锂离子动力电池铝塑膜冲坑制程工艺仿真（1）——冲坑机理【转发】

2017-08-18 by:CAE仿真在线来源:互联网

本文主要对软包锂离子动力电池制程过程中的铝塑膜冲坑工艺的机理进行简单介绍,为后边的仿真做理论支持。

一、铝塑膜在动力电池中的应用

目前方形锂离子动力电池基本上有两种:硬壳和软包。两者的主要区别便是电梯电池的包装外壳不一样,硬壳电池包装外壳为铝壳机构,软包电池包装外壳为铝塑膜结构。

二、锂离子动力软包电池对铝塑膜的功能要求

根据铝塑膜的外壳的一般作用及电池特殊应用,锂离子动力软包电池对铝塑膜的功能要求主要如下:

三、铝塑膜结构、特性及功能

本文以某企业的一款铝塑膜为例,进行铝塑膜的简单介绍。铝塑膜结构如下图。

尽管市场上铝塑膜的层数、厚度、材质不同,以及由于材质及厚度等不同引起的制程工艺不同,但铝塑膜的五大基本功能必须满足。有时根据产品的使用环境以及一起性能的取中,有些材料和层数会进行改变,例如为了较小厚度,可能会去掉最上边的PET层等。

四、铝塑膜冲压成型机理介绍

铝塑膜冲坑成型的目的是给提供锂离子动力电池电信及电解液空间。冲坑尺寸、深度、四角R角、边线R角是根据电芯尺寸、铝塑膜特性与冲坑模具相关的。本文不再讲解冲坑尺寸设计、冲坑模具设计内容。下面以某铝塑膜单坑冲坑进行冲坑机理介绍。下图为单坑铝塑膜产品图示意图。

冲坑成型过程示意图如下,上模版与下模版(凹模)将铝塑膜夹紧,保持一定的压力P,凸模以平缓的速度向下运行,使铝塑膜达到要求的深度。

铝塑膜在冲压过程中,保持恒定的压力,已达到补偿性冲压,保证冲坑均匀性。所谓补偿性冲压是相对于延伸性冲压而言。区别如下图:

铝塑膜冲压成型后,我们希望各层在冲坑区域厚度均匀一致,无针孔、皱褶,各层厚度有保证,尤其是保证铝层薄弱部位的残存率,以满足铝塑膜使用功能及特性要求。成型后示意图如下(由于粘结层很薄,下图忽略没有汇出):

五、铝塑膜冲压成型产品检测

根据铝塑膜的结构功能和特性要求,我们可设计不同的测试方法进行测试,例如各层粘结强度检测、切片厚度检测、高温高湿阻隔特性检测、高温高湿耐电解液特性检测、光学针孔检测、外观检测等。下图为铝箔残存率检测图片。

转自公众号: 塞外张大将军 ABAQUS大将军

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