涉及物联网设备领域, 最为令人头疼的部分便是供电环节, 传统借助带线方式连接的锂电池占据了过多空间, 其焊接流程不仅繁杂, 而且极易出现虚焊情况, 电路板直焊锂电成功解决了这一问题, 即电池直接焊接于PCB之上, 省去了connector以及线材, 使得安装成本降低了两到三毛。

可这种径直焊接的技术可不是看上去那般简易, 我针对项目历经了好多波折, 今儿个来谈谈几个实实在在的技术难题。

电路板直焊锂电焊接温度怎么控制

诸多的人觉得直焊电池跟一般的元器件是一样的, 放进贴片炉里经过一次就可以了。实际上呢, 钛酸锂电池的内部构造是特殊的, 要是焊接时温度过高的话, 就会对电池内部的密封结构产生破坏, 橡胶塞有可能出现变形, 铝壳同样有可能遭受损害。

在实际的生产情形当中, 我们对于回流焊所要求的是, 峰值温度要被控制在260度以内, 并且焊接的时间要做到不超过10秒。而若是手工焊接这个操作, 那就更加需要小心谨慎了,烙铁的温度要调节到300度左右, 而且接触的时间要把控得迅速。

再者, 存在一个极易被忽略的要点, 那便是焊接方向, 电池的电极处于朝下的状态, 热量是从PCB板上进行传导的, 要是对此不加留意的话, 热量的堆积便容易对电芯造成损伤, 在我们工厂的自动化生产线上, 特意设计了散热工装用以对电池进行保护。

直焊锂电在极端环境下的可靠性

经常被部署在户外的物联网设备, 冬天时处于零下四十度的状况, 夏天时面临烈日暴晒的情形, 在这样的环境之下电池到底还可不可以使用呢?

钛酸锂电池, 其低温性能相较于普通锂电池要好出许多, 常温下, 它的循环次数能够达到两万次以上, 在负四十度至正一百度的区间当中, 它同样可以正常进行工作, 我曾在寒区测试过一款运用直焊钛酸锂的北斗定位终端, 在零下四十度的情况下, 该终端依旧能够稳定供电, 这一点是极为关键的。

然而, 高可靠性并非等同于不存在任何问题。直焊结构对于PCB设计是存在要求条件的, 那便是, 焊盘的布局必须要做到合理, 焊接完成之后的应力分布应当均匀。在之前, 我碰到过这样一个案例情况。客户方面所设计的PCB焊盘间距过于紧密, 在进行批量焊接之后出现了隐裂现象, 这进而致使电池出现失效状况。

直焊锂电的选型要注意什么

市面上存在着很多直焊锂电池的品类, 然而其质量却是高低不一、良莠不齐的。在进行选型这个行为的时候, 是不可以仅仅只单纯地去看容量以及尺寸的, 有几个细节是绝对必须要予以关注的。

封装材料需采用铝壳与橡胶塞相结合的结构, 这般组合成本低廉且密封性颇佳。部分厂家为节省费用采用塑料进行封装, 待时间一久密封性能便会降 低, 漏液风险大幅增加。此外, 全自动化生产乃是至关重要的, 经由人工组装的电池一致性欠佳, 自放电率同样偏高, 存放三年电量仍能维持百分之九十五以上的方为优良产品。

用于检验安全性的硬指标是针刺以及压碎测试。好产品当钢针穿刺之后, 尚能够充放三百次甚至更多次电荷, 其条件是压碎之时既不会发热同时也不会起火。对于这些测试所产生的数据, 各个厂家并非仅仅依靠听取介绍就可以获得, 而是都必须实实在在地拥有。

针对于物联网设备而言, 供电属于是基础里的基础。电路板直接焊接锂离子电池, 这很好地解决了空间以及成本方面的问题, 然而这种方式针对于技术和产品选型却提出了更为高标的要求。一旦选择正确, 那么产品能够使用的时长会更长久, 运行的状态也会更稳定；一旦选择错误, 后续的维护成本将会高到令人惊恐的程度。