从哪几个方面入手 3 整个生产区域的布局规划 3 1 从原材料投入到成品产出的整个加工和组装过程应达到减少搬运和存储 3 2 拉线的顺畅 各工序先后的合理安排 避免前工序跑到后工序去取材作业 造成人员混乱和效率低 各工序之间的平衡 平衡率越高越好 这就需要考虑到工序之间的动作分配 人员安排 辅助夹工具使用的合理化 避免制程中的堆积和等待 1 研发阶段重点评估工艺结构 封装方式 重点要求 1 1 工艺结构 首要保正安全第一 不能出现有安全隐患 工艺要最简化 易操作 如工艺确实无法再简化而操作难度又大时 需考虑用什么样的工装治具来辅助作业 才能确保品质不出问题 效率又能有效保证 1 2 封装方式 我司目前常有的封装方式有胶壳超声 胶壳打胶 胶壳打胶加锁螺丝 胶壳卡扣加锁螺丝 套pvc膜 裹标贴 胶壳是我司开模还是市场外购 我司开模的需达到什么效果 是否需定位保护板 电池体或电池上的排线等 市场外购的有什么缺陷 需要如何加工 加工标准 目前设备是否满足封装要求 如不满足需添什么设备 此设备需达到什么特殊要求等 1 3 重点要求 客户有没有一些特殊要求 如外观 出货电量 跌落超出常规次数等 1 3项确定后 需尽可能的在试产前对工艺进行初出验证 找出制程中的控制重点和难点 确保试产的顺利 及时完成 四 工艺设计三部曲 2 试产阶段主要工作包括 产前培训 试产过程跟进 试产总结 2 1 产前培训 按研发阶段初步验证的工艺对生产员工进行培训 并强调重点注意事项 2 2 试产过程指导 跟进 是对员工产前培训的一个考核 也是对初步验证工艺的进一步验证 确定是否可批量作业 此工艺是否是此前的最佳方案 暴露出了什么问题 哪些是我们研发过程就已预知的 哪些是我们没想到的 现场是否能马上变更或临时改善 会不会出现一些重大问题需终止试产等 2 3 试产总结 汇总试产中出现的问题点及改善措施和责任人及完成时间 并最终判定结果 ok或ng 对于需改善的问题要及时跟进 向责任人获取变更后的资料或改善后的零部件 以便及时修订可批量生产的工艺 3 量产阶段主要是对工装夹具的优化 作业手法的改善提升以及工序间的平衡 步骤 1 工时测定 按最初的工艺流程对各工序的作业时间进行测量 并根据车间人员情况对各工序作业内容进行调整 最后找出瓶颈工序 2 优化工装治具通过采用夹治具作业或优化夹治具来改善瓶颈工序 达到产线平衡 提升效率 3 改善作业手法 寻找瓶颈工序中的作业时间浪费 以便纠正或改善员工作业手法 4 生产布局规划 合理规划整个生产区域 从投入到产出 应尽可能的减少存储和搬运过程 减少工时和人工 提高效率 5 重测工时 对各方面做了改进后的各工序重新测定工时 6 完善流程和工时 根据重测工时确定标准工时并完善最终的工艺流程 五 锂电池包装各主要工序标准 1 电芯外观全检标准 1 1 圆柱形电芯外观标准 无短路 氧化生锈 漏贴面垫或面垫歪斜 破膜 膜皱等现象 1 2 方形电芯外观标准 表面无电解液 毛刺或其它污质 无漏液 发鼓 变形 短路等 面垫无歪斜 起翘 复合镍带无氧化 脏物 脱焊等 1 3 聚合物电芯外观标准 表面无电解液或其它污质 无漏液 气胀 变形等 极耳无断裂 角位无破损 折边无分层等 3 电芯电压 内阻测试3 1 测试仪器 万用表 多功能测试架 电池内阻测试仪 通用电池测试架 3 2 测试连接法 电芯正 负极端分别与测试架的正 负极顶针接触测试 测试架上下顶针分别为正 负极 钢壳电芯盖帽是正极 电芯外壳是负极 铝壳电芯铆钉是负极 电芯外壳是正极 2 电芯贴面垫标准 要求面垫粘贴牢固 不歪斜 起翘 不超出电芯端面边沿 不盖住负极铆钉 