CN103943885A - 一种弯形软包锂离子充电电池及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种弯形软包锂离子充电电池及其制作方法，涉及锂离子电池技术领域；该弯形软包锂离子充电电池包括铝塑膜、隔膜、正极片及其正极耳、负极片及其负极耳，所述隔膜位于正极片与负极片之间，所述正极片、负极片以及隔膜向同一方向逐层卷绕以形成卷绕体，卷绕体设置在上述铝塑膜内形成电芯本体，且铝塑膜内添加有成分为LiPF6的电解液，电芯本体整体弯折为圆弧的形状；本发明的有益效果是：本发明的弯形软包锂离子充电电池能够很好的装入弧形的手表带中，并且由于能够很好的与弧形的手表带结合成一体，不受锂离子电池体积的限制，因此相对于普通的手表电池其容量也更大，解决了不规则产品无法安装电池或安装的电池容量过小的问题。
Description
【技术领域】
本发明涉及锂离子电池，更具体的说，本发明涉及一种弯形软包锂离子充电电池及其制作方法。
【背景技术】
锂离子电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充电过程中，Li+在两个电极之间来回嵌入和脱嵌：充电池时，Li+从正极脱嵌，经电解质嵌入负极，负极处于富锂状态，放电时则相反，一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。锂离子电池具有高能量密度、开路电压高、输出功率大、无记忆效应、工作温度范围宽、充放电速度快等优点，因此，锂离子电池广泛应用于消费电子产品、军工产品、航空产品等。
现有的锂离子电池，其外形一般比较规则，例如为圆柱形、菱形等，这些类型的锂离子电池表面平整，而当一些不规则的产品中需要使用电池时，这些表面平整的锂离子电池则无法装入不规则的产品中，例如在制作手表时，人们希望能够将手表的电池装入手表带内，但由于手表带具有一定的弧度，因此，规则的锂离子电池无法装入弧形的手表带内，或者即使能够将锂离子电池装入手表带内，锂离子电池的体积也受到了限制，其容量非常小，是这种手表的批量生产的瓶颈。
【发明内容】
本发明的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种能够装入弧形的手表带内部的弯形软包锂离子充电电池，该弯形软包锂离子充电电池解决了不规则产品无法安装电池或安装的电池容量过小的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：它包括铝塑膜、隔膜、正极片及其正极耳、负极片及其负极耳，其改进之处在于：所述隔膜位于正极片与负极片之间，所述正极片、负极片以及隔膜向同一方向逐层卷绕以形成卷绕体，卷绕体设置在上述铝塑膜内形成电芯本体，且铝塑膜内添加有成分为LiPF6的电解液，电芯本体整体弯折为圆弧的形状；
上述结构中，所述正极耳为铝片，负极耳为镍片，正极耳连接到正极片上，负极耳连接到负极片上，且正极耳与负极耳均伸出铝塑膜；
上述结构中，所述电芯本体弯折为圆弧的形状，且电芯本体的内凹的弧形面的半径为26.71mm，电芯本体弯折后的长度为28.69±0.5mm，宽度为10.0mm，厚度为2.2mm；
上述结构中，所述电芯本体弯折为圆弧的形状，且电芯本体的内凹的弧形面的半径为21.16mm，电芯本体弯折后的长度为20.5±0.5mm，宽度为10.0mm，厚度为2.2mm。
本发明还提供了一种适用于上述弯形软包锂离子充电电池的制作方法，该方法包括以下步骤：
A、正极耳与负极耳的点焊，选取正极片与正极耳、负极片与负极耳，将正极耳通过点焊机点焊在正极片上，将负极耳通过点焊机点焊在负极片上；
