CN103872382B - 非平面聚合物锂电池制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种非平面聚合物锂电池制作方法，包括以下步骤，1）在平面正负极片上下表面分别涂敷一层有机胶，所述的有机胶涂敷量在0.1-0.3mg/cm2；2）将正负极片分别冲片成型成非平面极片，其中冲片温度在50-90℃；3）将正负极片对应堆叠放并进行正负极耳焊接，得到一个非平面的极组；4）对极组进行冷压以减小极片间间隙并增加极组稳定性；5）将极组放入匹配的非平面的铝塑封装袋中并进行热压封装得到非平面聚合物锂电池。本发明的非平面叠片聚合物锂电池制作工艺，使得非平面聚合物锂电池具有可制造性，在满足其基本的电性能同时，还能够保证外形的稳定。填补了面向电池立体空间多样化制作的空白。

Description

非平面聚合物锂电池制作方法
技术领域
本发明涉及电池制备技术领域，特别是涉及一种非平面聚合物锂电池的制备方法。
背景技术
目前，随着电池在各种电器中的不断应用和推广，对电池设计的个性化要求也越来越多，单一的型号开发已经完全不能满足市场的需求。因此，使电池制作“柔性”化，缩短样品开发周期、确保较佳设计和质量成为获得客户认可和占领市场的关键因素。传统的聚合物锂电池大多是长方体或在二维空间上形状多样化，在当今个性化的时代，个性化的电器倍受消费者青睐，不同样式的电器，对电池的三维空间形状和电性能有更高的要求，例如彩虹型电池。传统聚合物锂电池在二维空间形状多样化已经不能满足市场对电池新的要求，开发非平面电池制作技术迫在眉睫。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种有较强适应性的非平面聚合物锂电池的制备方法。
为实现本发明的目的所采用的技术方案是：
一种非平面聚合物锂电池制作方法，包括以下步骤，
1）在平面正负极片上下表面分别涂敷一层有机胶，所述的有机胶涂敷量在0.1-0.3mg/cm2；
2）将正负极片分别冲片成型成非平面极片，其中冲片温度在50-90℃；
3）将正负极片对应堆叠放并进行正负极耳焊接，得到一个非平面的极组；
4）对极组进行冷压以减小极片间间隙并增加极组稳定性；
5）将极组放入匹配的非平面的铝塑封装袋中并进行热压封装得到非平面聚合物锂电池。
所述的非平面聚合物锂电池的形状为彩虹型、波浪型或半球型。
所述的有机胶为聚偏氟乙烯。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的非平面叠片聚合物锂电池制作工艺，将极片涂覆一层有机胶以提高其稳定性，然后在叠片，冷压，封装，热压等工序中，利用与之匹配形状的工装，结合传统工艺，使得非平面聚合物锂电池具有可制造性，在满足其基本的电性能同时，还能够保证外形的稳定。填补了面向电池立体空间多样化制作的空白。
附图说明
图1是发明的彩虹型电池示意图；
图2是图1中的彩虹型电池的左视图；
图3是弯曲形状的已涂胶极片的结构示意图；
图4是彩虹型电池叠片工装的示意图；
图5是彩虹型冷压工装上半部分工装的三视图；
图6是彩虹型冷压工装下半部分工装的三视图；
图7是彩虹型电池铝塑封装袋成形模具的示意图；
图8是彩虹型电池铝塑封装袋成形模具中冲头的示意图；
图9是对彩虹型电池侧封封头的示意图；
图10是对彩虹型电池进行双边封装时使用的拱形工装的示意图；
图中：1为涂胶层、2为极片、3为上模板、4为铝塑封装袋、5为下模板、6为冲头。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的非平面聚合物锂电池工艺，包括以下步骤,
1）在平面正负极片上下表面分别涂敷一层聚偏氟乙烯，所述的聚偏氟乙烯涂敷量在0.1-0.3mg/cm2，优选为0.2mg/cm2，在极片表面涂敷一层聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯特点是在一定的范围内使极片具有可塑性，使得极片具有保持一定形状的特点。同时因为该聚偏氟乙烯层厚度很小，大概在1μm左右，不会影响极片与电解液的接触，聚偏氟乙烯极片涂敷增加了电池安全性能，但是对电池循环容量影响不大。且近年来采用聚偏氟乙烯树脂制作的多孔膜、凝胶、隔膜等，在锂二次电池中已有应用，在此不再描述。当然也可采用其他性能接近的有机胶作为涂覆胶。
