1.電池極耳是什么？

極耳，是軟包鋰離子電池產(chǎn)品的一種組件。電池分為正極和負(fù)極，極耳就是從電芯中將正負(fù)極引出來的金屬導(dǎo)電體，通俗的說電池正負(fù)兩極的耳朵是在進(jìn)行充放電時(shí)的接觸點(diǎn)。電池的正極運(yùn)用鋁（Al）資料，負(fù)極運(yùn)用鎳（Ni）資料，負(fù)極也有銅鍍鎳（Ni—Cu）資料，它們都是由膠片和金屬帶兩部分復(fù)合而成。

2.極耳的分類

2.1按極耳金屬帶原料分：

⑴鋁（Al）極耳：一般用作正極極耳，假如電池為鈦酸鋰負(fù)極時(shí)，也用作負(fù)極極耳。

⑵鎳（Ni）極耳：用作負(fù)極極耳，首要用在數(shù)碼類小電池上，例如：手機(jī)電池、移動(dòng)電源電池、平板電腦電池、智能傳遞設(shè)備電池等。

⑶銅鍍鎳（Ni—Cu）極耳：用作負(fù)極極耳，首要使用于動(dòng)力電池和高倍率電池。

2.2依照極耳膠來分（國內(nèi)市場(chǎng)）：

⑴黑膠極耳：一般用在中低端數(shù)碼類小電池上。

⑵黃膠極耳：一般用在中低端動(dòng)力電池和高倍率電池上。

⑶白膠極耳：一般用在高端數(shù)碼電池、動(dòng)力電池和高倍率電池上。

2.3極耳的成品包裝分為：

⑴盤式極耳（整條金屬帶經(jīng)過設(shè)備加上膠片后整條的卷繞成盤），用在自動(dòng)化出產(chǎn)產(chǎn)線

⑵板式極耳（金屬帶加上膠片后裁切成單個(gè)的，然后成排擺放用兩片薄透明塑料片夾在中心），用于普通出產(chǎn)產(chǎn)線。

3.電池極耳金屬帶原料

AL1050鋁合金為純鋁中增加少量銅元素形成，具有極佳的成形加工特性、高耐腐蝕性、良好的焊接性和導(dǎo)電性。

TU1為無氧銅，氧和雜質(zhì)含量極低，純度高，導(dǎo)電導(dǎo)熱性極好，延展性極好，透氣率低，無“氫病”或極少“氫病”；加工功用、焊接、耐蝕耐寒性均好。

4.各種品牌極耳膠結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

4.1.各種品牌極耳膠結(jié)構(gòu)

現(xiàn)在極耳膠都是從日本進(jìn)口而來，極耳膠出產(chǎn)技能難點(diǎn)是：PP資料的分子量要控制在一個(gè)比較窄的范圍內(nèi)，現(xiàn)在國內(nèi)的技能出產(chǎn)出的PP膠達(dá)不到要求。

極耳膠結(jié)構(gòu)：極耳膠一般由三層資料熱壓在一起而構(gòu)成,除凸版及昭和制造單層改性PP構(gòu)成及騰森制造五層極耳膠以外。一般極耳膠由中心骨架層及兩外表改性PP層構(gòu)成,兩外表的改性PP原料相同。日立和騰森為了尋求超高的粘合層與金屬帶的粘合強(qiáng)度，兩個(gè)外表的改性PP原料不同，一面是親金屬性改性PP，另一個(gè)外表是親塑性改性PP。這種極耳膠，制造極耳時(shí)一旦極耳膠外表用反了，則必定會(huì)造成電芯漏液氣脹事故。

現(xiàn)在國內(nèi)市場(chǎng)上，極耳制造所運(yùn)用的極耳膠分為白膠、黑膠、黃膠和單層膠。其中高端電芯客戶大多選用單層凸版80μm和50μm白膠。一般中低端客戶選用DNP黑膠和DNP黃膠。三層結(jié)構(gòu)的白膠在日本和韓國很多選用。單層白膠在日韓電芯公司用的極少，基本都用三層結(jié)構(gòu)白膠。國內(nèi)較高端的電芯公司也在逐步選用三層結(jié)構(gòu)的白膠。

4.2各品牌極耳膠功用

DNP黃膠結(jié)構(gòu)為中心功用層UHR（為無紡布結(jié)構(gòu)），外表兩層為改性PPa。

UHR層厚度為14g/m2≈12μm,外表改性PPa厚度為44μm。

UHR熔點(diǎn)為310~340℃，PPa熔點(diǎn)為147℃。

黃膠極耳有分層的危險(xiǎn)。但黃膠極耳的封裝條件比白膠簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)。前期日本極耳膠供貨商也提到黃膠的缺乏，表現(xiàn)為三點(diǎn)：