B、卷绕体的制作，选取隔膜纸，首先将隔膜纸对折后形成上、下两层隔膜纸，上层隔膜纸比下层隔膜纸长7-10mm，再将隔膜纸套在卷针上，将负极片插 入两层隔膜纸之间，负极片末端放入隔膜纸最底端，先隔膜纸与负极片一同卷绕半圈，且卷绕的方向需与负极耳点焊的方向一致，然后把正极片放置在上层隔膜纸之间并逐层卷绕，卷绕的方向与正极耳点焊的方向一致，卷绕完成后抽出卷针，正极耳与负极耳位于最外一层；
C、封边处理，将卷绕体放入铝塑膜上，对折铝塑膜后，铝塑膜具有三个开口的边，分别为一个顶端开口的边和两个侧边开口的边，使用封边机对铝塑膜的顶端开口的边和其中一个侧边开口的边进行封边处理，其中封边机的上封刀的温度为200-220℃，下封刀的温度为210-230℃，封边时间为2.5-3.5s，封边完成后即形成电芯本体；
D、烘烤，将封边后的电芯本体放入烘烤箱内进行烘烤，烘烤温度为70-80℃，烘烤时间为11-13h；
E、注液，通过铝塑膜侧边的开口往电芯本体内注入电解液，添加的电解液的成分为LiPF6，且注入电解液的过程在手套箱内完成，手套箱的温度为25±5℃，相对湿度小于2%，注液后，在20min内通过封边机对铝塑膜侧边的开口进行封边；
F、化成，对步骤E中注液的电芯本体进行化成，化成的参数为：3.6mA电流恒流充电6h；
G、抽气，对步骤F中化成完成后的电芯本体进行抽气，用负压将电芯本体内多余的气体抽去，抽气时间5s，真空≥90%；
H、整形与弯折，将电芯本体上多余的铝塑膜除去后，再将电芯本体放入弯折机器内，电芯本体首先经过弯折机器的折边段，使得电芯本体两侧边上的铝塑膜向内折，然后电芯本体经过弯折机器的弯折段，将电芯本体弯折呈弧形状；
I、热压成型，将弯折呈弧形状的电芯本体进行热压，热压温度为65±5℃热 压完成后，即制得了弯形软包锂离子充电电池。
优选地，所述步骤B中，选取的隔膜纸为聚丙乙烯，隔膜纸的宽度为9.0mm，厚度为0.020mm；
优选地，所述步骤C中，封边机的上封刀的温度为210℃，下封刀的温度为220℃，封边时间为3s；
优选地，所述步骤D中，烘烤温度为75℃，烘烤时间为12h。
本发明的有益效果在于：本发明公开了一种弯形软包锂离子充电电池及其制作方法，通过此种方法制作的锂离子充电电池，其电芯本体通过折弯机折弯后形成弧形状，能够很好的装入弧形的手表带中，并且由于能够很好的与弧形的手表带结合成一体，不受锂离子电池体积的限制，因此相对于普通的手表电池其容量也更大，与现有的菱形及圆柱形锂离子电池相比，本发明解决了不规则产品无法安装电池或安装的电池容量过小的问题。
【附图说明】
图1为本发明的弯形软包锂离子充电电池的结构示意图；
图2为本发明的弯形软包锂离子充电电池的剖面示意图；
图3为本发明的弯形软包锂离子充电电池的立体示意图；
图4为本发明的弯形软包锂离子充电电池的俯视图；
图5为本发明的弯形软包锂离子充电电池的侧视图；
图6为本发明的弯形软包锂离子充电电池的制作方法流程图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
参照图1至图5所示，为本发明的第一个具体实施例，本发明揭示了一种弯形软包锂离子充电电池，它包括铝塑膜10、隔膜20、正极片30及其正极耳40、负极片50及其负极耳60，在本实施例中，正极耳40为铝片，电性连接到正极片30上，负极耳60为镍片，电性连接到负极片50上，隔膜20则位于正极片30与负极片50之间，将正极片30与负极片50隔开，正极片30、负极片50以及隔膜20向同一方向逐层卷绕以形成卷绕体60；另外，在卷绕过程中需注意，卷绕的方向需与正极耳40和负极耳60的点焊的方向一致，即，负极耳60点焊在负极片50的一个侧面上，在卷绕时，则需控制该侧面向内卷绕；同样的，正极片40点焊在正极片30的一个侧面上，在卷绕时，则需控制该侧面向内卷绕。图1中所示仅为了表达卷绕体60的内部具体结构，在具体实施中时，参照图2所示，正极片30、负极片50以及隔膜20可向同一方向多次逐层卷绕，以构成卷绕体60，铝塑膜10则位于卷绕体60的最外层，将卷绕体60整体的包裹起来，以形成电芯本体70，铝塑膜10内还添加有电解液，在本实施例中，电解液的主要成分为LiPF6。