2）使用冲片机将正负极片分别冲片成型成非平面极片然后取出冷却，其中冲片温度在50-90℃，对已涂胶的极片在一定的温度范围内进行挤压。利用加温时聚偏氟乙烯的可塑性有利于极片成型，成型后冷却至室温，聚偏氟乙烯层又能使其在室温下呈非平面状态；
3）将成形极片放入底部为非平面设计叠片工装中，然后将非平面的正负极片按照一定顺序放入叠片工装内，接着进行正负极耳焊接，得到一个非平面的极组，其中，所述的叠片工装与现有技术类似，只需做相应的形状调整即可；
4）将非平面极组放入非平面电池极组冷压工装中，利用冷压工装进行冷压，在满足极组外观形状的要求的同时也能保证其形状的稳定性，其中，所述的冷压工装与现有技术类似，只需做相应的形状调整即可；
5）将极组放入匹配的非平面的铝塑封装袋中并进行热压封装得到非平面聚合物锂电池。其中，所述的铝塑封袋使用上、下模板在冲壳区域为非平面设计的冲壳模具冲壳，将非平面极组放入非平面的铝塑封装袋中，结合对应形状的侧封封头和具有非平面底部的双边封装工装对电池进行封装，得到非平面聚合物锂电池。
运用本发明的方法可以根据需要将聚合物锂电池设计成彩虹型、波浪型、半球型等任意形状，特别在非平面聚合物锂电池制作方面更具有优势。其结构简单，操作简便易行。
本发明的非平面叠片聚合物锂电池制作工艺，在极片表面涂覆一层有机胶，如聚偏氟乙烯以提高其稳定性，增强极片可塑性，然后对涂胶极片冲压使其呈非平面状态；然后结合非平面叠片工装和非平面冷压工装，通过传统叠片和冷压工艺制成非平面极组；然后利用非平面设计冲壳模具以及相应的非平面封装工装和非平面侧封封头初步制得非平面电池；最后通过热压工序进一步巩固其外形。总之，利用与之形状匹配的工装，结合传统工艺，使得非平面聚合物锂电池具有可制造性。
下面将以彩虹形聚合物锂电池的具体制备进行详细说明
图1和图2所示为本实施例制备的聚合物锂电池结构示意图。
参见图3，首先使用聚偏氟乙烯1对极片2的表面进行涂敷处理，聚偏氟乙烯层厚度为1μm，该聚偏氟乙烯特点是在一定的范围内使极片具有可塑性。然后对使用冲片设备进行冲片，已涂胶的极片在50℃的温度范围内进行挤压，极片冷却至室温，使其在室温下呈现弯曲状，弯曲度与彩虹型电池弯曲度相同，得到与示意图相同形状的极片。
参见图4，叠片工装为垂直开槽，开槽的底部为拱形设计。利用吸盘将弯曲的正负极片按照一定顺序放入叠片工装内，形成一个弯曲的极组中间体，将极组中间进行正负极耳焊接，得到一个非平面的极组。
参见图5－6，将极组进行冷压处理，该极组冷压工装由两部分组成，即上半部分的挤压工装和下半部分的极组盛放工装，下半部分工装为垂直开槽，开槽的底部为与极组形状匹配的下凹圆弧设计；上半部分工装为与极组形状匹配的拱形凸出设计，所述的拱形弯曲度与下部分工装开槽底部的弯曲度吻合。利用该冷压工装进行冷压，在满足电池外观形状的要求的同时也能保证其形状的稳定性。
参见图7－8，冲壳模具特点在于冲壳模具的上模板3和下模板5在冲壳区域采用与极组对应的拱形设计，这使铝塑封装袋4在上、下模板挤压时得到预先弯折，再结合球面冲头6的冲压，即可得到弯曲表面的铝塑封装袋，这样的铝塑封装袋可以进一步巩固电池的外形，保证电池具有一定的弯曲度。
参见图9－10，侧面封装封头的上下封头为拱形设计，其拱形封头的弯曲度与铝塑封装袋的弯曲度吻合，有利于彩虹型电池的侧封。结合双边封装工装的使用，在封装时，铝塑封装袋不易起皱，侧面封装效果能够满足电池封装标准。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种非平面聚合物锂电池制作方法，其特征在于，包括以下步骤，
1)在平面正负极片上下表面分别涂敷一层有机胶，所述的有机胶涂敷量在0.1-0.3mg/cm2,所述的有机胶为聚偏氟乙烯；
2)将正负极片分别冲片成型成非平面极片，其中冲片温度在50-90℃,成型后取出冷却；
3)将正负极片对应堆叠放并进行正负极耳焊接，得到一个非平面的极组；
4)对极组进行冷压以减小极片间间隙并增加极组稳定性；
5)将极组放入匹配的非平面的铝塑封装袋中并进行热压封装得到非平面聚合物锂电池。
2.如权利要求1所述的非平面聚合物锂电池制作方法，其特征在于，所述的非平面聚合物锂电池的形状为彩虹型、波浪型或半球型。
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