圓柱型鋰離子電池壓力封口技術(shù)及測(cè)量方法

任 揚(yáng)

（天津力神電池股份有限公司，天津 300384）

本文為作者依據(jù)在圓型電池領(lǐng)域15年以上的制造技術(shù)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)而來，其技術(shù)方案已在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中廣泛采用并得到認(rèn)同。

簡(jiǎn)單介紹一下圓型電池的壓力封口工序原理。該工序采用3t～5t自動(dòng)高速曲柄壓力機(jī)將電池殼（Can，如圖1所示）與電池蓋（Cap，如圖2所示）經(jīng)過三次漸進(jìn)式的壓合而密封起來，保證一定的工藝尺寸和外型，并采用水壓方法檢測(cè)密封性能，如圖3～6所示。

1 技術(shù)難度

（1）殼口開裂

殼口開裂現(xiàn)象如圖7所示。其原因分析為一封封口模型腔內(nèi)徑較小或?qū)胩巿A角不適當(dāng)造成。

圖1 18650示意圖（材質(zhì)：鋼）

圖2 18650電池蓋

圖3 壓力封口前圖示

圖4 一封圖示

圖5 二封圖示

圖6 整形圖示

圖7 殼口開裂

（2）鍍層脫落

鍍層脫落原因分析：一封、二封封口膜型腔內(nèi)徑光潔度不夠，導(dǎo)致在成形過程中與電池殼表面鍍層接觸中擠壓脫落?？赏ㄟ^增加光潔度減小成形摩擦力解決，如圖8所示。

圖8 型腔內(nèi)徑光潔度提高（放大）

（3）密封不嚴(yán)（漏液）

原因分析：①在壓力機(jī)下行壓合瞬間，封口上模型腔與殼口接觸，如圖9、10所示。

圖9 壓力密封

圖10 封口上模

②適當(dāng)增加內(nèi)徑0.1～0.15mm（雙邊）或減小圓角尺寸，如圖11所示。

圖11 封口膜內(nèi)徑圓角（放大）

（4）封口模下方夾塊支撐部位塌陷變形無法支撐或封口模型腔過深，如圖12所示。

圖12 封口夾塊圖示（放大）

2 模具改進(jìn)技術(shù)

通過以上分析并加以改進(jìn)，最終在封口模型腔以及封口夾塊的尺寸和形狀優(yōu)化后，密封性由98%提升到99.99%合格率以上，例如封口夾塊支撐部位塌陷改進(jìn)，如圖13所示。

3 測(cè)量方法優(yōu)化

圖13 封口夾塊圖示（放大）

電池封口密封性檢測(cè)通常采用在電池中注入一定壓力的冷水來得到壓力值是否滿足壓力密封工藝要求，斷電壓力值要求在1.0±0.2MPa和破裂壓力值要求在2.1±0.4MPa。經(jīng)過多次試驗(yàn)，最終采用如圖14所示方式進(jìn)行生產(chǎn)過程中的檢測(cè)。

圖14 密封性測(cè)試圖示（水壓法）