参照图3、图4以及图5，电芯本体70整体弯折为圆弧的形状，在本实施例中，电芯本体的内凹的弧形面的半径R为26.71mm，弯折后，电芯本体的长度L为28.69±0.5mm，宽度W为10.0mm，厚度H为2.2mm。
参照图6所示，本发明还揭示了一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，该方法包括以下步骤：
A、正极耳与负极耳的点焊，选取正极片与正极耳、负极片与负极耳，将正极耳通过点焊机点焊在正极片上，将负极耳通过点焊机点焊在负极片上；
B、卷绕体的制作，选取隔膜纸，首先将隔膜纸对折后形成上、下两层隔膜纸，上层隔膜纸比下层隔膜纸长7mm，再将隔膜纸套在卷针上，将负极片插入两 层隔膜纸之间，负极片末端放入隔膜纸最底端，先隔膜纸与负极片一同卷绕半圈，且卷绕的方向需与负极耳点焊的方向一致，然后把正极片放置在上层隔膜纸之间并逐层卷绕，卷绕的方向与正极耳点焊的方向一致，卷绕完成后抽出卷针，正极耳与负极耳位于最外一层；
所述隔膜纸为聚丙乙烯，隔膜纸的宽度为9.0mm，厚度为0.020mm；
C、封边处理，将卷绕体放入铝塑膜上，对折铝塑膜后，铝塑膜具有三个开口的边，分别为一个顶端开口的边和两个侧边开口的边，使用封边机对铝塑膜的顶端开口的边和其中一个侧边开口的边进行封边处理，其中封边机的上封刀的温度为210℃，下封刀的温度为220℃，封边时间为3s，封边完成后即形成电芯本体；
D、烘烤，将封边后的电芯本体放入烘烤箱内进行烘烤，烘烤温度为75℃，烘烤时间为12h；
E、注液，通过铝塑膜侧边的开口往电芯本体内注入电解液，添加的电解液的成分为LiPF6，且注入电解液的过程在手套箱内完成，手套箱的温度为25±5℃，相对湿度小于2%，注液后，在20min内通过封边机对铝塑膜侧边的开口进行封边；
F、化成，对步骤E中注液的电芯本体进行化成，化成的参数为：3.6mA电流恒流充电6h；
G、抽气，对步骤F中化成完成后的电芯本体进行抽气，用负压将电芯本体内多余的气体抽去，抽气时间5s，真空≥90%；
H、整形与弯折，将电芯本体上多余的铝塑膜除去后，再将电芯本体放入弯折机器内，电芯本体首先经过弯折机器的折边段，使得电芯本体两侧边上的铝塑膜向内折，然后电芯本体经过弯折机器的弯折段，将电芯本体弯折呈弧形状；
I、热压成型，将弯折呈弧形状的电芯本体进行热压，热压温度为70℃，热压完成后，即制得了弯形软包锂离子充电电池。
实施例2
参照图1至图4所示，为本发明的第一个具体实施例，本发明揭示了一种弯形软包锂离子充电电池，它包括铝塑膜10、隔膜20、正极片30及其正极耳40、负极片50及其负极耳60，在本实施例中，正极耳40为铝片，电性连接到正极片30上，负极耳60为镍片，电性连接到负极片50上，隔膜20则位于正极片30与负极片50之间，将正极片30与负极片50隔开，正极片30、负极片50以及隔膜20向同一方向逐层卷绕以形成卷绕体60；另外，在卷绕过程中需注意，卷绕的方向需与正极耳40和负极耳60的点焊的方向一致，即，负极耳60点焊在负极片50的一个侧面上，在卷绕时，则需控制该侧面向内卷绕；同样的，正极片40点焊在正极片30的一个侧面上，在卷绕时，则需控制该侧面向内卷绕。图1中所示仅为了表达卷绕体60的内部具体结构，在具体实施中时，参照图2所示，正极片30、负极片50以及隔膜20可向同一方向多次逐层卷绕，以构成卷绕体60，铝塑膜10则位于卷绕体60的最外层，将卷绕体60整体的包裹起来，以形成电芯本体70，铝塑膜10内还添加有电解液，在本实施例中，电解液的主要成分为LiPF6。
