PI 在手机聚合物锂离子电池中的应用


  • 1、聚合物锂电池绝缘为何选择PI绝缘 

  • 2、PI胶带在锂电池绝缘的应用范围

  • 3、PI胶带的选型规则

  • 4、PI胶带的测试要求

  • 5、PI胶带失效案例

  • 6、PI胶带的应用经验


1
聚合物锂电池绝缘为何选择PI


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聚酰亚胺薄膜为基材的,聚酰亚胺具有优异的耐高温、机械性能、良好的化学稳定性及耐湿热性和物理性能(拉伸强度大,伸长率小,耐热,耐寒,耐磨,耐辐射,耐气候性能好)有较好电绝缘性,耐击穿性好。



2
PI胶带在锂电池绝缘的应用范围


产品应用:高温制程遮蔽保护;电子元器件绝缘保护;高温制程粘接;电子产品ESD静电释放。

  • 电子电气设备的绝缘(如变压器和电源等);

  • 锂离子电池内部的组装和包装;

  • 聚合物电池的外部。


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粘性应用:

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3
PI胶带的选型规则


PI胶带的分类:


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粘结界面的结合力


物理结合:机械连接和范德华力(偶极力,色散和氢键)


影响界面结合的主要因素:


  • 1.被粘物表面状态(气体,水,杂质);

  • 2.被粘物表面粗糙度;

  • 3.胶黏剂的链结构(分子量,官能团),黏度;

  • 4.胶黏剂,被粘物表面的相容性;

  • 5.粘结工艺(涂胶方式,固化压力,温度,时间)


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胶带在我司产品中的实际使用情况


1、头部杯槽正面和背面贴的PI胶带(如图1);

2、两侧边贴的PI胶带(如图1);

3、尾部贴的PI胶带(如图1/2),两侧超出的部分需要整形,整形后存在PI 自粘的情况;

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4、组件1贴的PI胶带,同时需贴型号为双面胶(如图3),同时会与第一步中的PI胶带背面重叠;

5、组件2贴的PI胶带(如图4),用于固定头部保护板,该胶带往电池背面整形时,会与上一张胶带重叠;

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我司软包电池项目的贴胶基本如上所诉,2019年最新白菜彩金在胶带的选型过程,就需考虑以上的实际使用场景,特别需要注意PI胶带的背面有贴双面胶及存在自粘的情况。


如前面对茶色PI胶带和黑色PI胶带不同胶系的分析描述,硅胶系的茶色胶带可以满足以上的所以场景,黑色PI胶带胶系选择就要根据实际黏贴部位进行。 


4
PI胶带的测试要求


粘性测试:环形初粘力


测试方法:将压敏胶带样品绕成标准环形,使得到的环形胶带的有胶的一侧向外与标准试验钢板接触,以设定的速度向回拉,电子测力传感器或测力计测量初粘力,取五次的平均值。


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(实验测试参考标准:环形初粘力≥3N/25mm)


粘性测试:持粘力


测试方法:把贴有试样的试验板垂直吊挂在试验架上,下端挂规定重量的砝码,用一定时间后试样粘脱的位移量或试样完全脱离所需的时间来测定胶粘带抵抗拉脱的能力。


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(实验测试参考标准:钢板位移量≤1mm/24H)


粘性测试:剥离力


测试方法:将一条胶带粘在不锈钢板上,不锈钢板固定在拉力试验机的一个夹具上,试验机的另一个夹具夹住胶粘带自由端,与不锈钢板呈180°角,以规定速率拉开胶粘带。


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(实验测试参考标准:亚克力胶系≥8N/25mm,硅胶胶系≥5N/25mm)


耐醇、耐洗网水测试


测试方法:将测试物料通过夹具固定在摩擦测试头下,摩擦测试头上蘸上酒精(洗网水),摩擦测试杆放上对应克重的砝码,前后来回摩擦。


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(实验测试参考标准:耐洗网水:5次/500g,耐醇:100次/500g)


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硅胶和亚克力胶鉴别方法


1.燃烧法:根据胶黏剂中高分子化合物品种不同,燃烧难易,火焰特征,产物气味等区别;


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2.红外光谱:根据高分子化合物的特征红外吸收峰鉴定。


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5
PI胶带失效案

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侧边胶起翘


产生原因:电芯来料封边不平整,在设备平行贴付过程中,受力不均匀,导致部分茶色胶贴付无受力,有张开的风险。 



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切边绝缘胶起翘


产生原因:电芯背面头部凹凸不平,胶与电芯粘贴面少,电芯负极耳茶胶粘贴于背面前表面,胶与胶粘合力大于胶与电芯面粘合力,负极耳折弯后,极耳胶存在一定应力,搁置后背面胶被极耳胶带动导致背面胶翘起。



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极耳胶起翘


产生原因:极耳内层胶粘贴位置偏移,搭贴于电芯背面胶1mm,极耳整形后存在应力,搁置后胶张开。



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切边绝缘胶起翘


产生原因:胶带二次粘贴,表面污染,胶粘性受损。



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尾部胶起翘


产生原因:电芯尾部绝缘胶带超出电芯本体长度短,胶带张开应力大于粘性,电池搁置后起翘。



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6
PI胶带的应用经验


在设备精度和产品工艺允许下,贴附面积需约大越好;


  • 保持贴敷效果的最小贴敷面积(根据不同电芯-被粘物-表面);

  • 单折边薄电芯U型胶方案较为稳妥;

  • 基材越薄的胶带在绕胶上的应力越小,适合小角度绕胶使用;

  • 胶带粘贴一次定位时需有一定力激活胶性,才能达到更好效果;

  • 贴附位置不平整,或底部无受力,初粘无法保证容易翘胶;

  • 胶带返工注意事项等。

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作者:飞毛腿  王建康

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