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技術文章
一、軟包電芯介紹
電芯外包裝使用鋁塑膜作為包裝材料的電芯；軟包電芯采用熱封裝技術。
二、鋁塑膜介紹
鋁塑膜需具有高阻隔性、良好的成型性、耐電解液性能；產品以外觀分銀膜或黑膜兩類。產品結構如下所示
三、鋁塑膜國家標準
四、檢測方法
4.1 剝離強度（AL/CPP）
取寬15mm、長200mm長條形樣，以200mm/min速度測試剝離力度。
4.2 電解液浸泡剝離強度
取寬15mm、長200mm的樣品放入電解液中，恒溫85℃，測試AL層與PP層的復合強度。(標準電解液EC:DEC:DMC=1:1:1，LiPF61mol/L)
4.3 二封強度
取寬100mm、長150mm樣品封裝成袋子，注入3g電解液，85℃恒溫恒濕72h，倒出電解液封裝（壓力0.4-0.6MPa，溫度180℃，時間4-5s）測試熱封強度。
4.4 沖坑
樣品（170mm*110mm）以不同深度成型（97mm*55mm），觀察樣品是否有破裂、凹槽、起麻點、分層現象。成型沖深度≥7mm。
4.5 水浴
將樣品在沖坑機上沖坑后，放入溫度60℃的恒溫水浴，拿出來檢測是否破裂、凹槽、起麻點、分層現象
五、鋁塑復合膜
鋁塑復合膜也叫鋁塑包裝膜（簡稱鋁塑膜），鋁塑膜屬于復合材料，由三層構成：尼龍層、AL層與PP層。三層各有特性。
尼龍層保證鋁塑膜的外形，保證在制造成鋰電子電池之前，膜不會發生變形，也起保護AL的作用。
Al層就是一層金屬AL構成，保證鋁塑膜骨架層。其作用是防止水的滲入。鋰離子電池怕水份侵入，電池正負極片含水量都在ppm級。尼龍不防水，無法起到保護作用。而金屬Al在室溫下會與空氣中的氧氣反應生成致密氧化膜，導致水氣無法滲入，保護電池內部。另外Al層在鋁塑膜成型提供沖坑可塑性。
PP層是聚炳烯高分子材料，這種材料特性是在100℃溫度下會發生熔化，并且具有黏性。所以電池的熱封主要靠就是PP層在封頭加熱作用下熔化粘在一起，然后移去封頭，降溫可固化粘結。此外PP不會被電芯內部電解液溶解、溶脹等，是電芯內部環境直接保護和絕緣作用，可有效阻止電解液等與Al接觸，避免其腐蝕。
六、干法和熱法鋁塑膜對比
鋁塑膜根據制造工藝不同分為干法和濕法兩種，干法工藝為在PP和鋁層中間直接加粘結劑直接復合，采用絕緣粘結劑，無需高溫處理幫防短路性能要好于熱法工藝。且粘結劑本身延展性要好于PP層，不需要高溫處理不影響成型。熱法工藝是鋁層和CPP層之前用MPP粘結，在一定溫度下熱壓合成。高溫下MPP中范德華力被破壞、老化、抗短路性能會急劇下降。同時，由于其分子結構被破壞，導致韌性降低，成型過程中容易破裂。下圖為干法和熱法結構對比。
6.1 性能對比
（1）干法的優勢在于沖深成型性能，防止短路性能，外觀（雜質、針孔、魚眼少），裁剪性能好。另外防電解液和隔水性良好。
（2）熱法優勢在于耐電解液和隔水性方面，其沖坑深成型性能差，防短路性能差，外觀差，裁剪性能差
6.2 制造方法對比
（1）干法膜：采用CPP熔融溫度一般比熱封高，約162℃。Al和CPP之間用粘結劑粘合，直接壓合而成。
