리튬-이온 배터리의 플라스틱 열간 밀봉이란 무엇입니까?
현장에서 파우치 셀에 오류가 발생합니까? 약 60-70%는 밀봉 문제로 인해 발생합니다. 음극도, 분리막도, BMS도 아닙니다. 단지 제대로 접착되지 않은 두 겹의 필름일 뿐입니다. 핫 실링은 대부분의 배터리 교과서에서 두 페이지 정도 분량이지만 사람들이 인정하고 싶어하는 것보다 더 많은 보증 청구가 발생합니다.
모든 작업을 수행하는 영화
알루미늄 라미네이트 필름은 하나의 재료에 세 가지 작업이 담겨 있습니다. 외부 나일론은 긁힘을 흡수하고 산소를 차단합니다. 중간 알루미늄 층은 습기를 차단합니다.-이것이 실제 장벽입니다. 극소량의 수증기도 LiPF6와 반응하여 HF 가스를 생성하기 때문입니다. 내부 CPP(캐스트 폴리프로필렌)는 밀봉 중에 녹아 실제 결합을 생성합니다.
간단하게 들립니다. 실제로 2~3초의 밀봉 주기 동안 세 층이 모두 협력하도록 하려면 대부분의 작업에서 처음 파우치 라인을 설정할 때 예상하는 것보다 더 많은 공정 제어가 필요합니다.
DNP, Showa Denko 및 율촌은 여전히 전 세계적으로 프리미엄 라미네이트 필름의 대부분을 공급하고 있습니다. 중국 제조업체-Zijiang, Daoming 및 기타 일부{2}}는 중간급 애플리케이션에서 격차를 좁혔지만-높은{4}}주기-생명 세포는 여전히 일본 또는 한국 영화를 사양하는 경향이 있습니다. 재료 선택은 데이터시트에서 제안하는 것보다 씰링 동작에 더 많은 영향을 미칩니다.
씰링이 실제로 작동하는 방식
상단과 하단의 가열된 막대 2개가 접힌 라미네이트 필름을 압축합니다. 바 표면의 온도는 185도에서 225도까지입니다. 그러나 장비 매뉴얼에서 강조하지 않는 점은 열이 나일론과 알루미늄을 통해 먼저 전도되기 때문에 CPP 층 온도가 바 온도보다 약 10도 낮다는 것입니다. 215도 설정점은 실제 결합 인터페이스에서 대략 205도를 의미합니다.
측면 씰은 필름 간 접착이므로-185도가 일반적입니다.- 전극 탭이 패키지를 관통하고 탭 밀봉 필름이 열 질량을 추가하기 때문에 상단 밀봉에는 210-220도가 필요합니다. 밀봉재(보통 변형된 PP)는 금속 탭 표면과 CPP 층에 동시에 접착되어야 합니다. 세 가지 다른 인터페이스, 하나의 밀봉 주기.
융합 메커니즘에는 고분자 사슬 상호확산이 포함됩니다. CPP는 점성 흐름 상태에 도달하고 체인은 압력을 받아 인터페이스를 가로질러 이동한 다음 모든 것이 냉각되면서 얽힙니다. 대부분의 상업용 라미네이트 필름에 대한 DSC 곡선은 160도에서 215도 사이의 용융 범위를 보여줍니다. -두 개의 흡열 피크가 경계를 표시합니다. 그 피크 사이에서 작동하는 것이 목표입니다.
생산 라인이 어려움을 겪는 곳
탭 밀봉 오염
가장 일반적인 실패 모드로 분류됩니다. 전해질 충진은 최종 밀봉 전에 발생하며, 밀봉 표면에 잔류물이 있으면 결합 강도가 저하됩니다. 용매 증기조차도 문제를 일으킬 만큼 CPP 표면 에너지를 변화시킬 수 있습니다. 일부 시설에서는 IPA로 봉인된 부분을 닦습니다. 더 나은 작업은 습도를 제어하고 최종 밀봉 단계에 전용 청정 구역을 사용합니다. 에이리튬 배터리 팩 공급 업체필드 신뢰성이 높은 경우에는 일반적으로 여기에서{0}}인증 중에 물어볼 만한 엄격한 프로토콜이 있습니다.
씰링 바에 따른 온도 균일성
대부분의 사람들이 생각하는 것보다 더 많은 거부가 발생합니다. 가열 요소가 바 길이 전체에 완벽하게 분산되지 않습니다. 콜드 스팟은 불완전한 융합을 제공합니다. 핫스팟은 용융된 CPP가 밀봉 영역에서 밀려나는 곳에서 압착-을 일으키고 냉각 시 균열이 발생하는 얇고 약한 영역을 남깁니다. 다중-구역 온도 제어가 도움이 되지만, 많은 라인이 여전히 단일-구역 바를 실행하고 더 높은 폐기율을 수용합니다.
압착-및 미세{1}}균열
온도나 압력이 너무 높을 때 발생합니다. 용융된 폴리머는 씰 영역의 측면을 제외하고는 갈 곳이 없습니다. 얇은 잔류 층은 냉각 중에 응력 균열을 발생시킵니다.-때때로 확대하여 볼 수 있지만 때로는 그렇지 않습니다. 이는 시간이 지남에 따라 누출 경로가 됩니다. 능선과 채널이 있는 프로파일형 씰링 헤드는 플랫 바보다 재료 흐름을 더 잘 제어하지만 비용이 더 많이 들고 설정 공차가 더 엄격해야 합니다.