1）極耳膠是由中心一層UHR和外表兩層改性PP膠熱壓在一起的。

2）中心層無紡布,水分會(huì)從無紡布中經(jīng)過毛細(xì)管浸透效果引入到電池內(nèi)部,使得電池發(fā)鼓氣脹。

3）無紡布簡(jiǎn)單分層，熱壓效果不好，電芯運(yùn)用時(shí)刻或放置時(shí)刻長(zhǎng)了簡(jiǎn)單造成漏液。

DNP黑膠結(jié)構(gòu)為中心功用層PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）薄膜，外表兩層為改性PPa。PEN層厚度為12μm,外表改性PPa厚度為44μm。PEN熔點(diǎn)為265℃，PPa熔點(diǎn)為147℃。黑膠其功用層PEN和PP層為不同物質(zhì)復(fù)合,存在分層危險(xiǎn),高端客戶一般不選用此膠。

白膠:白膠又分為單層白膠、三層白膠、五層白膠。

單層白膠一般由一層改性PP構(gòu)成，類似于初期的鋁塑膜內(nèi)層，熔點(diǎn)在140℃以上，與鋁塑膜的內(nèi)層CPP熔點(diǎn)接近。

三層結(jié)構(gòu)白膠外表兩層改性PP和中心骨架層PP經(jīng)共擠制得，不存在分層危險(xiǎn),高端客戶及動(dòng)力電芯一般都選用此類極耳膠。

5.各種極耳膠功用比較

5.1黃膠極耳和黑膠極耳的比較

DNP黑膠其功用層PEN和PPa層為不同物質(zhì)復(fù)合,界面多,經(jīng)過電解液浸泡后自身會(huì)分層剝離。PEN熔點(diǎn)為265℃，PPa熔點(diǎn)為147℃。且黑膠PPa層里還有3種不同融點(diǎn)的物質(zhì),黑色素:66℃,PE105℃,PP167℃,界面更加不穩(wěn)定。

黃膠極耳功用層自身融點(diǎn)300℃以上,所以熱封時(shí)會(huì)更好操作。中心功用層改用了無紡纖維層替代本來的聚萘二甲酸乙二醇酯,界面交融較黑膠好,但仍然無法解決不同物質(zhì)之間的徹底交融問題。黃膠因?yàn)樽陨鞵Pa層技能的原因,在熱封后會(huì)變得反常堅(jiān)固,失掉柔韌性,在封裝電池和后期加工(轉(zhuǎn)鎳、加板)時(shí),易使極耳膠及極耳金屬開裂,從而使電池發(fā)生漏液、氣脹等。

5.2黃膠極耳和白膠極耳的比較

白膠選用三層具有不同功用的PP資料經(jīng)共擠制得，其功用層熱封溫度較寬165~167℃,略低于電池封裝溫度（180-220℃),能夠有效的防止切面短路問題,增大了電池封裝時(shí)可操作的溫度范圍,提高了電池出產(chǎn)的成品率。

黃膠極耳因?yàn)樽陨鞵P層技能的原因,在熱封后會(huì)變得反常堅(jiān)固,失掉柔韌性,在封裝電池和后期加工（轉(zhuǎn)鎳、加板）時(shí),易使極耳膠及極耳金屬開裂,從而使電池發(fā)生漏液、氣脹等,而白膠極耳因?yàn)?個(gè)功用層運(yùn)用的資料屬于同類物質(zhì)（PP類）,在熱封后仍能夠保持極高的柔韌性。

5.3白膠極耳和單層白膠的比較

單層白膠類似于初期的鋁塑膜內(nèi)層,因只要一個(gè)融點(diǎn),熱封溫度超越融點(diǎn)則易導(dǎo)致徹底熔解短路,熱封溫度在缺乏時(shí)則形成軟化,這將導(dǎo)致和鋁塑膜的CPP層不能徹底融解聚合,電池簡(jiǎn)單漏液脹氣。三層結(jié)構(gòu)的白膠極耳,因?yàn)橥鈱舆x用與鋁塑膜內(nèi)層類似的資料,確保了與鋁塑膜的交融,而外表改性PP與中心層PP之間的30℃以上的溫差具有更廣的熱封溫度,使封裝的操作性更強(qiáng)，確保了極耳膠與鋁塑膜之間的封裝可靠性。下表為谷口80μm厚三層白膠極耳與凸版會(huì)社80μm厚單層白膠極耳硬封封裝拉力測(cè)驗(yàn)比較:

