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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、Al层与PP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。

Al层就是一层金属Al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PPM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Al在室温下会与空气中的氧反应

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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。Al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。

PP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PP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Pocket袋，见下图所示。一般在电芯

较薄的时候选择冲单坑（下图左），在电芯较厚的时候选择冲双坑（下图

右），因为一边的变形量太大会突破铝塑膜的变形极限而导致破裂。

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有时候根据设计的需要，会在气袋的位置再冲一个小坑，以扩大气袋的体

积。

4、顶侧封工序

讲到正题了，顶侧封工序是软包锂离子电芯的第一道封装工序。顶侧封实

际包含了两个工序，顶封与侧封。首先要把卷绕好的卷芯放到冲好的坑

里，然后沿虚线位置将包装膜对折，如下图所示。

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下面这种图是铝塑膜装入卷芯后，需要封装的几个位置，包括顶封区、侧

封区、一封区与二封区。下面分别进行介绍。

把卷芯放到坑中之后，就把整个铝塑膜可以放到夹具中，在顶侧封机里进

行顶封与侧封了。顶侧封机是这样子的：

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图中这种型号的顶侧封机带四个夹具，左边那个工位是顶封，右边那个工

位是侧封。那两块黄色的金属是上封头，下面还有一个下封头，封装的时

候两个封头带有一定的温度（一般在180℃左右），合拢时压在铝塑膜

上，铝塑膜的PP层就熔化然后黏结在一起了，这样就封装OK了。

侧封没有什么太多好说的（边电压神马的扯得太远就不讲了），主要来说

说顶封，顶封区域的示意图如下图所示。顶封是要封