CN102044714B

CN102044714B - 一种锂离子电池及其制造方法和制造模具

Info

Publication number: CN102044714B
Application number: CN2009101929508A
Authority: CN
Inventors: 吴富权; 陈秋华
Original assignee: GUANGDONG APOWER ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG APOWER ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2009-10-10
Filing date: 2009-10-10
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-10-10
Also published as: CN102044714A

Abstract

一种锂离子电池，包括包装软壳、电芯、电解液，所述包装软壳包括上壳、下壳，所述上壳与下壳之间设有连接带，所述连接带的宽度为0.5～5.0mm；所述上壳与下壳共同围成一个密闭真空空间，所述电芯和电解液设置在密闭真空空间内；所述上壳顶面呈斜面，且前端比后端高0.1～2.0mm；所述下壳底面呈斜面，且前端比后端高0.1～2.0mm。仅仅通过改变电池包装软壳在制造过程中的一个工艺步骤，也即将模具的摸头由平面改成斜面，使冲压出来的上壳和下壳的壳面呈斜面，就可以到达使包装后的电池表面平整均一的效果，该方法简单，实施简便。

Description

一种锂离子电池及其制造方法和制造模具

技术领域

本发明涉及聚合物锂离子电池，尤其是利用双坑冲包装软壳制造的锂离子电池。

背景技术

目前，最新发展的具有极大应用前景的新型可充电电池，其最大的特点是的采用非金属的软包装材料铝塑模，具有体积小、重量轻、安全无污染等特征。由于电池采用的是软包装材料的铝塑模作为外壳，电池包装后的外观尺寸与电芯和铝塑模都有很大的关系。现有软包装锂离子电池中，由于电池的电芯和铝塑模均没有得到很好的处理，因此，这些锂离子电池在包装后电池表面会出现褶皱、局部堆积等不良现象，严重时还会影响电池性能。为了改变该种状况，中国专利公开号为CN100350668C的一种包装锂离子电池的制造方法，该方法是通过改变电芯的结构来达到使电池外观均一的目的，主要是使用粘接剂对电芯末端进行固定。但是对于利用双坑冲包装壳的锂离子电池来说，由于冲出来的上壳和下壳连在一起，并且连接带有一定的宽度，电池在包装后，由于连接带的宽度，使得电池的外壳出现斜面，即使是改变了电芯的结构，最后还是会导致电池的外壳出现褶皱情况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池，该电池不仅密封结合好，且外观平整均一，不会出现褶皱；

本发明另一要解决的技术问题是提供一种制造所述锂离子电池的方法，该方法简单，并且能够使包装后的锂离子电池外观平整均一；

本发明另一要解决的技术问题是提供一种制造所述锂离子电池方法的模具，该模具结构简单，并且能够制造出使包装后的电池外观平整均一的包装软壳。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种锂离子电池，包括包装软壳、电芯、电解液，所述包装软壳包括上壳、下壳，所述上壳与下壳之间设有连接带，所述连接带的宽度为0.5～5.0mm；所述上壳与下壳共同围成一个密闭真空空间，所述电芯和电解液设置在密闭真空空间内；所述连接带上任意一点A与下壳壳面上靠近连接带的一点B₁之间的高度差为H₁，所述A点与下壳壳面上远离连接带的一点C₁之间的高度差为H₂；所述A点与上壳壳面上靠近连接带的一点B₂之间的高度差为L₁，所述A点与上壳壳面上远离连接带的一点C₂之间的高度差为L₂；所述H₁＜H₂，且L₁＜L₂或H₁＜H₂，且L₁＝L₂或H₁＝H₂，且L₁＜L₂。本发明的锂离子电池的包装软壳为铝塑模，且上壳和下壳是利用双坑弯曲模一次冲压成型，成型后的上壳和下壳呈轴对称放置，且其之间设有0.5～2.0mm宽度的连接带连接。封装电芯的时候，将电芯放置在下壳中，然后将上壳绕着连接带翻转，在上壳和下壳完全合拢后，就可以对电池包装壳进行密闭封装了。由于上壳与下壳为连体，且其之间设有一定宽度的连接带，使得合拢后的电池外壳两侧的高度不一样，大概高度会相差0.5～2.0mm。为了解决这个问题，当H₁＜H₂，且L₁＜L₂，H₂与H₁之差为0.1～2.0mm，L₂与L₁之差为0.1～2.0mm，那么，在上壳翻转后，原本高出的一侧得到持平，使得整个电池外壳在外观尺寸上保持均一；当所述H₁＜H₂，且L₁＝L₂，H₂与H₁之差为0.2～4.0mm，同样，在上壳翻转后，原本高出的一侧得到持平；当H₁＝H₂，且L₁＜L₂，L₂与L₁之差为0.2～4.0mm，同样，在上壳翻转后，原本高出的一侧得到持平。