参照图3、图4以及图5，电芯本体70整体弯折为圆弧的形状，在本实施例中，电芯本体的内凹的弧形面的半径R为21.16mm，弯折后，电芯本体的长度L为20.5±0.5mm，宽度W为10.0mm，厚度H为2.2mm。
参照图6所示，本发明还揭示了一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，该方法包括以下步骤：
A、正极耳与负极耳的点焊，选取正极片与正极耳、负极片与负极耳，将正 极耳通过点焊机点焊在正极片上，将负极耳通过点焊机点焊在负极片上；
B、卷绕体的制作，选取隔膜纸，首先将隔膜纸对折后形成上、下两层隔膜纸，上层隔膜纸比下层隔膜纸长10mm，再将隔膜纸套在卷针上，将负极片插入两层隔膜纸之间，负极片末端放入隔膜纸最底端，先隔膜纸与负极片一同卷绕半圈，且卷绕的方向需与负极耳点焊的方向一致，然后把正极片放置在上层隔膜纸之间并逐层卷绕，卷绕的方向与正极耳点焊的方向一致，卷绕完成后抽出卷针，正极耳与负极耳位于最外一层；
所述隔膜纸为聚丙乙烯，隔膜纸的宽度为9.0mm，厚度为0.020mm；
C、封边处理，将卷绕体放入铝塑膜上，对折铝塑膜后，铝塑膜具有三个开口的边，分别为一个顶端开口的边和两个侧边开口的边，使用封边机对铝塑膜的顶端开口的边和其中一个侧边开口的边进行封边处理，其中封边机的上封刀的温度为215℃，下封刀的温度为225℃，封边时间为3.5s，封边完成后即形成电芯本体；
D、烘烤，将封边后的电芯本体放入烘烤箱内进行烘烤，烘烤温度为78℃，烘烤时间为12.5h；
E、注液，通过铝塑膜侧边的开口往电芯本体内注入电解液，添加的电解液的成分为LiPF6，且注入电解液的过程在手套箱内完成，手套箱的温度为25±5℃，相对湿度小于2%，注液后，在20min内通过封边机对铝塑膜侧边的开口进行封边；
F、化成，对步骤E中注液的电芯本体进行化成，化成的参数为：3.6mA电流恒流充电6h；
G、抽气，对步骤F中化成完成后的电芯本体进行抽气，用负压将电芯本体内多余的气体抽去，抽气时间5s，真空≥90%；
H、整形与弯折，将电芯本体上多余的铝塑膜除去后，再将电芯本体放入弯折机器内，电芯本体首先经过弯折机器的折边段，使得电芯本体两侧边上的铝塑膜向内折，然后电芯本体经过弯折机器的弯折段，将电芯本体弯折呈弧形状；
I、热压成型，将弯折呈弧形状的电芯本体进行热压，热压温度为72℃，热压完成后，即制得了弯形软包锂离子充电电池。
通过上述的描述，本发明公开了一种弯形软包锂离子充电电池及其制作方法，通过此种方法制作的锂离子充电电池，其电芯本体通过折弯机折弯后形成弧形状，能够很好的装入弧形的手表带中，并且由于能够很好的与弧形的手表带结合成一体，不受锂离子电池体积的限制，因此相对于普通的手表电池其容量也更大，与现有的菱形及圆柱形锂离子电池相比，本发明解决了不规则产品无法安装电池或安装的电池容量过小的问题。
以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制。在本发明的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明所保护的范围。
Claims (10)
1.一种弯形软包锂离子充电电池，它包括铝塑膜、隔膜、正极片及其正极耳、负极片及其负极耳，其特征在于：所述隔膜位于正极片与负极片之间，所述正极片、负极片以及隔膜向同一方向逐层卷绕以形成卷绕体，卷绕体设置在上述铝塑膜内形成电芯本体，且铝塑膜内添加有成分为LiPF6的电解液，电芯本体整体弯折为圆弧的形状。
2.根据权利要求1所述的一种弯形软包锂离子充电电池，其特征在于：所述正极耳为铝片，负极耳为镍片，正极耳连接到正极片上，负极耳连接到负极片上，且正极耳与负极耳均伸出铝塑膜。
