摘要：近几年来，随着电动汽车产业的蓬勃发展，锂电池技术在电动汽车产业中扮演着非常重要的角色，封装后的锂电软包电池改善了电池本身寿命短、容量小的缺点，在提高灵活性、增大电池容量、提高安全性等方面具有很大的效用，这篇论文主要从以下几个方面探究锂电软包电池技术：软包锂电电池的封装原因、封装结构、封装技术、封装过程中的物理参数和效果确认参数，鉴于锂电软包电池的安全性高、重量轻、容量大、内阻小、设计灵活的优点，未来有更加广阔的发展空间。

关键词：锂电软包电池;封装技术;电池封装

1.锂离子电池的简单介绍

锂离子电池是一种二次电池（充电电池），顾名思义，就是通过锂离子在电池正负极之间移动来形成电场，从而进行工作。在充放电过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态;放电时则相反。

2.对其封装的原因和封装结构的简单介绍

2.1封装原因

一般的锂离子电池内部因为正常工作的缘故会发生电化学反应，而且这种反应是动态发生的，这种电化学反应对于氧气和水蒸气非常的敏感，反应过程中一旦遇到水蒸气或者氧气，两者与电池中的锂盐就直接发生副反应，生成氢氟酸，这种现象会大大降低锂离子电池的容量和循环寿命等电化学性能。所以，为了增强锂电池的容量和循环寿命等电化学性能，克服单一的锂离子电池容量小、循环寿命短的弊端，于是提出对其进行封装。

封装的终极目标也就是给锂离子电池内部营造一种无水、无氧的真空环境。

2.2 封装结构

2.2.1封装结构背景思考

要在锂离子电池内部创造一种无水、无氧的真空环境，就必须阻隔氧气和水蒸气进入电芯内部，用高阻隔性的软包材料覆盖在锂离子电池表面，让电芯与外界环境完完全全的隔绝，无水、无氧的真空环境意味着这个封装过程极其的严苛，完全阻隔空气进入就需要多层特殊材料附着，不能有任何气体进入，而且对于使其附着的技术也有很高的要求。

锂电池封装形式可以是多种多样的，现在我们根据封装形式的不同可以将这个锂电池分成三类：圆柱、方形和软包。本篇文章主要介绍软包锂电电池封装，影响封装过程的影响因素有很多，与封装时候的环境（温度，真空度，压力等）和封装时候的条件（封装材料的熔点，封装方式不一样）具有很大的关系，比如说在怎样的压力、怎样的温度、怎样的真空度下进行封装。

2.2.2封装结构

这里我们主要详细介绍软包锂电电池的封装核心材料，就是铝塑膜。

一般的铝塑膜结构有三层，一般如下：

第一层内层：距离锂离子电池最近的一层，也是与锂离子电解质亲密接触的一层，它对氧气的隔绝程度决定了整个软包整体对氧气的隔绝作用，它的作用至关重要。不仅仅阻隔氧气，而且阻止铝层与电解质相遇，同时它还兼有封装、绝缘的功能。所以，也称它为多功能高阻隔层，一般都是用的PP层材料;

第二层中间层：主要是为了保护内层，具有一定的厚度和强度，可以防止水汽渗透及外部对电芯的损伤，应用最广泛的材料是铝箔;

第三层外层：这一层主要是为了保护中间层、减少划痕及脏物浸染、确保电池具有良好的外观;二是阻止空气尤其是氧气的渗透，维持电芯内部的环境;三是保障包装铝箔具备优良的形变能力，一般采用尼龙层或者PET构成的外层;后者耐化学腐蚀性更好。

第四层装饰层：这一层起装饰或特殊保护层的作用，可有可无，可使得电池看上去十分美观，具有光泽，也可在PET/尼龙外面加一个亚光层，但这会导致铝塑膜价格升高，成本增大。

这样的软包锂电电池的结构具有安全性能好、重量轻、容量大、内阻小、设计灵活的优点。

3.封装技术简单介绍

这里主要介绍的是一种铝塑膜封装的技术，利用铝这种金属材料，通过机械高温融合在一起。两个内层（PP）面相对，通过给予外层（Nylon层）一定的热量，热量经中间层（Al layer）传递给内层（PP），两层PP膜在一定的温度、压力、时间的共同作用下相互融合在一起的过程。

