极耳基本知识

1、极耳等基本知识一、 极耳名称的由来“极”是指“正极”和“负极”中的“极”，“耳”是指“正极”和“负极”中所用的胶条，在金属带两边像人的“耳朵”一样对称，属功能和形象相结合式取名，台湾称“极耳”为“导柄”与此名类似，行业内普遍采用的“肩高”和“肩宽”可以认为是“极耳”名称的延续或细分，因为“耳朵”很难测高度和宽度，而“肩”则可以，因而后来没将“肩高”和“肩宽”命名为“耳高”和“耳宽”。正因为“极耳”从一开始便是真正意义上的国产化，它不是简单的模仿（住友一开始便是自动热压卷式极耳，而国内是手工板式热压极耳），高频自动卷式极耳也是极耳设备真正意义上的彻底国产化，极耳金属带的表面纳米化学处理，特别是镍

2、极耳镍带表面纳米化学处理，更是国内极耳的创新，这迫使住友极耳不得不向国内极耳学习采用，虽采用，但金属条表面处理这一块还没有很好地解决，在这方面与国内极耳比较起来还存在一定差距。国内“极耳”名称与“住友”命名的“Tab Lead”无任何关系。 更准确的说，“极耳”是一个“连接、导电、密封件”。“连接”是指电池内外连接，极耳胶与铝塑膜的连接；“导电”是指通过极耳将电引出来及产生回路；“密封”是指胶条与金属带之间的密封和胶条与铝塑膜之间的密封。二 极耳成型工艺极耳胶条成型工艺分为热压成型和高频成型两种工艺。1. 热压成型工艺中的温度控制范围小，精度高，这使热压成型极耳胶与金属带之间的粘接力更稳定（而

3、不是粘接力更高或粘接更可靠），但受热传递方式的限制，温度是从胶条外表面向中间，再向内表面，再传递给金属带，最终必须使金属带表面的温度高于胶条内表面的熔点，在一定压力和时间下与金属表面粘接。这种粘接方式决定了极耳胶结构，必须是两层及两层以上结构，且金属面的熔点须不高于外表面的熔点，这样才能保证极耳胶的总厚度及外型尺寸的精度，正是为了保证精度，热压成型温度须要求严格控制才能达到精度与粘接力的平衡。2. 高频成型中的高频变化范围广，对应的温度控制精度较差，但高频能使金属带表面瞬间产生高于极耳胶内表面的熔点，瞬间产生比热压成型更牢固可靠的粘接力，它没有使胶条的外表面产生软化，更不会熔化，这有利于与铝塑

4、膜作进一步的封装。这种粘接方式适用于任何结构的极耳胶条（单层或多层均可）.3. 两种粘接方式各有优缺点，高频工艺的完善在于高频必须想办法转化成直观对应的温度；而热压成型工艺的完善在于新型胶条的开发和热压成型设备热传递方式的彻底变化。两种工艺都有进一步完善的潜力。三 极耳顶封工艺极耳顶封工艺分为：1、硬封工艺，2、软封工艺，3半硬半软封工艺。其中半硬半软封工艺国内未采用，在此不作详细说明。1、硬封工艺封口的密封可靠性，安全性远高于软封工艺。理由依次；【1】 软封工艺封头上采用弹性硅胶垫，该硅胶皮的厚薄均匀性偏差大于0.1mm，而硬封工艺封头上采用的是导热性很好的刚性铜或特种钢，厚薄均可性偏差小0

5、.01mm，两者不在一个数量级。这种厚薄的均匀性会影响顶封面积局部区域密封性差异。【2】 软封工艺封头上采用的弹性硅胶垫的弹性，不同批次、同一批次或同一封头上的不同部位会有较大差异。这种弹性差异会影响密封面积上的密封性。【3】 软封所用弹性硅胶垫在长期高温、压力下，弹性会逐渐减小，甚至老化，如何检查弹性及老化，何时更换新的硅胶垫，难度很大，这无疑带来密封的不可靠性。【4】 软封硅胶垫在封装过程中，肯定会残留铝塑膜和极耳胶上熔融的PP，这改变了硅胶垫局部的厚度和弹性，这将严重影响密封性。【5】 单层极耳胶在软封工艺中极易产生短路。2、硬封工艺有利于提升电池的能量密度。理由依次是：【1】 正是因为

