軟包電芯，其實(shí)就是使用了鋁塑膜作為包裝材料的電芯。相對(duì)來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的包裝分為兩大類，一類是軟包電芯，一類是金屬外殼電芯。金屬外殼電芯又包括了鋼殼與鋁殼、圓柱和方形等等。圖片

軟包電池的包裝材料和結(jié)構(gòu)使其擁有一系列優(yōu)勢(shì)，比如，安全性能好，軟包電池在結(jié)構(gòu)上采用鋁塑膜包裝，發(fā)生安全問(wèn)題時(shí)，軟包電池一般會(huì)鼓氣裂開，而不像鋼殼或鋁殼電芯那樣發(fā)生爆炸;重量輕，軟包電池重量較同等容量的鋼殼鋰電池輕40%，較鋁殼鋰電池輕20%;內(nèi)阻小，軟包電池的內(nèi)阻較鋰電池小，可以極大的降低電池的自耗電;循環(huán)性能好，軟包電池的循環(huán)壽命更長(zhǎng)，100次循環(huán)衰減比鋁殼少4%～7%;設(shè)計(jì)靈活，外形可變?nèi)我庑螤睿梢愿。筛鶕?jù)客戶的需求定制，開發(fā)新的電芯型號(hào)。

軟包在動(dòng)力電池領(lǐng)域的占比已超過(guò)方形和圓柱，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年國(guó)內(nèi)方形、圓柱、軟包鋰電池產(chǎn)量分別為17GWh、10.1GWh、19.8GWh，占比分別為36.4%、21.5%、42.3%。

隨著新能源汽車新補(bǔ)貼政策的出臺(tái)，電池的系統(tǒng)能量密度成為一項(xiàng)重要考核指標(biāo)。三元軟包電池容量較同等尺寸規(guī)格的鋼殼鋰電高10~15%、較鋁殼電池高5~10%，而重量卻比同等容量規(guī)格的鋼殼電池和鋁殼電池更輕，因此，補(bǔ)貼新政對(duì)三元軟包電池更有利。鑒于軟包電池的優(yōu)勢(shì)，業(yè)內(nèi)專家預(yù)計(jì)，隨著電池路線的發(fā)展，軟包電池在新能源汽車市場(chǎng)的滲透率將不斷提升，未來(lái)軟包電池在各類型電池中的占比有望超過(guò)50%。

外殼使用材料決定了他們的封裝方式不同。軟包才有鋁塑膜，需使用熱封裝；金屬外殼一般使用激光焊接封口。鋁塑膜一般有三層，尼龍層是保證了鋁塑膜的外形，減輕對(duì)外殼的損傷，保證在制造成鋰離子電池之前，膜不會(huì)發(fā)生變形，阻止空氣尤其是氧的滲透,維持電芯內(nèi)部的環(huán)境,同時(shí)保證包裝鋁箔具備良好的形變能力。Al層就是一層金屬Al構(gòu)成，其作用是防止水的滲入，維持電芯內(nèi)部的環(huán)境具有一定的厚度強(qiáng)度能夠防止外部對(duì)電芯的損傷。鋰離子電池很怕水，一般要求極片含水量都在PPM級(jí)，所以包裝膜一定能夠擋住水氣的滲入。尼龍不防水，無(wú)法起到保護(hù)作用。而金屬Al在室溫下會(huì)與空氣中的氧反應(yīng)生成一層致密的氧化膜，導(dǎo)致水氣無(wú)法滲入，保護(hù)了電芯的內(nèi)部。Al層在鋁塑膜成型的時(shí)候還提供了沖坑的塑性。PP是聚丙烯的縮寫，這種材料的特性是在一百多攝氏度的溫度下會(huì)發(fā)生熔化，并且具有黏性。所以電池的熱封裝主要靠的就是PP層在封頭加熱的作用下熔化黏合在一起，然后封頭撤去，降溫就固化黏結(jié)了，PP不會(huì)被電芯內(nèi)有機(jī)溶劑溶解、溶脹等,有效阻止內(nèi)部電解質(zhì)等與Al層接觸,避免Al層被腐蝕。

鋁塑膜看上去很簡(jiǎn)單，實(shí)際做起來(lái)，如何把三層材料均勻地、牢固地結(jié)合在一起也不是那么容易的事。很遺憾的是，現(xiàn)在質(zhì)量好的鋁塑膜基本上都是日本進(jìn)口的，國(guó)產(chǎn)的質(zhì)量還有待改進(jìn)。