针对铝壳电芯 和正极盖帽 针对钢壳电芯 5 锡焊标准5 1 焊锡时间 3s5 2 1 保护板锡焊引线 插头 按工艺要求的焊接方向将规格符合要求的引线 插头焊在保护板相应焊盘上 要求与自检 锡点完全包住引线锡头 无虚焊 脱焊 连锡 锡渣 锡尖 元件脱落 引线烫伤 烫破 插头端子脱落等 4 电芯打胶组合标准4 1 此工序只针对多并串的圆柱电池 采用胶水或双面胶将2只或以上的电芯粘到一起 我司通常采用滴胶方式粘连 要求与自检 两电芯之间的滴胶粘连处必须有一只电芯要贴上高温胶 美纹纸之类的绝缘材料 并且不能低于电芯端面 防止镍片桥接时电芯本身发生短路 滴胶水前要确保相粘连的电芯两端平齐 不能错位 胶水需均匀的滴在两电芯之间的缝隙 不能溢到电芯端面而影响点焊质量 5 2 2 电池极性引出镍片锡焊引线 插头 保护板 按工艺要求的焊接方向将规格符合要求的引线 插头焊在电池组相应的极性引出镍片上或将电池组各极性引出镍片焊在保护板相应焊盘上 要求与自检 1 工作台面整洁 零部件与工具摆放有序 不允许锡丝 刀片 剪刀 钳子等导电体从电池体上横跨或电池体摆放在导电体之上 以免发生短路现象 重者伤及人体 2 电池极性引出镍片或引线与保护板焊接顺序 从低端电压b b1 b2 bn b 顺序开始焊接 3 锡点光滑 完全包住引线锡头 无虚焊 脱焊 连锡 锡渣 锡尖 元件脱落 引线烫伤 烫破 插头端子脱落 镍片锡点不得超过焊盘边沿 避免镍片或保护板弯折不到位导致尺寸 装配不良 不得烫破电芯上的热缩膜 5 3 保护板锡焊镍带 按工艺要求的焊接方向将规格符合要求的镍片焊在保护板相应焊盘上 要求与自检 锡点不能超出焊盘位置 无虚焊 歪斜 连锡 锡渣 锡尖 元件脱落等 6 点焊标准6 1 电芯与镍带焊接6 1 1 方形电芯与镍带焊接 负极铆钉点焊2个有效点 正极复合镍带点焊4个平行四方形状的有效点 位置在复合镍带中间 不能点到两端的激光焊点上 6 1 2 圆柱形电芯与镍带焊接 正负极两端都是点焊4个方形或平行四边形状的有效点 负极端焊点应避开中间直径约4mm的圆周区 因此区域内内部有极片与电芯壳体的连接点 如外部焊点与此连接点重叠 有可能导致电芯内阻偏高 6 1 3 聚合物电芯极耳与镍带 镍带与镍带焊接 宽3mm以下的镍带点焊2个有效点 宽4mm以上的镍带点焊4个方形有效点 6 2 保护板与镍带焊接 前提是保护板焊盘上必须贴有镀镍钢片 才能与镍带点焊连接 要求与自检 焊点牢固 无炸火 脱焊 镍带断裂 点偏或点到焊盘周边的元器件上 镍带方向要符合工艺要求或与样板一致 4 4mm以下的焊盘与镍片 点焊2个有效点 4 4mm以上不包括4 4mm的焊盘与镍片 点焊4个方形有效点 7 贴绝缘胶纸标准贴绝缘胶是为了避免组装过程中出现电芯本身短路或电池块短路 轻则烧坏保护板线路或元件 重则伤及人体 我司常用的绝缘材料有 高温胶 喷锡美纹纸 青稞纸 杜邦纸 热缩套管等 通常需贴绝缘防护的位置有 1 保护板与电芯的接触面之间 要求绝缘胶完全盖住保护板与电芯的接触面 避免电池块短路 2 保护板上不同极性的镍片 焊盘 走线与插头 引线的重叠位置 要求绝缘胶完全盖住能够导致两者短路的接触面 避免电池块短路 3 钢壳电芯正极端的连接片要弯折到负极面时 电芯负极面相应位置应贴绝缘胶 弯折的镍带需套热缩管 避免电芯本身短路 4 铝壳电芯负极铆钉上的镍片引出有可能会碰到正极壳体的位置 需贴上高温胶 避免电芯本身短路 5 钢壳电芯挨紧并联时 电芯正极端需贴联体绝缘垫 再点焊镍片连接 防止电芯本身短路 6 钢壳电芯挨紧串联时 需在串联端粘贴联体绝缘垫 再点焊镍片串联 防止串联中的正极那颗电芯本身短路 