191113 软包锂离子电芯设计指南
软包锂离子电池制作工艺流程详解
软包锂离子电池制作工艺流程详解2018-04-27电动知家1、软包电芯所谓的软包电芯，其实就是使用了铝塑包装膜作为包装材料的电芯。
相对来说，锂离子电池的包装分为两大类，一类是软包电芯，一类是金属外壳电芯。
金属外壳电芯又包括了钢壳与铝壳等等，近年来由于特殊需要有的电芯采用塑料外壳的，也可以划为此类。
二者的差别出了外壳材料不同，决定了其封装方式也不同。
软包电芯采用的是热封装，而金属外壳电芯一般采用焊接（激光焊）。
软包电芯可以采用热封装的原因是其使用了铝塑包装膜这种材料。
2、铝塑包装膜铝塑包装膜（简称铝塑膜）的构成见图，其截面上来看有三层构成：尼龙层、A l层与P P层。
三层各有各的作用，首先尼龙层是保证了铝塑膜的外形，保证在制造成锂离子电池之前，膜不会发生变形。
A l层就是一层金属A l构成，其作用是防止水的渗入。
锂离子电池很怕水，一般要求极片含水量都在P P M级，所以包装膜一定能够挡住水气的渗入。
尼龙不防水，无法起到保护作用。
而金属A l在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，导致水气无法渗入，保护了电芯的内部。
A l层在铝塑膜成型的时候还提供了冲坑的塑性，这个详见第3点。
P P是聚丙烯的缩写，这种材料的特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化，并且具有黏性。
所以电池的热封装主要靠的就是P P层在封头加热的作用下熔化黏合在一起，然后封头撤去，降温就固化黏结了。
铝塑膜看上去很简单，实际做起来，如何把三层材料均匀地、牢固地结合在一起也不是那么容易的事。
很遗憾的是，现在质量好的铝塑膜基本上都是日本进口的，国产的不是没有，但质量还有待改进。
3、铝塑膜成型工序软包电芯可以根据客户的需求设计成不同的尺寸，当外形尺寸设计好后，就需要开具相应的模具，使铝塑膜成型。
成型工序也叫作冲坑（其实个人觉得应该是“铳坑”，但大家都这么写就随俗吧），顾名思义，就是用成型模具在加热的情况下，在铝塑膜上冲出一个能够装卷芯的坑，具体的见下图铝塑膜冲好并裁剪成型后，一般称为P o c k e t袋，见下图所示。
191115 软包锂离子电芯设计指南-2
电芯容量
输入正极面密度 负极面密度
2.3 软包电池的设计原则
1)模壳:上模腔尺寸：宽度=电池宽度最大值-（1.0~5.5） 高度=电池高度最大值-（2.2~6.2)
冲头尺寸：宽度=上模腔宽度-(0.4~1) 高度=上模腔高度-(0.4~0.8)
2)宽度：卷芯宽度=上模腔宽度-（0.5~1.40） 隔膜宽度=上膜壳高度-（0.5~1.50） 负极宽度=隔膜宽度- （1.0~2.20） 正极宽度=负极宽度-（ 1.0~2.20 ）
负极的面密度
1.05 =
* C (C为常数)
正极的面密度
正极的面密度
=
负极的面密度
C 1.05
= K (K为常数)
即方型和软包电池中常说的面密度比。
1.2 正负极效率的匹配
电池的电压=正极电势-负极电势。 充电过程：正极电势会升高，负极电势会降低，电池的电压逐渐上升； 放电过程：正极的电势降低，负极的电势升高，电池的电压逐渐降低。
定制电池的厚度、形状，并可做出弧 形等特殊形状；
3.2 软圆柱的最大区别是没有金属外壳，采用铝塑膜外包装， 同时隔离膜采用涂胶工艺，电解液改用现场聚合or凝胶性电解液。
其结构主要分为Nylon、Al 和 PP，三个部分：示意图如右图： Nylon ：可以有效阻止空气尤其是氧的渗透，维持电芯内部的环境，同
三、软包锂离子电池的组成
3.1 软包锂离子电池的特点
①高能量密度：能量密度高达 580~630Wh/L；
②安全性能好：采用铝塑包装，内部质 量隐患可立即通过外包装变形而显示 出来，一旦发生安全隐患，不会爆炸 ，只会鼓胀；
③更轻便：比同等规格的钢壳液锂轻40 ％，比铝壳液锂轻20％；
④更薄：厚度最小可做到2.0~2.5mm ⑤形状可定制：可根据客户的要求灵活
软包锂离子电池生产工艺的流程设计
软包锂离子电池生产工艺的流程设计1.确定电池型号和规格，以及客户需求和要求。
Determine the battery model and specifications, as well as the customer's needs and requirements.2.设计电池的电芯结构和电池包装结构。
Design the battery cell structure and battery pack structure.3.选择合适的正负极材料，并进行电极制备。
Select the appropriate positive and negative electrode materials, and prepare the electrodes.4.准备电解质溶液和隔膜材料。
Prepare electrolyte solution and separator materials.5.将电芯和电解质注入电池包装中。
Inject the battery cell with electrolyte into the battery pack.6.进行电池封装，确保密封性能。
Perform battery sealing to ensure sealing performance.7.进行电池充放电性能测试。
Conduct battery charge and discharge performance tests.8.进行电池循环寿命和安全性能测试。
Conduct battery cycle life and safety performance tests.9.进行电池的外观检验和电性能测试。