3.1封装过程

3.1.1  p顶封

主要是把锂电池（JR）装入Pocket，包装铝箔对折并且对齐，软包电芯极耳（Tab）位置微调，电芯上料与对位，然后进行热封。顶封过程是整个封装的最难控制的工艺，主要难点包括：a.包装铝箔对齐（裁切、对折）;b. TAB位置的控制（电芯宽度及中心距、边距）;c.电芯入料定位（电芯未封区）;d.热封封头结构设计（封头宽度、Stopper、封头凹槽深度）;e.热封工艺条件的优化（时间、温度、压力等）。

3.1.2  p侧封

对完成顶封后的电芯进行封装，工艺控制主要是电芯定位和热封工艺条件的优化。

3.1.3  p角位封

目的是为了防止封印在包装铝箔对折处的角位破损。角位封的要求只是把两层包装铝箔融合在一起，防止弯折导致的应力集中。工艺控制主要是电芯定位和热封工艺条件的优化。

3.2封装参数和效果确认封装参数

3.2.1封装参数

影响软包锂电电池封装结果的因素，涉及到四个参数，分别是温度、时间、压力和真空度。

a.温度 ：在封装开始之前清楚内层（PP）和外层尼龙的熔点分别是多少、封头结构需要怎样的温度以及散热情况如何，根据具体的实际参数进行合理的封装安排和规划。

b.时间：在封装过程中的热量传递的时间消耗以及内层（PP）融合需要花费多长时间。

c.压力：内层（PP）贴合的压力条件是多少，影响熔胶的压力是多少及在传热过程中合适的压力是多少。

d.真空度：主要是真空静置及二次封装工序的真空度为多少会比较合适

3.2.2效果确认封装参数

在软包锂电电池封装结束后，怎么检验这次封装是没有问题的呢？主要从五个方面进行确认：a.封装平行度检查;b.拉力测试;c. Sealant 外露检查;d.电阻测试;e.分层检查;f.封装厚度测量。

4.软包锂电电池的应用，先前学者对它所做的研究

温向宇[1]先用共沉淀法做了一个碳纳米管（CNT）上担载Ru O2的贵金属催化剂（CNT@Ru O2复合阴极），然后用静电纺丝工艺做了一个纤维状聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）氧气选择膜（PVDF-HFP@PFPE氧气选择膜），最后就是将前两者运用到我们的已完成优化的一种面积大小为25 cm2的对称式软包结构锂空气电池上面，这种巧妙的结合使得锂空气电池在开放空气环境中具有全充放电测试及短期稳定循环的好处，实现了在开放空气环境中释放出的能量比目前工业上商业动力电池高出3-4倍，而且稳定循环200次无明显衰减，作为纯电动汽车的动力源，相比于普通的电动汽车电量极高，而且电池使用寿命明显增长，有效克服了锂负极保护、高效催化剂开发、稳定电解质及氧气选择膜选择的困难。说明了锂空气软包电池封装未来有很大的应用面，是一种性能优良的承载基体，为汽车工业未来的蓬勃发展注入了一股新鲜的活力。

5.总结

以上就是关于软包锂电电池封装技术的研究，包括软包锂电电池封装的原因、封装结构、封装技术、封装过程中的参数和效果确认参数的介绍，整个封装过程严谨不易、要求严格，关于它的应用也很广泛，诸多学者也做了很详尽的研究。在当今世界全球化的背景下，能源短缺和环境污染已经成为每个国家都不可忽视的重大问题，锂离子电池技术作为一种非常重要的储能技术，未来势必会在汽车动力组成中占有它的一席之地，而软包锂电电池的封装也会不断创新，相信它未来不仅仅在新能源汽车方面，在其他方面也会有更大的发展和更广泛的应用领域。

参考文献：

[1]温向宇. 软包锂空气电池结构设计及关键问题研究[D].哈尔滨工业大学，2021.

[2]曾云路. 压力对软包锂离子电池性能及寿命的影响研究[D].湖南大学，2019.

[3]钱丹. 负压下的软包锂电池注液封口技术研究[D].河北工业大学，2019.

[4]沈均平，高贤，凌磊，原鲜霞，秦汉彬.软包锂离子电池用超薄钢塑膜研究进展分析[J].电源技术，2021，45（07）：953-955.