탭 접착제 박리
셀 배송 후 몇 달 후에 나타납니다. 전극 탭의 실런트 필름은 금속을-접착제에, 접착제를{3}}접착제(층이 만나는 곳)에, 접착제를-CPP에 접착해야 합니다.- 인터페이스가 없으면 결국 전해질이 탭을 따라 심지게 됩니다. 셀은 초기 누출 테스트를 통과한 후 느린 크리프가 마침내 돌파되면 현장에서 실패합니다. 가속 노화 테스트는 이 중 일부를 포착하지만 전부는 아닙니다.
건식 및 열 라미네이션 필름
라미네이트 필름 자체의 제조 방법은 밀봉 특성에 영향을 미칩니다.
열 라미네이션은 열과 압력 하에서 MPP 접착제를 사용하여 CPP를 알루미늄에 접착합니다. 이 과정은 효과가 있지만 열에 노출되면 접착층이 부서질 수 있습니다. 일부리튬 배터리 OEM프로그램은 건식 라미네이션 필름으로 전환했습니다.-낮은 온도에서 접착 경화가 가능하고 유연성이 더 뛰어나며 딥 드로잉을 더 잘 처리할 수 있습니다.
건식{0}}가공 필름은 일반적으로 더 넓은 밀봉 창을 제공합니다. 열-가공 필름에서는 건식 필름에서는 발생하지 않는 가장자리-케이스 균열이 성형 작업 중에 나타나는 경우가 있습니다. 열이 나쁘다는 뜻은 아닙니다. 많은-볼륨 셀이 이를 성공적으로 사용합니다. 그러나 밀봉 문제가 발생하고 다른 설명이 없으면 필름 제조 공정을 조사해 볼 가치가 있습니다.
장비 참고 사항
상단 밀봉 바는 일반적으로 PTFE 테이프로 감싼 부드러운 "라이트 바"로 작동합니다. 테프론은 폴리머가 압착될 때 달라붙는 것을 방지하고, 각 사이클 후에 방출을 제공하며, 열 분포를 약간 고르게 하는 데 도움이 됩니다. 테이프가 마모되어 정기적으로 교체해야 합니다.{2}}오염되거나 마모된 PTFE는 밀봉된 필름에 표면 자국으로 나타납니다.
하단 바는 일반적으로 실리콘 고무로 안감을 댄 중앙 채널이 있는 프로파일 표면을 가지고 있습니다. 실리콘은 탭 영역의 두께 변화를 처리할 수 있는 규정 준수 기능을 제공합니다. 이러한 규정 준수가 없으면 압력 분포가 고르지 않고 접착 강도가 씰 폭에 따라 달라집니다.
비대칭 디자인-매끄러운 상단, 윤곽이 잡힌 하단-은 단순히 조이는 힘이 아닌 제어된 압축을 제공합니다. 여기서 설정이 중요합니다. 막대 정렬의 10분의 1밀리미터만으로도 결과가 눈에 띄게 달라집니다.
프로세스 성숙도를 드러내는 질문
공급업체 인증 과정에서 이러한 질문은 보증 문제를 야기하는 심각한 작업과 심각한 작업을 구분하는 경향이 있습니다.
어느맞춤형 리튬 배터리 공급 업체실제 프로세스 엔지니어링을 수행하면 이에 대해 구체적으로 답할 수 있습니다. 그렇게 할 수 없는 사람들은 아마도 그들이 인정하는 것보다 더 많은 것을 아웃소싱하고 있을 것입니다.
공급망 현실
산업용 장비에 사용되는 셀의 경우-지게차, AGV, 공중 리프트, 바닥 스크러버-재료 품질은 구매 가격보다 수명 주기 비용에 더 큰 영향을 미칩니다. 에이리튬 배터리 도매순전히 $/kWh를 기반으로 한 계산은 씰 오류로 인해 3년차에 서비스 요청이 증가할 경우 요점을 놓칩니다.
일본과 한국의 라미네이트 필름은 가격이 더 비쌉니다. 그들은 또한 덜 실패합니다. 중국 영화는 주기가 더 짧은 응용 분야나 비용 압박이 큰 분야에 적합합니다.- 사용 가능한 가장 저렴한-것으로 기본 설정하는 대신 실제 사용 사례에 재료 사양을 일치시키세요.
리튬 배터리 제조업체-사내 씰링 전문 지식을 갖춘 경우 여기에서 더 나은 소싱 결정을 내리는 경향이 있습니다. 턴키 라인을 구입하고 장비 공급업체가 제안한 필름을 실행하는 사람들... 결과는 다양합니다.
밀봉은-열, 압력, 냉각 개념상 복잡하지 않습니다. 탭 침투, 전해질 오염 위험 및 열 구배를 포함하여 생산 규모에서 올바르게 수행하려면 단순성이 제안하는 것보다 더 많은 프로세스 규율이 필요합니다. 현장 신뢰성은 제조업체가 이 단계에 얼마나 많은 관심을 기울이는지와 매우 밀접하게 추적됩니다.