为解决上述技术问题，本发明另一技术方案是：一种制造锂离子电池的方法，所述方法包括步骤：电芯卷绕或叠片、双坑冲包装软壳、电芯封装、注射电解液、化成、包装软壳真空除气密封；所述双坑冲包装软壳步骤中，冲出连体且对称的上壳和下壳，所述上壳与下壳之间设有宽度为0.5～5.0mm的连接带连接，且冲出的上壳和/或下壳的壳面呈斜面。

作为改进，所述上壳和下壳的壳面均呈斜面，且远离连接带的壳面比靠近连接带的壳面高0.1～2.0mm。将上壳和下壳的壳面冲压成斜面，使得上壳与下壳合拢后，原本高出的一侧得到持平，使得整个电池外壳在外观尺寸上保持均一。

作为改进，所述上壳或下壳的壳面呈斜面，且远离连接带的壳面比靠近连接带的壳面高0.2～4.0mm。将其中一个壳面冲压成斜面与两个壳均冲压成斜面的原理一致，只是斜面的高度差有差别，最后上壳与下壳合拢后，电池上原本高出的一侧得到持平，使得整个电池外壳在外观尺寸上保持均一。

为解决上述技术问题，本发明又一技术方案是：一种制造锂离子电池的模具，所述模具包括上模座、安装在上模座上的凸模、下模座、安装在下模座上凹模；所述凸模包括第一冲头、第二冲头，所述凹模包括第一模孔、第二模孔；所述两个模孔内的冲压面呈水平，所述第一冲头的冲压面和或第二冲头的冲压面呈斜面。简单的改变模具的形状，从而改变电池上壳和下壳的形状，新的呈斜面的上壳和下壳合拢后，由于斜面的高度差，使得原本不平整的壳面得到持平，令整个电池外壳外观更均一平整。

作为改进，所述第一冲头的冲压面和第二冲头的冲压面均呈斜面，所述斜面的高度差为0.1～2.0mm。

作为改进，所述第一冲头的冲压面或第二冲头的冲压面呈斜面，所述斜面的高度差为0.2～4.0mm。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

电池的上壳和/或下壳的壳面呈斜面，上壳与下壳合拢后，由于斜面本身的高度差，以及连接带的高度差相互持平，令整个电池外壳外观更均一平整；

仅仅通过改变电池包装软壳在制造过程中的一个工艺步骤，也即将模具的摸头由平面改成斜面，使冲压出来的上壳和下壳的壳面呈斜面，就可以到达使包装后的电池表面平整均一的效果，该方法简单，实施简便。

附图说明

图1为现有技术包装软壳结构示意图；

图2为实施例1包装软壳结构示意图；

图3为现有技术电池外壳结构示意图；

图4为实施例1电池外壳结构示意图；

图5为实施例1模具剖视图；

图6为实施例2包装软壳结构示意图；

图7为实施例2电池外壳结构示意图；

图8为实施例2模具剖视图；

图9为本发明电池的制造工艺流程。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图9所示，软包装的锂离子电池的生产过程一般包括电芯卷绕或叠片、双坑冲包装软壳、电芯封装、注射电解液、化成、包装软壳真空除气密封。其中，电芯卷绕、双坑冲包装软壳、电芯封装为主要步骤。