Conduct battery appearance inspection and electrical performance tests.10.进行电池的包装和标识。
Perform battery packaging and labeling.11.对成品电池进行质量检验和性能测试。
191114 动力锂离子电芯设计重点
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电芯设计
当电池在滥用的情况下，
电池内部产生大量的气体， 造成内部气压过高，此时 CID会翻转，使电池处于断 路状态。一般CID翻转压力 设计在10-12.5kg.不过，CID 翻转后，电池也失效了。
5
电芯设计
四、电芯设计的思路及基本步骤
1. 设定目标容量及性能指标
2. 结构设计 ① 壳体设计 ② 帽盖设计 ③ 极耳设计 ④ 极片、隔膜宽度
3. 材料选择 选择合适的正负极/电解液体系进行搭配。确定设计比容量。 ① 正极材料体系 ② 负极材料体系 ③ 隔膜纸 ④ 电解液 ⑤ 集流体规格
4. 正负极配比设计 初步确定正负极活性物质与导电剂、粘结剂、溶剂的工艺配比。
五、电芯体系设计要点
三：阴阳面设计
11
电芯设计
六、电芯安全设计要点
一：帽盖设计
组合盖帽有三重保护装置 ：PTC、CID和泄压阀
12
电芯设计
六、电芯安全设计要点
PTC是由聚合物与导电粒子等所构成，在经过 特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导 电通路。在正常工作电流通过时，自复保险丝 呈低阻状态（图a）；当电路中有异常过电流 通 过时，大电流产生热量使聚合物迅速膨胀，
8
电芯设计
五、电芯体系设计要点
一：正负极材料效率匹配性
767/FSN扣电数据
电压(V)
4.5
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
软包锂离子电池生产工艺流程设计
软包锂离子电池生产工艺流程设计英文回答：The design of the production process for soft-pack lithium-ion batteries is crucial in ensuring the quality and efficiency of battery manufacturing. As a process engineer in the battery industry, I have had the opportunity to work on the development of such a production process. In this response, I will provide an overview of the key steps involved in the design of the process and explain how each step contributes to the overall success of battery production.Firstly, it is important to establish the battery specifications and requirements. This involves determining the desired capacity, voltage, and energy density of the battery, as well as any specific performancecharacteristics that need to be met. For example, if the battery is intended for use in electric vehicles, the capacity and energy density requirements may be highercompared to batteries used in portable electronic devices.Once the specifications are defined, the next step is to design the electrode manufacturing process. This includes the preparation of electrode materials, such as the active material, binder, and conductive additives. The materials are mixed together in a slurry, which is then coated onto a current collector substrate. The coated electrodes are then dried and cut into the desired shape and size. The electrode manufacturing process needs to be carefully optimized to ensure uniform coating thickness, good adhesion between layers, and high electrode performance.After the electrode manufacturing process, the next step is to assemble the battery. This involves stacking the positive and