3.根据权利要求1所述的一种弯形软包锂离子充电电池，其特征在于：所述电芯本体弯折为圆弧的形状，且电芯本体的内凹的弧形面的半径为26.71mm。
4.根据权利要求3所述的一种弯形软包锂离子充电电池，其特征在于：所述电芯本体弯折后的长度为28.69±0.5mm，宽度为10.0mm，厚度为2.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种弯形软包锂离子充电电池，其特征在于：所述电芯本体弯折为圆弧的形状，且电芯本体的内凹的弧形面的半径为21.16mm。
6.根据权利要求5所述的一种弯形软包锂离子充电电池，其特征在于：所述电芯本体弯折后的长度为20.5±0.5mm，宽度为10.0mm，厚度为2.2mm。
7.一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
A、正极耳与负极耳的点焊，选取正极片与正极耳、负极片与负极耳，将正极耳通过点焊机点焊在正极片的一端，将负极耳通过点焊机点焊在负极片的一端；
B、卷绕体的制作，选取隔膜纸，首先将隔膜纸对折后形成上、下两层隔膜纸，上层隔膜纸比下层隔膜纸长7-10mm，再将隔膜纸套在卷针上，将负极片插入两层隔膜纸之间，负极片末端放入隔膜纸最底端，先隔膜纸与负极片一同卷绕半圈，且卷绕的方向需与负极耳点焊的方向一致，然后把正极片放置在上层隔膜纸之间并逐层卷绕，卷绕的方向与正极耳点焊的方向一致，卷绕完成后抽出卷针，正极耳与负极耳位于最外一层；
C、封边处理，将卷绕体放入铝塑膜上，对折铝塑膜后，铝塑膜具有三个开口的边，分别为一个顶端开口的边和两个侧边开口的边，使用封边机对铝塑膜的顶端开口的边和其中一个侧边开口的边进行封边处理，其中封边机的上封刀的温度为200-220℃，下封刀的温度为210-230℃，封边时间为2.5-3.5s，封边完成后即形成电芯本体；
D、烘烤，将封边后的电芯本体放入烘烤箱内进行烘烤，烘烤温度为70-80℃，烘烤时间为11-13h；
E、注液，通过铝塑膜侧边的开口往电芯本体内注入电解液，添加的电解液的成分为LiPF6，且注入电解液的过程在手套箱内完成，手套箱的温度为25±5℃，相对湿度小于2%，注液后，在20min内通过封边机对铝塑膜侧边的开口进行封边；
F、化成，对步骤E中注液的电芯本体进行化成，化成的参数为：3.6mA电流恒流充电6h；
G、抽气，对步骤F中化成完成后的电芯本体进行抽气，用负压将电芯本体内多余的气体抽去，抽气时间5s，真空≥90%；
H、整形与弯折，将电芯本体上多余的铝塑膜除去后，再将电芯本体放入弯折机器内，电芯本体首先经过弯折机器的折边段，使得电芯本体两侧边上的铝塑膜向内折，然后电芯本体经过弯折机器的弯折段，将电芯本体弯折呈弧形状；
I、热压成型，将弯折呈弧形状的电芯本体进行热压，热压温度为65±5℃，热压完成后，即制得了弯形软包锂离子充电电池。
8.根据权利要求7所述的一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，其特征在于：所述步骤B中，选取的隔膜纸为聚丙乙烯，隔膜纸的宽度为9.0mm，厚度为0.020mm。
9.根据权利要求7所述的一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，其特征在于：所述步骤C中，封边机的上封刀的温度为210℃，下封刀的温度为220℃，封边时间为3s。
10.根据权利要求7所述的一种弯形软包锂离子充电电池的制作方法，其特征在于：所述步骤D中，烘烤温度为75℃，烘烤时间为12h。
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