鋰離子動力電池鋁塑膜沖坑制程工藝仿真（1）——沖坑機理【轉發】

2017-08-18  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

本文主要對軟包鋰離子動力電池制程過程中的鋁塑膜沖坑工藝的機理進行簡單介紹,為后邊的仿真做理論支持。

一、鋁塑膜在動力電池中的應用

目前方形鋰離子動力電池基本上有兩種:硬殼和軟包。兩者的主要區別便是電梯電池的包裝外殼不一樣,硬殼電池包裝外殼為鋁殼機構,軟包電池包裝外殼為鋁塑膜結構。

二、鋰離子動力軟包電池對鋁塑膜的功能要求

根據鋁塑膜的外殼的一般作用及電池特殊應用,鋰離子動力軟包電池對鋁塑膜的功能要求主要如下:

三、鋁塑膜結構、特性及功能

本文以某企業的一款鋁塑膜為例,進行鋁塑膜的簡單介紹。鋁塑膜結構如下圖。

盡管市場上鋁塑膜的層數、厚度、材質不同,以及由于材質及厚度等不同引起的制程工藝不同,但鋁塑膜的五大基本功能必須滿足。有時根據產品的使用環境以及一起性能的取中,有些材料和層數會進行改變,例如為了較小厚度,可能會去掉最上邊的PET層等。

四、鋁塑膜沖壓成型機理介紹

鋁塑膜沖坑成型的目的是給提供鋰離子動力電池電信及電解液空間。沖坑尺寸、深度、四角R角、邊線R角是根據電芯尺寸、鋁塑膜特性與沖坑模具相關的。本文不再講解沖坑尺寸設計、沖坑模具設計內容。下面以某鋁塑膜單坑沖坑進行沖坑機理介紹。下圖為單坑鋁塑膜產品圖示意圖。

沖坑成型過程示意圖如下,上模版與下模版(凹模)將鋁塑膜夾緊,保持一定的壓力P,凸模以平緩的速度向下運行,使鋁塑膜達到要求的深度。

鋁塑膜在沖壓過程中,保持恒定的壓力,已達到補償性沖壓,保證沖坑均勻性。所謂補償性沖壓是相對于延伸性沖壓而言。區別如下圖:

鋁塑膜沖壓成型后,我們希望各層在沖坑區域厚度均勻一致,無針孔、皺褶,各層厚度有保證,尤其是保證鋁層薄弱部位的殘存率,以滿足鋁塑膜使用功能及特性要求。成型后示意圖如下(由于粘結層很薄,下圖忽略沒有匯出):

五、鋁塑膜沖壓成型產品檢測

根據鋁塑膜的結構功能和特性要求,我們可設計不同的測試方法進行測試,例如各層粘結強度檢測、切片厚度檢測、高溫高濕阻隔特性檢測、高溫高濕耐電解液特性檢測、光學針孔檢測、外觀檢測等。下圖為鋁箔殘存率檢測圖片。

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