实施例1

其中电芯卷绕环节主要分为以下步骤：

1).正极搅拌：将正极活性材料如：钴酸锂、锰酸锂、钴镍锰酸锂、磷酸铁锂的纯料或两种以上混合材料，配以粘结剂、导电剂和溶剂制成膏状；

负极搅拌：将负极材料如石墨，配以粘结剂、导电剂和溶剂制成膏状；

2).涂布：将膏状正负极分别涂布在铝箔、铜箔集流体上；

3).辊压：将正负极片压实；

4).制片：根据电池宽度需求，制作正负极极片，并将正负极尾部制作成焊接所需的形状，极片尾部的凸出部份是未涂覆活性材料的集流体；

5).卷绕：制成的正负极片隔着隔膜一起卷绕制成电芯；

6).极耳焊接：将正极耳焊接于正极极片尾部凸出部份的集流体上，负极耳焊接于负极极片尾部凸出部份的集流体上。

其中双坑冲包装软壳环节主要包括以下步骤：

如图5所示，利用双坑弯曲模冲压包装软壳，模具包括上模座6、安装在上模座6上的凸模、下模座8、安装在下模座8上的凹模。所述凹模包括两个模孔10，模孔内的冲压面13、14呈水平。所述凸模包括第一冲头71、第二冲头72，一个冲头对应一个模孔，所述两个冲头的冲压面11、12均呈斜面，且所述斜面的高度差L为0.1～2.0mm，本实施例L为0.1mm。如图2所示，将铝塑模放置到凹模上，利用凸模的冲压造型，最后得到连成一体的上壳3和下壳1，所述上壳3与下壳1之间设有宽度为0.5mm的连接带2连接，且冲出的上壳3和下壳1的壳面5、4均呈斜面。所述连接带2上任意一点A与下壳壳面4上靠近连接带的一点B₁之间的高度差为H₁，所述A点与下壳壳面4上远离连接带的一点C₁之间的高度差为H₂；所述A点与上壳壳面5上靠近连接带的一点B₂之间的高度差为L₁，所述A点与上壳壳面5上远离连接带的一点C₂之间的高度差为L₂；且H₁＜H₂、L₁＜L₂，H₂与H₁之差为0.1mm，L₂与L₁之差为0.1mm，即上壳和下壳的壳面的高度差H为0.1mm。相应的当连接带的宽度为2.5mm时，H₂与H₁之差为1.0mm，L₂与L₁之差为1.0mm；当连接带的宽度为5.0mm时，H₂与H₁之差为2.0mm，L₂与L₁之差为2.0mm。

其中电芯封装环节的主要步骤如下：

如图2、4所示，成型后的上壳和下壳呈轴对称放置，且其之间设有0.5mm宽度的连接带2连接。封装电芯的时候，将电芯放置在下壳1中，然后将上壳3绕着连接带2翻转，如图4所示，在上壳3和下壳1完全合拢后，就可以向电池包装壳内注射电解液和包装壳的密封抽真空处理。由于上壳3与下壳1为连体，且其之间设有一定宽度的连接带2，使得合拢后的电池外壳两侧X、Y的高度不一样，电池的Y侧会比X侧高0.5mm。如图2所示，为了解决这个问题，上壳和下壳冲压成斜面，且斜面的高度差H为0.1mm，那么，如图4所示，在上壳翻转后，原本高出Y侧得到持平，使X侧的高度大约等于Y侧的高度，最后到达使整个电池外壳在外观尺寸上保持均一。

