CN101640284A - 一种圆柱型锂离子电池电芯及其制作方法 - Google Patents

一种圆柱型锂离子电池电芯及其制作方法 Download PDF

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胡常青
周清
朱燕飞
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Abstract

本发明公开了一种圆柱型锂离子电池电芯及其制作方法。其中，圆柱型锂离子电池电芯的制作方法包括如下步骤：(1)制作铝极耳和镍极耳；(2)将铝极耳和镍极耳分别与正极基体和负极基体焊接牢固，制作成正极片和负极片；(3)采用具有圆弧结构的模具冲压铝塑复合膜，得到具有双圆弧结构的铝塑复合膜；(4)将正极片、负极片和隔膜一起卷绕成卷芯；(5)将卷芯放入铝塑复合膜中进行两端面封口，得到封口的半成品电芯；(6)将半成品电芯进行烘烤，之后注入含Li+的电解液，搁置一定时间后进行预充电；(7)对预充电后的电芯侧边进行抽真空封口，之后切除多余的铝塑复合膜，得到成品电芯。

Description

一种圆柱型锂离子电池电芯及其制作方法
技术领域：
本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及圆柱型锂离子电池电芯技术领域。
背景技术：
传统的小直径圆柱锂离子电池电芯采用钢壳或铝壳作为电池的壳体材料，封口采用机械挤压密封或激光焊接密封，存在漏液率高，生产报废率高，安全性能差等问题，不适合在一些小型电子消费品中使用。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种新的圆柱型锂离子电池电芯以及相应的制作方法，以解决现有圆柱型锂离子电池电芯存在的漏液率和生产报废率高、安全性差的问题。
为实现上述目的，本发明的圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，包括如下步骤：
(1)、制作铝极耳和镍极耳，将铝带或镍带切断成长度相等的片状，先进行除油、去污处理，然后进行表面抗氧化、抗腐蚀、以及清洗和干燥处理；选用改性的聚丙烯类或聚乙烯类树脂作为极耳胶通过热压方式固定在铝片或镍片的正反两面，自然冷却后，形成多个连接在一起的铝极耳和镍极耳；
(2)、将连接在一起的铝极耳和镍极耳裁切成单体，并将铝极耳和镍极耳分别与正极基体和负极基体焊接牢固，制作成正极片和负极片；
(3)、采用具有圆弧结构的模具冲压铝塑复合膜，得到具有双圆弧结构的铝塑复合膜；
(4)、将正极片、负极片和隔膜一起卷绕成卷芯；
(5)、将卷芯放入铝塑复合膜中进行两端面封口，得到封口的半成品电芯；
(6)、将半成品电芯进行烘烤，之后注入含Li+的电解液，搁置一定时间后进行预充电；
(7)、对化成后的电芯侧边进行抽真空封口，之后切除多余的铝塑复合膜，得到成品电芯。
在上述方法中，所述的铝带或镍带的厚度在0.07～0.37mm之间，单层极耳胶的厚度在0.07～0.29mm之间。
在上述方法中，所述的极耳胶是至少由一种聚烯烃类树脂组成，其粘流化温度在70℃~150℃之间。
在上述方法中，所述的极耳胶是由两种以上具有不同粘流化温度的聚烯烃类树脂组成，不同组分的粘流化温度差值不超过40℃。
在上述方法中，所述的铝塑复合膜具有3～7层的层状结构，其厚度为80um～260um，其中至少含有一层厚度为20um～100um的线性低分子聚丙烯类或聚乙烯类树脂，一层厚度为15um～60um的尼龙，一层厚度为5um～20um的胶水涂层。
本发明的一种圆柱型锂离子电池电芯包括有外壳、正极片和负极片，其特征在于：正极片由正极基极焊接铝极耳构成，负极片由负极基极焊接镍极耳构成，铝极耳和镍极耳分别为双面复合有极耳胶的铝片和镍片；所述的正极片、负极片与隔膜一起卷绕成卷芯，外壳为具有双圆弧槽的铝塑复合膜，卷芯位于双圆弧槽内。
本发明的有益效果在于：由于电池电芯的密封是通过极耳上的树脂和铝塑复合膜内层的树脂相互溶合实现的，使得圆柱型锂离子电池电芯的漏液率和生产报废率低；电池质量比能量高，安全性强好；与传统的钢壳和铝壳封装的圆柱型锂离子电池相比，可节省了大量的开模费用和开模时间。
附图说明：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
附图1为多个连接在一起的铝极耳和镍极耳的示意图；
附图2为裁切成单体状的铝极耳和镍极耳示意图；
附图3为铝极耳和正极基极的连接示意图；
附图4为镍极耳和负极基极的连接示意图；
附图5为用于冲压铝塑复合膜的模具结构示意图；
附图6为具有双圆弧槽的铝塑复合膜侧视图；
附图7为具有双圆弧槽的铝塑复合膜俯视图；
附图8为卷绕后的卷芯示意图；
附图9为卷芯放入铝塑复合膜中进行封口后得到的电芯示意图；
附图10为侧边进行抽真空封口后的电芯示意图；
附图11为切除多余铝塑复合膜后的电芯示意图；
附图12为成品电芯示意图。
具体实施方式：
以下所述仅为体现本发明原理的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
本发明的电池电芯包括有外壳、正极片和负极片，其中，正极片由正极基极焊接铝极耳构成，负极片由负极基极焊接镍极耳构成，铝极耳和镍极耳分别为双面复合有极耳胶的铝片和镍片；所述的正极片、负极片与隔膜一起卷绕成卷芯，外壳为具有双圆弧槽的铝塑复合膜，卷芯位于双圆弧槽内。
下面以直径为7.5mm，长度为40.0mm的圆柱型锂离子电池电芯为例来说明本发明的制作方法及电芯结构。
该电池电芯采用厚度为(113±2)um的铝塑复合膜作为外壳材料。
见附图1所示：首先，选用宽度为2.0mm，厚度为0.10mm的铝带(镍带)，断切成长度相等的铝片(镍片)，进行除油、去污处理，然后进行表面抗氧化、抗腐蚀以及清洗和干燥处理。选用宽度为5.0mm，厚度为(0.10±0.01)mm的二元组分极耳胶，通过热压固定于铝片(镍片)正反两面，自然冷却，制作成多个连接在一起的铝极耳或镍极耳10(20)。
见附图2所示：极耳制备完毕后，裁切成单体状；之后，见附图3和附图4所示：通过超声波焊或电阻焊或激光焊的方式将铝极耳10与正极基体11焊接牢固，将镍极耳20与负极基体21焊接牢固，得到正极片和负极片。
采用具有直径为6.5mm的圆弧结构模具(见附图5)冲压铝塑复合膜30，得到具有双圆弧槽31的铝塑复合膜(见附图6和附图7)。
见附图8所示：将正极片、负极片和隔膜一起放在专门的设备上进行卷绕，得到卷芯40。
将电阻合格的卷芯40放入具有双圆弧槽31的铝塑复合膜30中，进行两端面封口，封口温度是(180±5)℃，压力为3kgf/cm2，封口时间为3S，封口后的电芯50如附图9所示。
电芯经烘烤后，注入一定量的含Li+的电解液，搁置一段时间进行后进行预充电，预充完毕后，搁置一段时间，对电芯侧边进行抽真空封口，见附图10所示。切除多余铝塑复合膜30的电芯50见附图11所示，成品的电芯则如附图12所示。

