CN101202358A - 利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法 - Google Patents

利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法，其步骤为将卷绕成的电池极芯装入极芯套筒；将集流条通过孔板定位槽穿过孔板，并将孔板和极芯套筒的定位结构孔板定位槽和极芯套筒定位块相互合紧定位；将集流条和输出端子进行焊接，形成电极组，将电极组进行低温烘干、待用；将铝塑复合膜制热合作成圆筒形，圆筒直径较极芯套筒略大；将烘干后的电极组装入圆筒，将圆筒的一端与热合密封形成电池封边；通过注液孔向内部注入电解液；将整体置入真空装置内，当真空度达到一定值时进行热合封口。有益效果是该辅助装置的套筒和孔板通过注塑成型，外形尺寸精度高一致性好，表面性好，价格低廉，在电池装配过程中能有效防止损伤电池极芯和外层铝塑复合薄膜。

Description

利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法
技术领域
本发明涉及一种制作锂离子电池工艺，特别是一种利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法。
背景技术
目前圆柱形锂离子电池均采用不锈钢外壳进行包装封口，采用此种电池壳电池安全系数低，因为锂离子电池的安全问题主要是由于电池内部物质分解后产生高压气体泄放不及时造成的，圆柱形不锈钢外壳电池的泄气装置目前有两种，小容量圆柱电池(如笔记本电脑电池)采用电池壳和电池盖帽机械卷边封口，通过在电池盖帽内加装带有刻痕的金属薄片的方式达到泄放气体的目的，当电池内部气压升高到一定压力值时，金属片的刻痕处破裂后电池泄气，破裂压力是靠金属片刻痕的深度控制的，受金属片材质和刻痕精度的影响很大，因此破裂压力控制精度很低，金属片经常出现到达破裂压力不破裂的情况，造成电池因来不及释放高压气体而爆炸燃烧，外壳的不锈钢材料又大大增加了爆炸造成的破坏性，杀伤力巨大，笔记本电脑电池的爆炸就是此原因所致。大容量圆柱电池(如电动汽车电池)则采用电池盖和电池壳焊接密封的形式，电池壳壁和电池盖的金属材质较厚，通常采用在电池盖上开直径3mm-5mm圆孔，然后在圆孔处上安装聚合物薄膜或锡纸膜的方式达到泄放气体的目的，薄膜厚度一般为0.1mm-0.2mm，此种方式是依靠破裂薄膜的强度控制破裂压力，受薄膜厚度的影响较大，往往出现没有达到破裂压力时薄膜便破裂的情况，耐压能力很差，而且此薄膜为软质材料容易受到外力意外破裂造成电池内部电解液泄露从而造成电池失效报废。
方形锂离子电池因为采用了软包装技术成功解决了上述问题，外部的复合铝塑薄膜材料能够承受的压力和温度一定，当电池内部压力过大或温度过高时，外包装会随之变形、破裂，可以有效防止电池的安全隐患，而且软质材料不具有破坏性，有效缓解的电池的安全问题。不同能量体系的电池可以采用不同厚度的铝塑膜，小容量电池可采用厚度较小的铝塑膜，大容量电池可采用厚度较大的铝塑膜，应用便捷，而且可以根据需要将电池设计成不同的形状，不受不锈钢外壳固定结构的限制。
上述成熟的方形电池软包装技术一直未在圆柱形电池上得到应用，原因是圆柱形电池是依靠外部的不锈钢外壳来维持其圆柱形状，如果直接采用铝塑膜进行包装，电池将形状各异，而且电池内部电芯得不到保护，因此利用该工艺成型圆柱形状电池的可行性甚微。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法，使电池的软包装技术可以在圆柱形电池制造领域广泛应用，可以提高电池的安全性。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将卷绕成的电池极芯7装入极芯套筒5；
步骤二：将集流条8通过孔板定位槽3穿过孔板1，并将孔板1和极芯套筒5的定位结构孔板定位槽2和极芯套筒定位块6相互合紧定位；
步骤三：将集流条8和输出端子9进行焊接，形成电极组，将电极组进行低温烘干、待用；
步骤四：采用热合的方式将铝塑复合膜11制作成圆筒形，圆筒直径较极芯套筒5略大；
步骤五：将烘干后的电极组装入圆筒，将圆筒的一端与9热合密封形成电池封边12；
步骤六：通过注液孔4向内部注入一定量的电解液；
步骤七：将整体置入真空装置内，当真空度达到一定值时进行热合封口。