实施例2

如图8所示，如实施例1所不同的是在双坑冲包装软壳环节上，本实施例同样利用双坑弯曲模冲压包装软壳，模具包括上模座6、安装在上模座6上的凸模、下模座8、安装在下模座8上凹模。所述凹模包括两个模孔10，模孔内的冲压面13、14呈水平。所述凸模包括第一冲头71、第二冲头72，一个冲头对应一个模孔，所述其中一个冲头的冲压面11均呈斜面，另一个冲头的冲压面12呈水平面，所述斜面的高度差L为0.2mm。如图6所示，将铝塑模放置到凹模上，利用凸模的冲压造型，最后得到连成一体的上壳3和下壳1，所述上壳3与下壳1之间设有宽度为0.5mm的连接带2连接，且冲出的上壳的壳面5呈斜面，下壳的壳面4呈水平面。所述连接带2上任意一点A与下壳壳面4上靠近连接带的一点B₁之间的高度差为H₁，所述A点与下壳壳面4上远离连接带的一点C₁之间的高度差为H₂；所述A点与上壳壳面5上靠近连接带的一点B₂之间的高度差为L₁，所述A点与上壳壳面5上远离连接带的一点C₂之间的高度差为L₂；所述H₁＝H₂，且L₁＜L₂，L₂与L₁之差为0.2mm，即上壳的壳面的高度差H为0.2mm。当连接带的宽度为2.5mm时，L₂与L₁之差为2.0mm；当连接带的宽度为5.0mm时，L₂与L₁之差为4.0mm。

如图6、7所示，电芯封装的时候，电池外壳两侧X、Y的高度不一样，电池的Y侧会比X侧高0.5mm。如图2所示，为了解决这个问题，将上壳3冲压成斜面，且斜面的高度差H为0.2mm，那么，如图4所示，在上壳翻转后，原本高出Y侧得到持平，使X侧的高度大约等于Y侧的高度，最后到达使整个电池外壳在外观尺寸上保持均一。

同样，当H₁＜H₂，且L₁＝L₂，H₂与H₁之差为0.2～4.0mm，即只有下壳冲压成斜面时，最后也能到达使整个电池外壳在外观尺寸上保持均一。

Claims

1.一种锂离子电池，包括包装软壳、电芯、电解液，所述包装软壳包括上壳、下壳，所述上壳与下壳之间设有连接带，所述连接带的宽度为0.5～5.0mm；所述上壳与下壳共同围成一个密闭真空空间，所述电芯和电解液设置在密闭真空空间内；所述连接带上任意一点A与下壳壳面上靠近连接带的一点B₁之间的高度差为H₁，所述A点与下壳壳面上远离连接带的一点C₁之间的高度差为H₂；所述A点与上壳壳面上靠近连接带的一点B₂之间的高度差为L₁，所述A点与上壳壳面上远离连接带的一点C₂之间的高度差为L₂；其特征在于：所述H₁＜H₂，且L₁＜L₂，H₂与H₁之差为0.1～2.0mm，L₂与L₁之差为0.1～2.0mm，或H₁＜H₂，且L₁＝L₂，H₂与H₁之差为0.2～4.0mm，或H₁＝H₂，且L₁＜L₂，L₂与L₁之差为0.2～4.0mm。

2.一种制造如权利要求1所述锂离子电池的方法，所述方法包括步骤：电芯卷绕或叠片、双坑冲包装软壳、电芯封装、注射电解液、化成、包装软壳真空除气密封；其特征在于：所述双坑冲包装软壳步骤中，冲出连体且对称的上壳和下壳，所述上壳与下壳之间设有宽度为0.5～5.0mm的连接带连接，且冲出的上壳和/或下壳的壳面呈斜面；当上壳和下壳的壳面均呈斜面，远离连接带的壳面比靠近连接带的壳面高0.1～2.0mm；当上壳或下壳的壳面呈斜面，远离连接带的壳面比靠近连接带的壳面高0.2～4.0mm。

3.一种制造如权利要求1所述锂离子电池的模具，所述模具包括上模座、安装在上模座上的凸模、下模座、安装在下模座上凹模；所述凸模包括第一冲头、第二冲头，所述凹模包括第一模孔、第二模孔；其特征在于：所述两个模孔内的冲压面呈水平，所述第一冲头的冲压面和或第二冲头的冲压面呈斜面；当第一冲头的冲压面和第二冲头的冲压面均呈斜面，所述斜面的高度差为0.1～2.0mm；当所述第一冲头的冲压面或第二冲头的冲压面呈斜面，所述斜面的高度差为0.2～4.0mm。