一工段和一般電池工藝相同，此處不再贅述。極片成型方式通常采用模切，極耳采用激光切或者模切。極片堆疊方式，疊片一般采用Z字型極片和卷繞型極片，把切好后的一片一片的極片，通過(guò)堆疊貼膠后成一個(gè)卷芯，放入沖好的鋁塑膜坑里，接下來(lái)我們講一下沖坑。

軟包電芯可以根據(jù)客戶的需求設(shè)計(jì)成不同的尺寸，當(dāng)外形尺寸設(shè)計(jì)好后，就需要開具相應(yīng)的模具，使鋁塑膜成型。成型工序也叫作沖坑，顧名思義，就是用成型模具在加熱的情況下，在鋁塑膜上沖出一個(gè)能夠容納卷芯的坑，如下圖所示：

鋁塑膜沖好并裁剪成型后，一般稱為Pocket袋，見下圖所示。一般情況下，電芯較薄的時(shí)候選擇沖單坑(下圖左)，在電芯較厚的時(shí)候選擇沖雙坑(下圖右)，鋁塑膜的變形量太大突破鋁塑膜的變形極限會(huì)導(dǎo)致破裂。有時(shí)候在氣袋區(qū)域沖一個(gè)坑，增加一個(gè)氣囊，氣囊可根據(jù)需要增加，氣袋作用主要是用于收集化成過(guò)程中的氣體。

把疊好的卷芯放入沖好的坑內(nèi)，沿著上圖黃線對(duì)折后，如下圖所示：

卷芯放入坑內(nèi)，經(jīng)過(guò)幾道工序后需要封裝的區(qū)域，如下圖所示，我們會(huì)按順序介紹：

把卷芯放到坑中之后，就把整個(gè)鋁塑膜可以放到夾具中，在頂側(cè)封機(jī)里進(jìn)行頂封與側(cè)封了。封裝的時(shí)候兩個(gè)封頭帶有一定的溫度(一般在180℃左右)，合攏時(shí)壓在鋁塑膜上，鋁塑膜的PP層就熔化然后黏結(jié)在一起了。這里特別說(shuō)一下頂封，頂封區(qū)域的示意圖如下圖所示。頂封是要封住極耳的，這就要靠極耳上的一個(gè)小部件—極耳膠來(lái)完成了。極耳膠在加熱時(shí)能夠熔化黏結(jié)。在極耳位的封裝見下圖圓圈中所示。封裝時(shí)，極耳膠中的PP與鋁塑膜的PP層熔化黏結(jié)，形成了有效的封裝結(jié)構(gòu)。

軟包電芯在頂封和側(cè)封之后，需要做X-ray檢查其卷芯的對(duì)齊度，然后就進(jìn)干燥房除水氣。在干燥房靜置若干時(shí)間后，就進(jìn)入了注液與一封工序，（有些工廠會(huì)在注液工序加入包膜工序，避免電解液腐蝕鋁塑膜）通過(guò)上面的介紹我們知道，電芯在頂封和側(cè)封完成之后，就只剩下氣袋那邊的一個(gè)開口，這個(gè)開口就是用來(lái)注液的。在注液完成之后，需要馬上進(jìn)行氣袋邊的預(yù)封，也叫作一封。一封封裝完成后，電芯內(nèi)部就是*與外部環(huán)境隔絕了。一封的封裝原理與頂側(cè)封相同，這里就不贅述了。流程如下圖所示：

在注液與一封完成后，首先需要將電芯進(jìn)行靜置，根據(jù)工藝的不同會(huì)分為高溫靜置與常溫靜置，靜置的目的是讓注入的電解液充分浸潤(rùn)極片。然后電芯就可以拿去做化成。化成的主要作用是激活電池，形成SEI膜，具體可看我的歷史文章，里面有關(guān)于化成工序的詳細(xì)解釋。化成中，由于軟包電池的特性，有些廠家會(huì)對(duì)電池進(jìn)行整形化成，即采用夾具對(duì)電池進(jìn)行固定化成。

因?yàn)榛蛇^(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣體，根據(jù)不同材料產(chǎn)氣量不同，故而有根據(jù)需求增加氣囊，擴(kuò)大容納氣體的體積，二封時(shí)我們要將氣體抽出然后再進(jìn)行第二次封裝。在這里有些公司成為兩個(gè)工序：Degassing(排氣)與二封，還有后面一個(gè)剪氣袋加折邊的工序，還有一些公司因電池大，產(chǎn)氣量大，有預(yù)degas，化成，degas，二封工藝。我們就常規(guī)的二封，給大家解釋，如下圖：