本发明的效果是该辅助装置的套筒和孔板通过注塑成型，外形尺寸精度高一致性好；表面性好，在电池装配过程中能有效防止损伤电池极芯和外层铝塑复合薄膜。注塑模具费用低，约为5000元，大批量生产此模具费用可节省。在电池内部起到支撑外层包装膜的作用，同时保护了电池极芯不受外力，材质可采用聚丙烯、聚乙稀和聚四氟等材料，价格低廉，供应充足，成本约为不锈钢外壳的十分之一。
附图说明
图1为本发明的辅圆柱形软包装锂离子电池结构示意图。
图中：
1、孔板      2、孔板定位槽       3、集流条导出孔  4、注液孔
5、极芯套筒  6、极芯套筒定位块   7、电池极芯      8、集流条
9、输出端子  10、输出端子连接孔  11、铝塑复合膜
12、电池封边 13、成品电池
具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法加以说明。图1为本发明的辅圆柱形软包装锂离子电池结构示意图。
本发明所涉及的辅助结构，由一个非金属材质的极芯套筒5和两个孔板1组成，能够使圆柱形锂离子电池采用软质材料进行包装，解决了圆柱形电池不能采用软包装的问题。通过本发明的工艺方法应用可批量生产圆柱形软包装成品电池13，该电池结构起到了保护电池极芯7不受外力和电池整体的成形的作用，使软包装技术在圆柱形电池制造领域得到成功应用。
本发明的利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法，其步骤如下：
步骤一：将卷绕成的电池极芯7装入极芯套筒5；
步骤二：将集流条8通过孔板定位槽3穿过孔板1，并将孔板1和极芯套筒5的定位结构孔板定位槽2和极芯套筒定位块6相互合紧定位；
步骤三：将集流条8和输出端子9进行焊接，形成电极组，将电极组进行低温烘干、待用；
步骤四：采用热合的方式将铝塑复合膜11制作成圆筒形，圆筒直径较极芯套筒5略大；
步骤五：将烘干后的电极组装入圆筒，将圆筒的一端与9热合密封形成电池封边12；
步骤六：通过注液孔4向内部注入一定量的电解液；
步骤七：将整体置入真空装置内，当真空度达到一定值时进行热合封口。
通过以上生产过程得到圆柱形软包装成品电池13，该电池结构起到了保护电池极芯7不受外力和电池整体的外形，使软包装技术在圆柱形电池制造领域得到成功应用。
本发明涉及的结构部件均采用聚丙烯材料注塑成型，外形尺寸精度高一致性好，表面性也好。在电池装配过程中能有效防止损伤电池极芯和外层铝塑复合薄膜。同时聚丙烯材料耐腐蚀性好，不与电池的电解液发生化学反应，具有一定的结构强度，有利于保护电池极芯，同时价格低廉，适用于大批量应用。此种结构适于生产直径10mm～500mm，长度10mm～1000mm的软包装圆柱形锂离子电池。
圆柱形软包装成品电池的电池极芯7是锂离子电池的主体部分，是电能和化学能相互转换的装置，因此在电池的充放电过程中它需要有良好的反应环境，不受外力损坏和形状固定等条件，本发明的极芯套筒5和孔板1很好的起到这个作用，同时需要输出端子9作为电池内外部的连接件进行电流的输出和输入，因此利用孔板1上多个位置的集流条导出孔3作为输出端子9的通道，以满足输出端子9不同位置的需要。在孔板定位槽2和极芯套筒定位块6的配合作用下，孔板1和极芯套筒5为电池提供了良好的辅助装置结构，使在外层包装复合铝塑膜11时，电池极芯7得到很好的保护。包装后电池结构固定，外形美观，同时采用非金属材料，大大降低了对电池的破坏性，提高了电池的安全性。

Claims (1)

1.一种利用圆柱形软包装锂离子电池辅助装置的工艺方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：将卷绕成的电池极芯(7)装入极芯套筒(5)；
步骤二：将集流条(8)通过孔板定位槽(3)穿过孔板(1)，并将孔板(1)和极芯套筒(5)的定位结构孔板定位槽(2)和极芯套筒定位块(6)相互合紧定位；
步骤三：将集流条(8)和输出端子(9)进行焊接，形成电极组，将电极组进行低温烘干、待用；
步骤四：采用热合的方式将铝塑复合膜(11)制作成圆筒形，圆筒直径较极芯套筒(5)略大；
步骤五：将烘干后的电极组装入圆筒，将圆筒的一端与(9)热合密封形成电池封边(12)；
步骤六：通过注液孔(4)向内部注入一定量的电解液；
步骤七：将整体置入真空装置内，当真空度达到一定值时进行热合封口。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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