软包电池的优缺点以及封装工序

软包电池优点

软包电池，铝塑膜变形空间较大，不像钢壳铝壳电芯那样热失控时候会发生爆炸；壳体是一层铝塑膜，重量轻，非活性部分所占比重小，软包电池重量较同等容量的钢壳锂电轻40%，较铝壳电池轻20%；相同尺寸规格相比，容量更大，软包电池较同等规格尺寸的钢壳电池容量高10～15%，较铝壳电池高5～10%；壳体强度低，循环过程中对内部结构出现的机械应力小，对循环寿命有益（当然是在成组设计时没有施加额外的应力的情况下）；极耳位置充裕，充放电过程中，热量分布均匀。

软包电池的缺点

壳体强度低，对成组技术依赖性强；与卷绕生产方式相比，叠片的生产效率相对较低。

软包电池的一般生产流程

由于外壳是铝塑膜，其生产工艺在一些方面与其它两类商用电池不同。比如铝塑膜的封装工艺，比如化成过程中的整形工艺等。

软包电池封装工序

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，就要开具相应的模具，使铝塑膜成型。成型工序也叫作冲坑，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。

铝塑膜冲好并裁剪成型后，一般称为Pocket袋。一般在电芯较薄的时候选择冲单坑，在电芯较厚的时候选择冲双坑，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。

有时候根据设计的要，会在气袋的位置再冲一个小坑，以扩大气袋的体积。

顶侧封工序，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。

下面这种图是铝塑膜装入卷芯后，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：

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。

还是重要来说说顶封顶封是要封住极耳的，极耳是金属（正极铝，负极镍），怎么跟PP封装到一起呢？这就要靠极耳上的一个小部件极耳胶来完成了。极耳胶具体的结构我不是很清楚，希望有懂行的人来补充。我只了解它也有PP的成本，也就是说在加热时能够熔化黏结。在极耳位的封装见下图中圆圈部分所示。封装时，极耳胶中的PP与铝塑膜的PP层熔化黏结，形成了有效的封装结构。

注液、预封工序，软包电芯在顶侧封之后，要做X-ray检查其卷芯的平行度，然后就进干燥房除水气去了。在干燥房静置若干时间时候，就进入了注液与预封工序。

通过上面的介绍我们了解，电芯在顶侧封完成之后，就只剩下气袋那边的一个开口，这个开口就是用来注液的。在注液完成之后，要马上进行气袋边的预封，也叫作一封。一封封装完成后，电芯从理论上来说，内部就是完全与外部环境隔绝了。一封的封装原理与顶侧封相同，这里就不赘述了。

静置、化成、夹具整形工序，在注液与一封完成后，首先要将电芯进行静置，根据工艺的不同会分为高温静置与常温静置，静置的目的是让注入的电解液充分浸润极片。然后电芯就可以拿去做化成了。

是软包电芯的化成柜，其实就是一个充放电的装置，我找了好久没有找到带电芯的图片，大家想想一下电芯夹在上面的画面就OK了。化成就是对电芯的首次充电，但不会充到使用的最高电压，充电的电流也非常小。

化成的目的是让电极表面形成稳定的SEI膜，也就是相当于一个把电芯激活的过程。在这个过程中，会出现一定量的气体，这也就是为何铝塑膜要预留一个气袋。有些厂的工艺会使用夹具化成，即把电芯夹在夹具里（有时候图简便就用玻璃板，然后上钢夹子）再上柜化成，这样出现的气体会被充分地挤到旁边的气袋中去，同时化成后的电极界面也更佳。

在化成后有些电芯，尤其是厚电芯，由于内部应力较大，可能会出现一定的变形。所以某些厂会在化成后设置一个夹具整形的工序，也叫作夹具烘烤。

二封工序，刚才说了化成过程中会出现气体，所以我们要将气体抽出然后再进行第二次封装。在这里有些公司成为两个工序：排气与二封，还有后面一个剪气袋的工序，这里我就一起笼统的都称为二封了。

二封时，首先由铡刀将气袋刺破，同时抽真空，这样气袋中的气体与一小部分电解液就会被抽出。然后马上二封封头在二封区进行封装，保证电芯的气密性。最后把封装完的电芯剪去气袋，一个软包电芯就基本成型了。二封是锂离子电池的最后一个封装工序，其原理还是跟前面的热封装相同，不再赘述。