7 方形电芯并排串联时 需在负极那颗电芯的负极端面贴高温胶或杜邦纸并折贴到侧边8 15mm 防止串联中的负极那颗电芯本身短路 8 方形电芯叠放串联时 需在两电芯的接触面之间贴上双面青稞纸或牛皮纸等绝缘材质 材质厚度根据成品厚度空间而定 但最小不能小于0 2mm 并在串联端面两电芯之间贴青稞纸或牛皮纸等绝缘材质 材质宽度以不盖住负极铆钉和正极复合镍带为准 以免点焊炸火 9 多串电池各极性引出引线较长有可能出现相互碰触时 除正极或负极引线不用套热缩管工缠绝缘胶以处 其它极性引线的线芯裸露端需套热管或缠绝缘胶 以免引线线芯相碰出现电池组短路 8 套pvc膜热缩标准8 1 套膜 如果电池两端都是平面或是同等弧面 则套膜后超出电池两端的膜长应基本一致 如果电池一端是平面一端是弧面或不平面 则弧面或不平面一端的膜长应比平面的一端长约1 3mm 根据电池大小而定 8 2 热缩 要求热缩平整 无皱痕 破膜 斜角 不露电芯 保护板或插头 引线线芯等 10 超声压合标准指将合好上 下壳的电池置入超声波机 塑焊机 的下模上 启动超声按键 通过超声波机的音波振动效能使上 下壳熔接 要求与自检 焊缝均匀 无溢胶 错位 壳面无压伤 烫伤 五金片无歪斜 偏移 下陷等 9 电池装胶壳 胶框标准通常所有的胶壳 胶框都会有保护板的定位槽 定位柱或卡位 电池在入壳 框时 根据工艺要求先在电池与壳 框的接触面贴上双面胶或打硅胶等 再将电池上的保护板卡到定位槽 定位柱或卡位 最后再将电池体装入胶壳 胶框内 有上壳的还需将上壳合上 要求与自检 保护板要完全卡到位 五金片不偏移 歪斜 下陷 电池体要装到位 胶壳 胶壳不变形 上壳与下壳的装配不错位 盖反等 11 喷码标准根据客户或我司的喷码要求 喷码内容基本都是公司标志 电芯型号 容量 电压 生产日期 一是为了满足商检所需的一些参数 二是便于我司对该批电池的追溯 要求与自检 喷码内容和位置正确 字迹清晰 无断码 断字 歪斜 偏位现象 12 贴标标准1 完全裹标类 针对套胶框和只粘上盖和底片的电池 要求贴纸无错位 气泡 杂质 脱漆 折痕 卷角 起翘 不露电芯 不露胶框缝隙等 2 胶壳上贴标类 此类贴标通常胶壳上会有一个贴标槽 且有一个防呆倒角 贴时注意标贴倒角对准贴标槽的倒角 可避免贴反 要求贴纸不歪斜 不超出贴标槽 无气泡 杂质 折痕 卷角 起翘等 3 pvc外膜贴标类 此类电池两面无明显区别 所以贴标时要特别注意需参照插头或引线的引出位置作为基准 找出贴标电池面 要求贴纸不歪斜 无气泡 杂质 折痕 卷角 起翘等 13 性能测试标准1 电压2 内阻3 过流保护4 ntc id5 短路保护6 老化 针对多并串电池 主要是验证电池的充放电功通是否正常及容量和放电时间是否满足要求 我司通常以0 5c充0 2c放 电池上柜需注意 必须是正极对正极 负极对负极 连接好后还应避免正 负夹子碰触 要求自检电池与柜子连接是否正确 按充 放 充的步骤设置老化工步 7 其它特殊性能 主要针对智能电池 需测试通讯 写程序 锁码等 可同时在综合测试仪上进行测试 各项标准值在规格书中有体现 测试时电池正负极 ntc id等必须与测试治具的相应极性连接 且接触良好 不可接反 对测试性能不良应做好标识并隔离待分析 14 成品外观检查标准 1 胶壳类 胶壳无压伤 溢胶 错位 变形 腐蚀 焊缝均匀 五金片不歪斜 偏移 下陷 贴纸粘贴牢固 位置正确 不起翘 无气泡 折痕 白点 杂质 污质等 2 套pvc膜类 pvc膜热缩平整 无皱痕 破损 斜角 不露电芯 保护板 插头或引线线芯 插头端子无脱落 引线无烫伤烫破现象 贴纸粘贴牢固 位