negative electrodes, separated by a porous membrane soaked in an electrolyte solution. The electrode stack is then sealed in a flexible packaging material, such as aluminum foil, to create the soft-pack battery. The assembly process needs to be conducted in a controlled environment to prevent contamination and ensure propersealing.Once the battery is assembled, it undergoes a series of testing and quality control procedures. This includes checking the electrical performance, capacity, and cycle life of the battery. Any defects or inconsistencies are identified and rectified to ensure that only high-quality batteries are released to the market.中文回答：软包锂离子电池生产工艺流程的设计对于保证电池制造的质量和效率至关重要。
一种软包锂离子电池的制作方法及软包锂离子电池[发明专利]
![一种软包锂离子电池的制作方法及软包锂离子电池[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ae86f2af33687e21ae45a9b4.png)
专利名称：一种软包锂离子电池的制作方法及软包锂离子电池专利类型：发明专利
发明人：王易玮,许瑞,肖凯,胡坤
申请号：CN201911135816.4
申请日：20191119
公开号：CN111048843A
公开日：
20200421
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电池的制作方法，包括以下步骤：将裸电芯置于包装袋中，对包装袋热封形成顶封边和侧封边，并在顶封边和/或侧封边预留有开口，在开口处加封内置有支撑件的管道；拔出支撑件，烘烤裸电芯；沿管道注入电解液，临时密封管道，静置；打开管道，化成排气，再次密封管道；分容，裁切外露出包装袋外的管道，得到软包锂离子电池。
本发明可以减少生产工序，提升生产效率；去掉气袋降低成本；保证注液量，提高产品一致性；化成完成后不需要再进行二封，保证了封装的可靠性，同时减少由于电解液污染造成的外观不良。
申请人：深圳君耀投资合伙企业(有限合伙)
地址：518110 广东省深圳市龙华区民治街道大岭社区金地上塘道8栋B座2B
国籍：CN
代理机构：天津市北洋有限责任专利代理事务所
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一种软包装锂离子电芯加宽结构及其制作方法
一种软包装锂离子电芯加宽结构及其制作方法下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!一种软包装锂离子电芯加宽结构及其制作方法1. 简介随着电动汽车、智能手机和便携式电子设备的普及，对于高性能电池的需求日益增加。
一种软包锂离子电芯的制备方法、电芯及电池模组[发明专利]
![一种软包锂离子电芯的制备方法、电芯及电池模组[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/35767b30ce2f0066f4332259.png)
专利名称：一种软包锂离子电芯的制备方法、电芯及电池模组专利类型：发明专利
发明人：苏轼,韩冰,纪荣进,李聪,郑明清,陈杰,李载波,杨山
申请号：CN202010588079.X
申请日：20200624
公开号：CN111916833A
公开日：
20201110
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种软包锂离子电芯的制备方法，包括以下操作：S1，将裸电芯置于包装袋中，与所述裸电芯的极耳连接的极耳胶部分外露出所述包装袋；S2，封装所述包装袋，去除部分外露出所述包装袋的所述极耳胶，得到软包锂离子电芯。
通过本发明制得的软包锂离子电芯，最终外露出包装袋的极耳胶的长度变短，清除极耳胶之后的极耳在PACK工序可直接和PACK保护板相连接，从而降低了PACK后电池的长度，并且提高了外露出包装袋的极耳胶的长度一致性。
申请人：惠州锂威新能源科技有限公司
地址：516100 广东省惠州市博罗县园洲镇东坡大道欣旺达产业园4、5、6号厂房
国籍：CN
代理机构：天津市北洋有限责任专利代理事务所
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一、设计 3、极片长度简单计算(以中型号为例)
A=B=极耳宽度+3+3；C=卷芯宽度/2+8； D=(卷芯宽度+卷芯厚度)*2+C；L1=正极 片长度(不含尾部短空箔)+C
卷芯构图
E=卷针宽度+5；F=卷针宽度*3+5；短料 长=正极片短料长+18~22；长料长=正极 片长料长+8~12；L2=E/F+短料长/长料长