（2）熱法膜：熱法的CPP一般采用較低的熔點CPP，其熔融溫度在140℃左右。Al和CPP間用MPP粘結，然后再緩慢升溫升壓條件熱合成，制作過程過。并且由于長時間高溫烘烤作用使Al脆化，導致沖深性能降低。
注：兩款鋁塑膜CPP熔融溫度存在較大差異，所以干法封裝溫度一般比熱法溫度高10-15℃。
七、鋁塑膜成型工序
軟包電池可根據客戶需求設計成任意形狀和尺寸型號，婁外形尺寸設計好后，需開相應的模具讓鋁塑膜沖壓成型。此成型工序也作沖坑。簡單說，就是模具在壓力作用下，在鋁塑膜上沖出一個能夠裝卷芯的坑。如下示意圖
鋁塑膜沖好并裁剪成型后，一般稱為Pocket袋。一般在電芯較薄時候選擇沖單坑，在電芯較厚時候選沖雙坑，因為一邊變形量太大會突破鋁塑膜變形極限而導致破裂。
八、軟包電池頂封和側封工序
頂/側封是軟包電池的第一道封裝工序。頂/側封實際包含兩個工序，頂封和側封。首先要把卷繞好的卷芯放到沖坑里，然后沿虛線位置將包裝膜對折，如下示意圖。
封裝效果如下所示，CPP殘存70-80%為最佳，如下示意圖。
下圖為鋁塑膜裝入卷芯后，需要封裝的幾個位置，其中包括頂封、側封、一封區和二封區，下如示意圖
（1）把卷芯放到殼中，將頂封對齊后，將其放到夾具中，在頂側封機里進行頂封與側封。
（2）頂側封機一般有4個夾具，左邊是頂封、右邊是側封。封裝時兩個封頭溫度（硬封在180-190℃），壓力0.3-0.5Mpa，時間3-5s，上下封頭壓合在鋁塑膜上，鋁塑膜的PP層在溫度壓力時間作用下就熔化粘合在一起，完成頂側封工序。
（3）側封簡單，直接將PP層與PP層粘合，需要控制封印厚度。
（4）頂封是軟包較難的一個制造工藝，許多電芯漏液情況主要發生在頂封工序。頂封區域顯示，頂封主要是封信極耳，極耳是由極耳膠與金屬組裝成，極耳也是通過極耳膠與鋁塑膜PP層粘合的。
（5）極耳膠和鋁塑膜PP熔化粘合，冷卻固化形成封裝，需要控制封印厚度以免頂封漏液。
九、軟包電池頂封簡述
頂封分為硬封和軟封，依電池廠家工藝而定。
9.1 軟封工藝
軟封主要是封頭上有軟介質，一般是下封頭采用硅膠材質導熱進行封裝。此工序簡單便捷，不用考慮極耳厚度就可以封裝，因為硅膠條的熱傳導能力不能金屬封頭。因而在軟封頭一側實施溫度補償，一般溫度較硬封頭高10-15℃。軟封頭缺點就是封印不美觀，易造成電芯漏液
上封頭：銅（粘貼鐵氟龍）
下封頭：銅+硅膠條（下封頭放硅膠條厚度0.5-1mm和鐵氟龍）
9.2 硬封工藝
硬封直接上下封頭采用銅質材質傳熱，并開有極耳凹槽，具體槽深依不同規格型號極耳定。封頭的平整度對頂封至關重要。再者是對溫度、壓力、時間的控制，封印厚度控制是直觀檢測頂封效果的。
十、軟包常用極耳膠簡述
10.1 凸版單層白膠
熔點140℃，封裝溫度較窄，封裝難以控制，一般自動化程度高的工廠使用。較適合硬封工藝。
10.2 凸版3層白膠
白膠結構是多層薄膜共擠成，熱封層/高溫阻斷層/熱封層。熱封層與高溫阻斷層均屬于同物質。即為CPP層通過改性得到PP層，與鋁塑膜CPP層相聚合，為同物質，其熔點相同不分層。（缺點：純PP材質熔點不高，160℃，導致其高溫阻斷層溫度較黑/黃膠低）
厚度：100um±10um
結構：三層PP/CPP/PP
熔點：130-137℃ / 162-167℃ / 130-137℃
10.3 DNP黑膠
