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大家好!我是不言,这是我的第211篇原创文章。
在浏览资料之际, 我遭遇到一个难题而停滞不前了, 确切地说是——在方壳电池进入壳体之前, 为何必定要包裹一层Mylar薄膜, 这一操作流程, 究竟是在防止什么状况发生?
后来翻了些材料,又问了工程师,算是把逻辑拼完整了。
1. Mylar是什么?
先说清楚对象。
Mylar 是一种专用薄膜, 它被用于电池绝缘, 其材料成分是聚酯薄膜, 也就是 PET, 而 PET 是一种高分子材料, 并且这种高分子材料是坚韧的。
核心特性三个字:高强度、高绝缘、耐高温。
翻译成大白话来讲就是: 这一层膜具备足够的结实程度, 能够承受住进入外壳时所产生的机械冲击;在电性能方面,可以将裸露的电芯与金属壳体完全分隔开来;其热稳定性同样达标, 不会由于电池工作期间出现的温度升高而产生失效现象。
2. 为什么一定要包Mylar?
包Mylar是电芯入壳前的关键工序,主要防止三件事。
目的①:绝缘防护,防止短路
裸电芯也就是极组, 和金属壳体也就是铝壳之间, 要是不存在任何程度的隔离, 一旦负极接触到铝壳, 那么壳体电位会在瞬间被拉低, 其结果, 轻的方面会出现腐蚀现象, 严重一些则会使内部发生短路情况。
名为Mylar的这种膜, 它就是那道隔离层, 其能将负极与壳体之间的直接接触通道给堵死, 这乃是它最基本的功能。
目的②:防止铝壳腐蚀
电化学腐蚀是铝壳腐蚀的本质, 铝锂合金得以形成。要使这件事由可能变为现实, 需要两个条件同时满足方可达成那样的结果: 电子短路状态出现(负极与壳体实现导通), 离子短路情况发生(锂离子与铝壳产生接触)。
Mylar膜绝缘将电子通路给阻断了, 完整的包覆形态把离子通路也阻断了, 两个条件同时失效后, 腐蚀便无从谈起了。
目的③:保护裸电芯
进行入壳工作时遭遇着机械摩擦情况怎样, 于压装之际另外并呈现出挤压所带来的冲击。那裸电芯的极组情况如何呀还有隔膜事实上是相当脆弱的, 要是没有这一层起到缓冲作用的东西的话, 极易被弄出划痕或者被挤压从而产生变形。这个名叫Mylar 的在这儿发挥了保护层的作用。
3. 补充:Mylar对比其他方案
资料当中也提及了替代方案, 这对于明白为何Mylar成为了主流是有帮助作用的。
Mylar vs 绝缘支架
Mylar优点:重量轻、成本低,有利于提升电池能量密度
麦拉的缺点在于, 它对生产工艺有着更高的要求, 极组所处的位置相对而言不太容易去加以控制, 把它放入壳体的难度稍微大一些。
支架优点:稳定性好,工艺简单,有助于固定电芯形状
支架缺点:重量大,影响能量密度,成本较高
特殊情况
像小πP7+电芯这样的个别设计, 会采用绝缘胶纸替换Mylar, 一般是源于结构空间的限定, Mylar没办法进行热熔焊接。
总结
要用到方壳电池包Mylar, 这是一项相当关键、极为重要的安全工艺。Mylar膜属于一种质地很轻的PET绝缘膜, 它能够在电芯跟铝壳之间构建起可靠的绝缘屏障, 从根源上杜绝了因内部短路致使电池失效的情况发生, 还防止了因铝锂反应而引发的壳体腐蚀问题, 进而保障了电池的安全性以及使用寿命。
敬畏工艺,敬畏数据。
上面所呈现的这些内容, 皆是源自本人平日里的工作, 以及交流, 还有阅读文献所收获的, 鉴于本人自身能力存在着一定局限性, 故而在文中所阐述的那些观点, 难以避免地会出现一些疏漏的情况,在此欢迎行业内的各位同仁展开积极的交流, 以此来共同实现进步!
参考资料(锂电解码资料库可下载):
锂离子动力电池铝壳壳体电位研究,蔡晓利
锂离子电池设计理论教材
原文标题 : 方壳电池为什么要包Mylar?