体系2: 正极：ZX: RC: SP: NMP=100: 1.6: 1.3: 40 负极：FS: SF: CMC: SBR: H2O=100: 1: 1.6: 4.2: 92 设计压实比：正极4.10±0.05，负极1.45±0.05 电解液：LD 混料容量发挥：141~142mAh/g(以1500mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.12 体系特点：设计容量较低，常温&45℃循环性能好(可满足0.5C/500周 80%), 长时间常温存储性能好
4)、正极耳处贴胶纸要求: 胶纸长度需保证完全覆盖极耳，并覆盖极耳胶 0.1~1mm 5)、模壳设计: 上模腔尺寸：宽度=电池宽度最大值-1.0~2.5
高度=电池高度最大值-4.0~5.2 冲头尺寸：宽度=上模腔宽度-0.4~0.6 高度=上模腔高度-0.4~0.6 冲头倒角R≈卷芯厚度/2
6)、卷针宽度: 卷针宽度≈卷芯宽度-卷芯厚度-0~3
二、常用体系
体系5: 正极：ZX:JH:RC10214: SP: NMP=75: 25: 1.6: 1.6: 50 负极：918: FSN-1：SP: CMC: SBR: H2O=50: 50: 1.0: 1.5: 2.6: 82 设计压实比：正极4.0±0.05，负极1.6±0.05 电解液：L 混料容量发挥：145~146mAh/g(以1500mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.18 体系特点：设计容量较高，循环较好
体系4: 正极：ZX:JH:RC: SP: NMP=75:25: 1.6: 1.6: 50 负极：91: FS：S6: CMC: SBR: H2O=80: 20: 1.5: 1.5: 2.6: 82 设计压实比：正极4.0±0.05，负极1.6±0.05 电解液：J 混料容量发挥：145~146mAh/g(以1500mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.21 体系特点：设计容量高, 吸液性差，循环较差
二、常用体系
体系3: 正极：ZX:PL:RC: SP: NMP=80:20: 2.1: 2.1: 45 负极：DM: SF: CMC: SBR: H2O=100: 1.0: 1.5: 3: 100 设计压实比：正极4.0±0.05，负极1.6±0.05 电解液：LE 混料容量发挥：141~142mAh/g(以1500mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.16 体系特点：设计容量一般，高温性能好(85℃/4h), 低温性能差
软包锂离子电芯设计指南
目录
一、设计 二、常用体系 三、设计规范
一、设计
1、设计的第一要素: 安全
1) 负极料完全包住正极料 2) 负极料与正极空箔完全隔绝, 无接触可能
一、设计
2、容量计算--464854→?mAh
1) 厚度: 电芯厚度4.6→卷芯厚度(含膨胀)4.6-0.23=4.37→卷芯厚度(不含膨 胀)4.37/1.1=3.97→卷芯层数3.97/0.3=13
二、常用体系
面密度比由来:
N/P=负极材料克容量发挥*负极放电效率*负极单位面密度/(正极材料克容量发挥* 正极放电效率*正极单位面密度)=1.04~1.08
克容量发挥及放电效率与材料有关, 是已知参数, 则不同体系可通过N/P计算出正 极面密度/负极面密度不同比值
二、常用体系
体系1: 正极：ZX: RC: SP: NMP=100: 1.6: 1.3: 40 负极：MC: RC: SP: VGCF: 草酸: NMP =100: 4: 0.5: 1: 0.3: 88 设计压实比：正极4.10±0.05，负极1.68±0.05 电解液：JN2 混料容量发挥：141~142mAh/g(以1500mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.08 体系特点：设计容量较低，低温性能好(-20℃), 倍率性能好(2C), 过充性能 好(300mAh以下电芯可过1C/10V), 常温循环性能好(可满足0.5C/500周 80%), 长时间常温存储性能好, 高温性能差
体系6: 正极：: R4: SP:V7: NMP=92.5: 3: 3: 1.5: 60 负极：MC:SP:SF:R:草酸:NMP=89: 3: 3: 5: 0.1: 110 设计压实比：正极3.4±0.05，负极1.4±0.05 电解液：Ferr 混料容量发挥：130mAh/g(以600mAh电芯容量为基准) 面密度比：2.06 体系特点：高倍率性能优异(10C~15C放电)，高温性能差
2) 宽度: 电芯宽度48→膜壳宽度48-1=47→卷芯宽度47-0.6=46.4→卷针宽度 46.4-3.97-2=40.4
3) 高度: 电芯高度54→膜壳高度54-4=50→隔膜宽度50-0.5=49.5→负极宽度 49.5-2=47.5→正极宽度47.5-1=46.5
4) 梯形构想: ((卷针宽度40.4+卷芯宽度46.4)/2+卷芯厚度3.97)*层数13-8=正极 片长度(不含尾部短空箔)608→长料长608-10=598→短料长608-10(46.4+3.97)*2=497→设计容量(598+497)/2*46.5*146*44.5/100000=1654→标称 容量1654/1.03=1606
三、设计规范
1)、设计容量: 200mAh以下型号设计容量≥额定容量*(1+7%)；200-400mAh型 号设计容量≥额定容量*(1+6%)；400mAh以上中、大型号设计容 量≥额定容量*(1+4%)
2)、压厚计算: 压厚中值=设计面密度上限值*10/压实系数上限值+箔厚度+2~3
3)、极片、隔膜宽度: 负极宽度=正极宽度+1~2；隔膜宽度=负极宽度+2~3
7)、隔膜长度: 隔膜长度=(负极极片长度+卷针宽度)*2+30