钜大LARGE | 点击量：14105次 | 2019年06月11日
软包锂离子电池极耳是什么？
1.电池极耳是什么？
极耳，是软包锂离子电池产品的一种组件。电池分为正极和负极，极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，通俗的说电池正负两极的耳朵是在进行充放电时的接触点。电池的正极运用铝（Al）资料，负极运用镍（Ni）资料，负极也有铜镀镍（Ni—Cu）资料，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成。
2.极耳的分类
2.1按极耳金属带原料分：
⑴铝（Al）极耳：一般用作正极极耳，假如电池为钛酸锂负极时，也用作负极极耳。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
⑵镍（Ni）极耳：用作负极极耳，首要用在数码类小电池上，例如：手机电池、移动电源电池、平板电脑电池、智能传递设备电池等。
⑶铜镀镍（Ni—Cu）极耳：用作负极极耳，首要使用于动力电池和高倍率电池。
2.2依照极耳胶来分（国内市场）：
⑴黑胶极耳：一般用在中低端数码类小电池上。
⑵黄胶极耳：一般用在中低端动力电池和高倍率电池上。
⑶白胶极耳：一般用在高端数码电池、动力电池和高倍率电池上。
2.3极耳的成品包装分为：
⑴盘式极耳（整条金属带经过设备加上胶片后整条的卷绕成盘），用在自动化出产产线
⑵板式极耳（金属带加上胶片后裁切成单个的，然后成排摆放用两片薄透明塑料片夹在中心），用于普通出产产线。
3.电池极耳金属带原料
AL1050铝合金为纯铝中增加少量铜元素形成，具有极佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性。
TU1为无氧铜，氧和杂质含量极低，纯度高，导电导热性极好，延展性极好，透气率低，无“氢病”或极少“氢病”；加工功用、焊接、耐蚀耐寒性均好。
4.各种品牌极耳胶结构与性质
4.1.各种品牌极耳胶结构
现在极耳胶都是从日本进口而来，极耳胶出产技能难点是：PP资料的分子量要控制在一个比较窄的范围内，现在国内的技能出产出的PP胶达不到要求。
极耳胶结构：极耳胶一般由三层资料热压在一起而构成,除凸版及昭和制造单层改性PP构成及腾森制造五层极耳胶以外。一般极耳胶由中心骨架层及两外表改性PP层构成,两外表的改性PP原料相同。日立和腾森为了寻求超高的粘合层与金属带的粘合强度，两个外表的改性PP原料不同，一面是亲金属性改性PP，另一个外表是亲塑性改性PP。这种极耳胶，制造极耳时一旦极耳胶外表用反了，则必定会造成电芯漏液气胀事故。
现在国内市场上，极耳制造所运用的极耳胶分为白胶、黑胶、黄胶和单层胶。其中高端电芯客户大多选用单层凸版80μm和50μm白胶。一般中低端客户选用DNP黑胶和DNP黄胶。三层结构的白胶在日本和韩国很多选用。单层白胶在日韩电芯公司用的极少，基本都用三层结构白胶。国内较高端的电芯公司也在逐步选用三层结构的白胶。
4.2各品牌极耳胶功用
DNP黄胶结构为中心功用层UHR（为无纺布结构），外表两层为改性PPa。
UHR层厚度为14g/m2≈12μm,外表改性PPa厚度为44μm。
UHR熔点为310~340℃，PPa熔点为147℃。
黄胶极耳有分层的危险。但黄胶极耳的封装条件比白胶简单调节。前期日本极耳胶供货商也提到黄胶的缺乏，表现为三点：
1）极耳胶是由中心一层UHR和外表两层改性PP胶热压在一起的。
2）中心层无纺布,水分会从无纺布中经过毛细管浸透效果引入到电池内部,使得电池发鼓气胀。
3）无纺布简单分层，热压效果不好，电芯运用时刻或放置时刻长了简单造成漏液。
DNP黑胶结构为中心功用层PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）薄膜，外表两层为改性PPa。PEN层厚度为12μm,外表改性PPa厚度为44μm。PEN熔点为265℃，PPa熔点为147℃。黑胶其功用层PEN和PP层为不同物质复合,存在分层危险,高端客户一般不选用此胶。
白胶:白胶又分为单层白胶、三层白胶、五层白胶。
单层白胶一般由一层改性PP构成，类似于初期的铝塑膜内层，熔点在140℃以上，与铝塑膜的内层CPP熔点接近。
三层结构白胶外表两层改性PP和中心骨架层PP经共挤制得，不存在分层危险,高端客户及动力电芯一般都选用此类极耳胶。
5.各种极耳胶功用比较
5.1黄胶极耳和黑胶极耳的比较