6、硬封工艺封口的密封可靠性，安全性远高于软封工艺，硬封工艺中的封口宽度可以小于1.2mm，而软封基本上要2mm以上。这减小了电芯的长度或体积，相当于提升了能量密度。【2】 硬封工艺所采用的极耳胶是单层的，很柔软，外露在顶封铝塑膜外的12mm极耳胶可以完全折回而不反弹，这又相当于减少了电芯的长度或体积，从而提升了能量密度。【3】 硬封工艺所采用的单层极耳胶可以做得很薄，50左右（而软封极耳胶基本都在100），减轻了极耳的重量，从而有利于提升能量密度。（目前电芯的能量密度只能靠多方面一点点，一点点的提升）3、硬封工艺其他优点【1】 硬封工艺直接传热至铝塑膜，传热快，可以降低顶封时间【2】 硬封工艺封

7、装温度的稳定性比软封硅胶垫的温度稳定性好（原因是硅胶垫表面的温度在封装过程中的不断降低，很难得到及时补偿，硅胶垫不易传热）。【3】 正是因为硬封单层极耳胶可以很薄（50左右），非常易于完全折回而不反弹，顶封外露极耳胶可以留到2mm5mm，外露极耳胶在派克时可以起到绝缘的作用，而不增加成品电池的体积。【4】 硬封工艺中的正极耳和负极耳中心距偏差很小，非常方便成品电池的派克，大大提升了电芯的整体品质。【5】 批量生产时，硬封工艺的成本比软封工艺的成本低，且随批量的增加，成本越来越低。4、 鉴于以上理由，硬封工艺无疑是高端软包装锂电池的必由之路。四、极耳胶条 结构化学稳定性及判断层间剥离强度封装工艺

8、适应性极耳溢胶控制软封硬封单层极耳胶PP1稳定性最好 判断最易最好最差最好最难多层极耳胶PP1/PEN/PP1稳定性最差 判断最难最差最好最差较难PP1/PP2/PP3稳定性一般 判断一般一般一般一般最易PP1/PP2/PP1稳定性较好 判断较好较好较好较好较易 备注：1.PP1是指亲金属低温PP(134-142°c);PP2是指耐高温PP(160°c170°c);PP3是指与铝塑膜内膜直接封装的PP。 2.极耳胶条的选择首先是根据客户的封装工艺（硬封还是软封），其次是极耳胶条与经过表面处理的金属带之间的原始粘接强度和经过电解液浸泡之后的粘接强度，以及两种强度之差

9、来选择。 3.高端电池品质要求在选材上应该把化学稳定性放在首位。 4.多层极耳胶在热压成型或顶封过程中如果从金属带的两个边缘出现金属面断层的状况，而中间层又与金属带本身无粘结力的话，漏液鼓气风险巨大无比。五、金属带表面清洗及处理1 金属带表面清洗及处理的最重要目的是提高金属带与极耳胶成型后，直接浸泡电解液后（按规定的工艺条件：电解液种类，含水率，温度，时间等）极耳胶与金属带之间的粘接强度，该强度必须保持在一定的数据以上，越高越好，且浸泡前和浸泡后的强度之差越小越好。该性能涉及电池的漏液和鼓气，与电池的寿命密切相关。2 表面处理后的金属带性能要更稳定，不影响焊接，导电，及外观性能。3 当抗电解液

10、性能与焊接性能相矛盾时（与抗超声焊接相矛盾时，可以调节超声焊接机的功率来适应；与锡焊性能相矛盾时，可以通过打磨锡焊面或调整锡焊工艺参数或重新选择锡焊丝种类或用化学方法清除金属带表面处理层），要以抗电解液性能为主（电池使用寿命很短的除外）六 抗电解液性能合格与否的判定 所有极耳胶加工的极耳，均可以以浸泡电解液后极耳胶与金属带之间粘接强度大小来判定，绝不可以以金属带表面是否有残留来判定（单层胶不分层，无残留，多层胶只有当层间粘接强度低于胶与金属带之间的粘接强度时，才会有残留），对于多层极耳胶在剥离时有残留的，也应该以测出层间分离强度大小为依据。七 关于铝塑复合膜铝塑复合膜被日本的DNP和 昭和两家垄断了近十三年，至今100%靠进口，这说明该产品有相当的技术工艺难度。昭和与DNP两家铝塑膜在十多年市场份额的巨大变化，应该说与他们的工艺技术变化息息相关。从电池膜中最核心的抗电解液稳定性讲，热法工艺电池膜的稳定性一定比干法工艺电池膜的稳定性好得多，理由太多，在此不作详细说明。只对如