Claims (6)

1.一种圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，其特征在于它包括如下步骤：
(1)、制作铝极耳和镍极耳，将铝带或镍带切断成长度相等的片状，先进行除油、去污处理，然后进行表面抗氧化、抗腐蚀、以及清洗和干燥处理；选用改性的聚丙烯类或聚乙烯类树脂作为极耳胶通过热压方式固定在铝片或镍片的正反两面，自然冷却后，形成多个连接在一起的铝极耳和镍极耳；
(2)、将连接在一起的铝极耳和镍极耳裁切成单体，并将铝极耳和镍极耳分别与正极基体和负极基体焊接牢固，制作成正极片和负极片；
(3)、采用具有圆弧结构的模具冲压铝塑复合膜，得到具有双圆弧结构的铝塑复合膜；
(4)、将正极片、负极片和隔膜一起卷绕成卷芯；
(5)、将卷芯放入铝塑复合膜中进行两端面封口，得到封口的半成品电芯；
(6)、将半成品电芯进行烘烤，之后注入含Li+的电解液，搁置一定时间后进行预充电；
(7)、对预充电后的电芯侧边进行抽真空封口，之后切除多余的铝塑复合膜，得到成品电芯。
2.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，其特征在于：所述的铝带或镍带的厚度在0.07～0.37mm之间，单层极耳胶的厚度在0.07～0.29mm之间。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，其特征在于：所述的极耳胶是至少由一种聚烯烃类树脂组成，其粘流化温度在70℃~150℃之间。
4.根据权利要求3所述的圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，其特征在于：所述的极耳胶是由两种以上具有不同粘流化温度的聚烯烃类树脂组成，不同组分的粘流化温度差值不超过40℃。
5.根据权利要求3所述的圆柱型锂离子电池电芯的制作方法，其特征在于：所述的铝塑复合膜具有3～7层的层状结构，其厚度为80um～260um，其中至少含有一层厚度为20um～100um的线性低分子聚丙烯类或聚乙烯类树脂，一层厚度为15um～60um的尼龙，一层厚度为5um～20um的胶水涂层。
6.一种圆柱型锂离子电池电芯，它包括有外壳、正极片和负极片，其特征在于：正极片由正极基极焊接铝极耳构成，负极片由负极基极焊接镍极耳构成，铝极耳和镍极耳分别为双面复合有极耳胶的铝片和镍片；所述的正极片、负极片与隔膜一起卷绕成卷芯，外壳为具有双圆弧槽的铝塑复合膜，卷芯位于双圆弧槽内。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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