DNP黑胶其功用层PEN和PPa层为不同物质复合,界面多,经过电解液浸泡后自身会分层剥离。PEN熔点为265℃，PPa熔点为147℃。且黑胶PPa层里还有3种不同融点的物质,黑色素:66℃,PE105℃,PP167℃,界面更加不稳定。
黄胶极耳功用层自身融点300℃以上,所以热封时会更好操作。中心功用层改用了无纺纤维层替代本来的聚萘二甲酸乙二醇酯,界面交融较黑胶好,但仍然无法解决不同物质之间的彻底交融问题。黄胶因为自身PPa层技能的原因,在热封后会变得反常坚固,失掉柔韧性,在封装电池和后期加工(转镍、加板)时,易使极耳胶及极耳金属开裂,从而使电池发生漏液、气胀等。
5.2黄胶极耳和白胶极耳的比较
白胶选用三层具有不同功用的PP资料经共挤制得，其功用层热封温度较宽165~167℃,略低于电池封装温度（180-220℃),能够有效的防止切面短路问题,增大了电池封装时可操作的温度范围,提高了电池出产的成品率。
黄胶极耳因为自身PP层技能的原因,在热封后会变得反常坚固,失掉柔韧性,在封装电池和后期加工（转镍、加板）时,易使极耳胶及极耳金属开裂,从而使电池发生漏液、气胀等,而白胶极耳因为3个功用层运用的资料属于同类物质（PP类）,在热封后仍能够保持极高的柔韧性。
5.3白胶极耳和单层白胶的比较
单层白胶类似于初期的铝塑膜内层,因只要一个融点,热封温度超越融点则易导致彻底熔解短路,热封温度在缺乏时则形成软化,这将导致和铝塑膜的CPP层不能彻底融解聚合,电池简单漏液胀气。三层结构的白胶极耳,因为外层选用与铝塑膜内层类似的资料,确保了与铝塑膜的交融,而外表改性PP与中心层PP之间的30℃以上的温差具有更广的热封温度,使封装的操作性更强，确保了极耳胶与铝塑膜之间的封装可靠性。下表为谷口80μm厚三层白胶极耳与凸版会社80μm厚单层白胶极耳硬封封装拉力测验比较:
5.4三层白胶极耳和三层或五层白胶（分正反面）极耳的比较
如前所述，三层白胶极耳外层选用与铝塑膜内层类似的资料,具有更广的热封温度,确保了与铝塑膜的交融,而3层PP间显着的温差使封装的操作性更强。
极耳胶外表分正反面的极耳胶极耳，假如在制造极耳的过程中用反了，则电芯在极耳胶处必然会发生漏液事故，国内已经发生屡次此类事故。而假如严格控制极耳制造过程，不发生用错极耳胶正反面的问题，其极耳胶与金属带之间的熔接强度比正常三层极耳胶极耳的要高。
下表为谷口100μm厚三层白胶极耳与日立100μm厚三层白胶（分正反面）极耳及滕森105μm厚五层白胶（分正反面）极耳软封封装拉力测验比较:
5.5日立三层白胶和单层白胶
5.6日立三层白胶和单层白胶DSC图
6.1电池极耳出产流程（白胶）
动力铜镀镍极耳：铜确保导电性；经过外表处理后镍起到防止铜氧化的效果，假如要确保铜镀镍极耳的焊锡性，还需要对极耳的外表钝化膜进行二次处理。市场上一些公司的极耳不进行二次处理也能牵强上锡，但极耳的耐电液腐蚀性差些。
现在，在极耳工业出产中，镀镍首要选用电镀镍和化学镀镍工艺两种，电镀镍层厚度1.8±0.3um，化学镀镍层厚度1.0±0.3um。电镀和化学镀镍原理及区别请参阅我的技能文章《电化学常识在锂离子电池中的相关使用》
6.2动力极耳金属带削边处理
动力极耳的金属带厚度超越0.2mm时，其台阶厚度超越PP胶厚度，则金属带需做侧边削边处理，否则易导致绝缘阻抗降低、发生胀气漏液的危险。
7.电池极耳的测验
7.1电解液浸泡后浸透测验
7.2.1电解液浸泡后热封强度测验
7.2.2电解液浸泡后浸透测验
参照：日本某EV电芯厂家对EV与ESS极耳的技能要求。
电解液浸泡65℃×28天，极耳胶与金属导体的玻璃强度要求＞15N/15mm。
总结：国内电动EV用极耳的耐电解液断定之最低标准为：
1.85℃×24h电解液浸泡，极耳胶与金属导体的玻璃强度PeelStrength＞15N/15mm；
2.85℃×24h电解液浸泡，浸透液不能侵入胶体内。
7.3弯折测验
厚度＜0.2mm时：铝、镍Tab≥7次；镀镍铜≥6次；
厚度≥0.2mm时：铝、镍、镀镍铜Tab≥5次；
契合EV动力使用的耐震、耐疲劳韧性测验。
7.4.1铜镀镍动力极耳——镀层密着性测验
要求：镀层无发黑。
长时刻大电流、行驶轰动等情况下镀层功用缺乏时会：
电芯内部——镀层掉落至极片——微短路——自放电；
电芯外部——PACK焊接处镀层松动——接触内阻变大——or焊接处掉落。
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