Lipjes zijn essentiële onderdelen in lithium-ion-zakbatterijen en fungeren als geleidende bruggen tussen de interne elektroden en de externe circuits van de batterij. Ze zijn meer dan alleen simpele connectoren; ze spelen een cruciale rol in de veiligheid, afdichting en algehele operationele efficiëntie van de batterij. Dit artikel onderzoekt de typen, materialen, prestatiekarakteristieken en toepassingen van deze essentiële componenten en biedt praktische inzichten voor fabrikanten en ingenieurs.
Wat zijn batterijlipjes?
In essentie zijn batterijlipjes samengestelde structuren die bestaan uit twee belangrijke onderdelen: een metalen strip en een plastic folie (liplijm). De metalen strip fungeert als geleider en transporteert elektrische stroom tussen de positieve/negatieve elektroden van de batterij en externe apparaten. De plastic folie zorgt ondertussen voor een afdichting om lekkage van elektrolyt te voorkomen en isoleert de metalen strip tegen kortsluiting.
- Positieve tabsZe worden doorgaans gemaakt van aluminium (Al) vanwege de uitstekende geleidbaarheid en corrosiebestendigheid.
- Negatieve tabsGebruik nikkel (Ni) of vernikkeld koper (Ni-Cu). Nikkelen contactpunten komen veel voor in kleine digitale apparaten, terwijl vernikkelde koperen contactpunten – gewaardeerd om hun hoge stroomvoerend vermogen – de voorkeur genieten voor accu's en toepassingen met hoge stroomsterkte.
Classificatie van tabbladen
Tabs worden gecategoriseerd op basis van hun materiaal, kleeftype en verpakking, en elk type is geschikt voor specifieke toepassingen:
1. Door middel van metalen stripmateriaal
- Aluminium (Al) tabsZe worden voornamelijk gebruikt als positieve elektroden. Ze kunnen ook dienstdoen als negatieve elektroden in batterijen met lithiumtitanaat-anodes.
- Nikkel (Ni) tabletten: Uitsluitend voor negatieve elektroden in apparaten met een laag stroomverbruik, zoals smartphones, tablets en powerbanks.
- Vernikkelde koperen (Ni-Cu) lipjesOntworpen voor negatieve elektroden in accu's (bijvoorbeeld voor elektrische voertuigen) en snelladende accu's, waarbij de geleidbaarheid van koper wordt gecombineerd met de corrosiebestendigheid van nikkel.
2. Per type kleefstrip
Binnenlandse markten classificeren zelfklevende lipjes op basis van kleur, wat de verschillen in kwaliteit en toepassing weerspiegelt:
- Zwarte zelfklevende lipjesGebruikt in digitale batterijen in het lage tot middensegment. Hun structuur (een PEN-filmkern met gemodificeerde PP-lagen) kan na verloop van tijd delamineren.
- Gele plakstrips: Komt vaak voor in accu's met een gemiddeld vermogen. Hoewel ze gemakkelijker af te dichten zijn, kan hun niet-geweven kern vocht absorberen, wat kan leiden tot het opzwellen van de accu.
- Witte zelfklevende lipjes: Bij uitstek geschikt voor hoogwaardige digitale apparaten, accu's en snelladende accu's. Verkrijgbaar in uitvoeringen met één, drie of vijf lagen. De drielaagse witte kleeflaag (met PP-kern) biedt een superieure afdichting en geen risico op delaminatie.
- Opgerolde lipjes: Doorlopende stroken opgerold, ideaal voor geautomatiseerde productielijnen.
- Bladtabbladen: Individuele lipjes gestapeld tussen plastic vellen, geschikt voor handmatige of semi-automatische processen.
3. Door verpakking
- Opgerolde lipjes: Doorlopende stroken opgerold, ideaal voor geautomatiseerde productielijnen.
- Bladtabbladen: Individuele lipjes gestapeld tussen plastic vellen, geschikt voor handmatige of semi-automatische processen.
Belangrijkste materialen en prestaties
De prestaties van tabbladen zijn sterk afhankelijk van de materialen waaruit ze zijn opgebouwd:
- Metalen stripsAluminium (AL1050-legering) en koper (TU1 zuurstofvrij koper) worden geprefereerd vanwege hun geleidbaarheid, buigzaamheid en corrosiebestendigheid. Vernikkeling van de koperstrips voorkomt oxidatie en verbetert de soldeerbaarheid.
- PlakstripsDe meeste kleefstoffen worden uit Japan geïmporteerd, omdat binnenlandse PP-materialen niet aan de strenge eisen voor moleculair gewicht voldoen. Hoogwaardige kleefstoffen (bijvoorbeeld drielaagse witte kleefstoffen) bieden een goede balans tussen hittebestendigheid (smeltpunt ~147 °C) en flexibiliteit, waardoor een betrouwbare afdichting met aluminiumfolie wordt gegarandeerd.
Productie en kwaliteitscontrole
Het produceren van hoogwaardige tabs vereist precisie:
- GalvaniseerprocessenDe vernikkelde koperen lipjes worden vervaardigd door middel van galvaniseren (1,8 ± 0,3 μm dikte) of chemisch vernikkelen (1,0 ± 0,3 μm dikte) om een uniforme dekking te garanderen.
- RandafwerkingMetalen strips dikker dan 0,2 mm moeten aan de randen worden bijgesneden om isolatieproblemen en lekkagerisico's te voorkomen.
- Grondige tests:
- Elektrolyt-onderdompelingstestsDe lipjes moeten na 24 uur bij 85 °C een afdichtingssterkte van >15 N/15 mm behouden.
- BuigproevenDe lipjes moeten 5 tot 7 buigingen (afhankelijk van de dikte) kunnen doorstaan om duurzaamheid te garanderen in vibrerende omgevingen (bijv. elektrische voertuigen).
Tabverbindingsmethoden
Het aansluiten van lipjes op externe circuits vereist verschillende technieken:
- Mechanische bevestigingBoren en schroeven bieden goedkope, sterke verbindingen, maar vereisen nauwkeurige controle van de materiaaldikte.
- SolderenLaagsmeltbaar M51-soldeer is geschikt voor ongelijksoortige metalen (bijvoorbeeld koper en aluminium), maar is duur.
- Ultrasoon lassenDe voorkeursmethode voor het opladen van batterijen, waarbij gebruik wordt gemaakt van hoogfrequente trillingen om dunne lipfolies (0,01 mm) te verbinden zonder overmatige hitte.
Conclusie
De lipjes zijn misschien klein, maar hun ontwerp en kwaliteit hebben een directe invloed op de prestaties van pouch-batterijen. Naarmate de vraag naar veiligere en efficiëntere batterijen in elektrische voertuigen en energieopslag toeneemt, blijven verbeteringen in lipjesmaterialen (bijvoorbeeld meerlaagse lijmen) en productieprocessen (bijvoorbeeld precisieplating) cruciaal. Inzicht in de eigenschappen van de lipjes is essentieel voor het optimaliseren van de betrouwbaarheid en levensduur van batterijen in diverse toepassingen.
Geplaatst op: 14 juli 2025