熱封PP/PET 或PEN / 熱封PP層，功能層和PP層為不同物質復合，界面多，經封裝或電解液浸泡易分層。其黑膠的熱封PP里面含有3種熔點不同物質。黑色素：66℃，PE 105℃，PP 137℃,界面不穩定。
厚度：72±10um，100±10um
結構：三層 PP/ PEN/ PP
熔點：137℃/ 265℃/ 137℃
10.4 DNP黃膠
黃膠本質上是黃膠的改良品，結構與黑膠相同。熱封PP/無紡布 / 熱封PP，PP層為同種CPP改性PP層。主要是依靠功能層無紡布，在熱封過程中不流動，且骨架層耐高溫，封裝溫度高，普遍使用。
厚度：100±10um
結構：三層 PP/ 無紡布/ PP
熔點：130℃/300℃/ 130℃
綜上可知，黃膠極耳有分層影響，但黃膠極耳封裝條件比白膠容易調節，黃膠極耳功能層本身熔點300℃以上，所以熱封時好操作。黃膠不足表現以下3點
（1）極耳膠是由中間一層無紡布和表面兩層改性PP膠熱壓在一起的，有界面存在
（2）中間無紡布，水分會從無紡布中通過毛細管效應滲透進入電芯內部，使電池氣脹
（3）無紡布易分層，熱壓效果不良，電芯使用時間或擱置時間過長容易造成漏液。
（4）DNP黑膠結構中間功能層PEN膜，骨架溫度較高，封裝容易，易操作。但黑膠功能層PEN和PP為不同物質復合，存在分層風險，商端客戶一般不采用此膠。
（5）三層結構白膠表面兩層改性PP和中間層骨架PP共擠制得，不存在分層風險，高d客戶及動力電芯一般采用此膠。
10.5 頂封溫度
鋁塑膜需要較好的封裝效果，較寬的封裝溫度。封裝溫度與鋁塑膜采用CPP材質直接相關。
干法鋁塑膜推薦封裝溫度
硬封：溫度180-190℃，壓力0.3-0.5Mpa，時間3-5s
軟封：上封頭185-195℃，下封頭200-220℃，壓力0.3-0.5Mpa，時間3-5s
十一、軟包電池注液和預封工藝
軟包電池在頂側封后，需要做X-RAY檢查其卷芯平行度，然后干燥除水份。干燥后再進行注液和預封工序。
電芯在側封完成之后，就只剩下氣袋一邊開口，就口就是用來注液的。注液完成后，需要馬上進行氣袋預封，也叫作一封。一封原理與側封相同，一封完成后，電芯內部就是與外部環境隔絕。后續進行化成工序。化成過程中會產生氣體，氣體會流向氣袋。有些電芯廠會使用夾具化成，這樣氣體會被充是民擠到氣袋中，同時SEI界面也更佳。
在化成后有些電芯，特別是厚電芯，由于內部應力較大，可能會產生一定變形。所以有些電芯廠在化成后有夾具整形工序（冷熱壓工序），也叫夾具Baking(烘烤)。
十二、二封工藝
在化成過程中產生的氣體，我們要將氣體抽出再進行第二次封裝。分2個工序，Degassing（排氣）與二封，還有后面一個剪氣袋工序，一般同時進行。
二封時，首先由鍘刀將氣袋刺破，同時抽真空，這樣氣袋氣體與一部分電解液被抽出。然后馬上用二封封頭在二封區進行封裝，保證電芯的氣密性。最后把封裝完的電芯剪去氣袋，一個軟包電芯基本成型。二封是鋰離子電池最后一道工序，因為二封邊上鋁塑膜會殘留電解液，其在封裝時候溫度較側封邊高10-15℃。
注：二封邊沒封好易出現漏液脹氣等現象。
二封剪完氣袋需要進行裁邊與折邊，就是將一封邊與二封邊裁到合適寬度，然后折疊，保證電芯不超標準。
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