5.4三層白膠極耳和三層或五層白膠（分正反面）極耳的比較

如前所述，三層白膠極耳外層選用與鋁塑膜內(nèi)層類似的資料,具有更廣的熱封溫度,確保了與鋁塑膜的交融,而3層PP間顯著的溫差使封裝的操作性更強(qiáng)。

極耳膠外表分正反面的極耳膠極耳，假如在制造極耳的過程中用反了，則電芯在極耳膠處必然會(huì)發(fā)生漏液事故，國內(nèi)已經(jīng)發(fā)生屢次此類事故。而假如嚴(yán)格控制極耳制造過程，不發(fā)生用錯(cuò)極耳膠正反面的問題，其極耳膠與金屬帶之間的熔接強(qiáng)度比正常三層極耳膠極耳的要高。

下表為谷口100μm厚三層白膠極耳與日立100μm厚三層白膠（分正反面）極耳及滕森105μm厚五層白膠（分正反面）極耳軟封封裝拉力測(cè)驗(yàn)比較:

5.5日立三層白膠和單層白膠

5.6日立三層白膠和單層白膠DSC圖

6.1電池極耳出產(chǎn)流程（白膠）

動(dòng)力銅鍍鎳極耳：銅確保導(dǎo)電性；經(jīng)過外表處理后鎳起到防止銅氧化的效果，假如要確保銅鍍鎳極耳的焊錫性，還需要對(duì)極耳的外表鈍化膜進(jìn)行二次處理。市場(chǎng)上一些公司的極耳不進(jìn)行二次處理也能牽強(qiáng)上錫，但極耳的耐電液腐蝕性差些。

現(xiàn)在，在極耳工業(yè)出產(chǎn)中，鍍鎳首要選用電鍍鎳和化學(xué)鍍鎳工藝兩種，電鍍鎳層厚度1.8±0.3um，化學(xué)鍍鎳層厚度1.0±0.3um。電鍍和化學(xué)鍍鎳原理及區(qū)別請(qǐng)參閱我的技能文章《電化學(xué)常識(shí)在鋰離子電池中的相關(guān)使用》

6.2動(dòng)力極耳金屬帶削邊處理

動(dòng)力極耳的金屬帶厚度超越0.2mm時(shí)，其臺(tái)階厚度超越PP膠厚度，則金屬帶需做側(cè)邊削邊處理，否則易導(dǎo)致絕緣阻抗降低、發(fā)生脹氣漏液的危險(xiǎn)。

7.電池極耳的測(cè)驗(yàn)

7.1電解液浸泡后浸透測(cè)驗(yàn)

7.2.1電解液浸泡后熱封強(qiáng)度測(cè)驗(yàn)

7.2.2電解液浸泡后浸透測(cè)驗(yàn)

參照：日本某EV電芯廠家對(duì)EV與ESS極耳的技能要求。

電解液浸泡65℃×28天，極耳膠與金屬導(dǎo)體的玻璃強(qiáng)度要求＞15N/15mm。

總結(jié)：國內(nèi)電動(dòng)EV用極耳的耐電解液斷定之最低標(biāo)準(zhǔn)為：

1.85℃×24h電解液浸泡，極耳膠與金屬導(dǎo)體的玻璃強(qiáng)度PeelStrength＞15N/15mm；

2.85℃×24h電解液浸泡，浸透液不能侵入膠體內(nèi)。

7.3彎折測(cè)驗(yàn)

厚度＜0.2mm時(shí)：鋁、鎳Tab≥7次；鍍鎳銅≥6次；

厚度≥0.2mm時(shí)：鋁、鎳、鍍鎳銅Tab≥5次；

契合EV動(dòng)力使用的耐震、耐疲勞韌性測(cè)驗(yàn)。

7.4.1銅鍍鎳動(dòng)力極耳——鍍層密著性測(cè)驗(yàn)

要求：鍍層無發(fā)黑。

長(zhǎng)時(shí)刻大電流、行駛轟動(dòng)等情況下鍍層功用缺乏時(shí)會(huì)：

電芯內(nèi)部——鍍層掉落至極片——微短路——自放電；

電芯外部——PACK焊接處鍍層松動(dòng)——接觸內(nèi)阻變大——or焊接處掉落。