二封時(shí)，首先由鍘刀將氣袋刺破，同時(shí)抽真空，這樣氣袋中的氣體與一小部分電解液就會(huì)被抽出。然后馬上二封封頭在二封區(qū)進(jìn)行封裝，保證電芯的氣密性。最后把封裝完的電芯剪去氣袋，二封剪完氣袋之后需要進(jìn)行裁邊與折邊，就是將一封邊與二封邊裁到合適的寬度，然后折疊起來(lái)，保證電芯的寬度不超標(biāo)，這樣一個(gè)軟包電芯就基本成型了。

電芯折完邊后就放到分容柜上進(jìn)行分容，具體分容作用，可見我往期文章。分容后，容量合格的電芯就會(huì)進(jìn)入后工序，包括檢查外觀、重量、貼膠、電壓檢測(cè)、內(nèi)阻檢測(cè)、Hi-pot檢測(cè)、極耳轉(zhuǎn)接焊等等。結(jié)束后，就到了PACK，一個(gè)軟包電池就開始投入新能源戰(zhàn)場(chǎng)了。（來(lái)源：鋰離子動(dòng)力電池磚家）

軟包存在的常見問(wèn)題及解決方法：

1、沖深不良

1.1模具

（1）邊角R≥垂直R≥1mm：在1mm以下容易造成裂痕

（2）模具間隙=0.25-0.35mm：膜厚的2-3倍左右

（3）模具表面粗糙度=3.2s（Ra=0.8um）；R區(qū)的表面粗度=1.6s(Ra=0.4um)：若表面粗糙度過(guò)于粗糙使成型的深度比較差。

1.2成型條件

（1）面的控制壓力=0.3-0.5MPa：低的話導(dǎo)致皺紋，高的話導(dǎo)致裂痕

（2）沖壓速度5mm/sec：速度快則產(chǎn)生裂痕

（3）沖壓維持時(shí)間2sec：時(shí)間短影響反彈率

1.3發(fā)生不良的對(duì)策

（1）發(fā)生裂痕、穿孔的情況時(shí)

減弱面控制的壓力

（2）發(fā)生成型的皺紋時(shí)

增強(qiáng)面控制壓力

（3）發(fā)生翹曲時(shí)

減弱面控制壓力，調(diào)整沖壓速度

（4）角落部凹陷

拉長(zhǎng)保持的時(shí)間、沖壓的速度加快

注：通常情況下模間隙控制在0.25mm（兩倍ALF厚度），R角跟沖深、成型尺寸及ALF有關(guān)，通常沖深4mm以下，R角設(shè)置1.5mm，5mm以上R角取2mm，較小類型號(hào)為了確保外觀而將R角減小；尺寸型號(hào)越小，底部供有效補(bǔ)償面積越小，沖深就越淺。軟包裝的沖殼模心的角度與R大小依成型面積/深度而定，一般上下模單邊間隙在0.15-0.3mm，R為1.5-3.5mm，為保證4角安全不破損，R盡可能大。

2、頂封不良

2.1頂封側(cè)封工序發(fā)生起皺不良解決方案

膜沖殼不良：沖殼深度與電芯厚度不匹配，導(dǎo)致封焊困難而引起起皺；雙面殼成型后深坑與淺坑不能效重合。

大電池以及厚電池型號(hào)沖殼后長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行頂側(cè)封，導(dǎo)致膜殼回彈變形；

頂封夾具底面與封頭不在同一平面上；

封頭上有PP膠未及時(shí)擦拭，導(dǎo)致封焊容易起皺；

員工操作不良，引起封焊起皺。

2.2頂封漏液?jiǎn)栴}

頂封漏液首先要排除極耳問(wèn)題，由封裝引起的漏液原因有：

封頭實(shí)際溫度過(guò)低導(dǎo)致PP與極耳膠受熱溫度不夠；

極耳膠外露過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致封頭壓在極耳金屬帶上；

夾具定位不準(zhǔn)，夾具與封頭對(duì)位沒有調(diào)整好，導(dǎo)致側(cè)封邊與頂封邊沒有重合；

輔助加熱模塊失效

3、電池角位破損

電池角位破損一般發(fā)生在電池二次封裝折邊處的底部（有些電芯工藝二封邊在正極耳側(cè)，有些二封邊在負(fù)極耳側(cè)）；