CN104037457A - 一种聚合物电池的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种聚合物电池的封装方法；本发明包括如下工序：化成后的电池→上夹具→烘烤→冷却→下夹具→划开气囊→塞入纸巾→平压抽真空→封口→切边→成形；本发明而不仅可防止电解液污染电池和设备，而且电池设计时不需太刻意减少注液量影响电池性能；尤其是此种工艺对二封机的适用性较好。

Description

一种聚合物电池的封装方法
技术领域
本发明涉及电池制备技术领域，尤其涉及一种聚合物电池的封装方法。
背景技术
锂聚合物电池(Li-polymer)，又称高分子锂电池。它也是锂离子电池的一种，但是与液锂电池(Li-ion)相比具有能量密度高、更小型化、超薄化、轻量化，以及高安全性等多种明显优势，是一种新型电池。在形状上，锂聚合物电池具有超薄化特征，可以配合各种产品的需要，制作成任何形状与容量的电池。该类电池可以达到的最小厚度可达0.5mm。它的标称电压与Li-ion一样也是标称电压3.7V，没有记忆效应。
锂电池由于其明显的优点已经被广泛使用，但是其生产却需要多道工序。目前生产中密封工序通常是利用一个密封腔，将充满电解液的电芯置于气袋中，再将装有电芯的气袋置于密封腔内，用盖板固定，同时利用针刺破气袋的延生部分，再用真空泵将密封腔内的空气和电芯中的残留电解液抽出，整个密封腔形成真空后，两个发热封头将电池边缘融合密封。但是在密封过程中存在一些问题：(1)、将气囊划开，直接抽真空后需用布将气囊和电池表面电解液擦干净，工作效率低下。(2)、电解液设计需精准，抽出的电解液不能大于0.4g，否则生产操作电池腐蚀沾液不良较高。(3)、二封机需跟据电池做出电解液溢出槽，让多余电解液流入，也需要用布将沾到气囊和电池上的电解液擦干净，电解液比较容易腐蚀设备和封头。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种聚合物电池的封装方法；该方法制得锂离子电池成品，能够防止抽真空时电池内部电解液抽出污染电池，能够较好的适应电解液的工艺设计和二封机的设备能力。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种聚合物电池的封装方法，依次包括如下工序：化成后的电池→上夹具→烘烤→冷却→下夹具→划开气囊→塞入纸巾→平压抽真空→封口→切边→成形。
较佳地，所述烘烤前，先将至少2个化成后的电池放置到夹具中，调至压力为28～35N.m/每层；在该压力下能使电池平整，内部隔膜内的气泡和多余的电解液被挤出，其中压力如果太大电池局部容易短路，太小电池会压不平。
较佳地，所述烘烤工序中温度为75～85℃，烘烤时间为3～5小时。电池在该温度条件下，容易定形和修复负极表面未形成好的SEL膜，使电解液内的添加剂充分融解，稳定电池性能，提高批次电池均匀性温度太高。同时会令电解液的溶剂(DMC、DEC、EMC)会挥发生成气体，避免造成电池内部气体太多和影响电池性能。其中，温度超过100℃会造成电池内部隔膜收缩造成电池短路，温度太低，达不到定形的效果，需加长烘烤时间浪费能耗。
较佳地，所述冷却工序中温度为15～25℃，冷却时间为0.5～2小时。
通过加热冷却处理能使做成的电池硬实，内部没有明显流动的电解液。
其中，所述至少2个化成后的电池之间的距离大于或等于5mm。
较佳地，所述平压抽真空工序中，真空为-90KPa～-99KPa，真空保持时间：4～8秒。
较佳地，所述封口工序中，封头温度为:190～200℃，封焊时间为4～6秒，封装压力为4.0～5.0kgf。
其中，所述划开气囊→塞入纸巾工序为用刀片将每一个电池的气囊的单层划开并挑开口，划开宽度5～10mm，取一段纸巾塞入开口处。
本发明包括如下工序：化成后的电池→上夹具→烘烤→冷却→下夹具→划开气囊→塞入纸巾→平压抽真空→封口→切边→成形。本发明通过一定压力下夹具夹持对化成电池进行烘烤冷却，在压力下能使电池平整，内部隔膜内的气泡和多余的电解液挤出的同时，使做成的电池硬实，内部不会有明显流动的电解液；初步减少电解液的流动。然后再将气囊的单层划开并挑开口，取一条纸巾塞入开口处，二封时电解液流到纸巾上，防止污染电池和二封机。总之，本发明不仅可防止电解液污染电池和设备，而且电池设计时不需太刻意减少注液量影响电池性能；尤其是此种工艺对二封机的适用性较好。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员理解，下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例1
一种聚合物电池的封装方法，具体包括如下步骤：
步骤一、将化成后的电池组放置到夹具上，调整压力为28N.m/每层，电池厚度及机器下封头抬升高度调整卡槽深度，在夹具中添加垫板，封装后电池的二封边需呈“一”字型不可出现弯折。在夹具挡板内侧粘贴一层铁氟龙，根据电池宽度调整卡槽宽度，固定宽度挡板。电池放入卡槽后应刚好左右可自由移动、前后不可移动。电池放置在调整好的卡槽中，深槽向下，气囊朝外，电池高度在90mm以下一次最多放置4个，电池高度在90mm以上一次放置2个，两电池间距≥5mm，电池摆放不可超出封头长度定位处。将掩片翻起盖在电池上，掩片需完全盖住电池主体且不可超出卡槽挡板。
步骤二、调节温度为75℃，烘烤3小时；然后于15℃下冷却0.5小时。
步骤三、将冷却后的电池取下夹具，在每一个电池的气囊的单层划开并挑开口(宽度5～10mm)，取一段(长约20mm)纸巾塞入开口处约5mm，二封时电解液流到纸巾上，防止污染电池和二封机。然后进行平压抽真空(真空为-90KPaKPa，真空保持时间：4秒。)
步骤四、最后进行封口、切边、成形制得成品，其中，封头温度为:190℃，封焊时间为4秒，封装压力为4.0kgf。封装后封边厚度(对应铝塑膜厚度0.113mm)要求为0.170mm。
实施例2
一种聚合物电池的封装方法，具体包括如下步骤：
步骤一、将化成后的电池组放置到夹具上，调整压力为35N.m/每层，两电池间距≥5mm。其它同具体实施例1。
步骤二、调节温度为85℃，烘烤5小时；然后于25℃下冷却2小时。
步骤三、将冷却后的电池取下夹具，在每一个电池的气囊的单层划开并挑开口(宽度5～10mm)，取一段(长约20mm)纸巾塞入开口处约5mm，二封时电解液流到纸巾上，防止污染电池和二封机。然后进行平压抽真空(真空为-99KPa，真空保持时间：8秒。)
步骤四、最后进行封口、切边、成形制得成品，其中，封头温度为:200℃，封焊时间为6秒，封装压力为5.0kgf。封装后封边厚度(对应铝塑膜厚度0.113mm)要求为0.200mm。
实施例3
一种聚合物电池的封装方法，具体包括如下步骤：
步骤一、将化成后的电池组放置到夹具上，调整压力为30N.m/每层，两电池间距≥5mm。其它同具体实施例1。
步骤二、调节温度为80℃，烘烤4小时；然后于20℃下冷却1小时。
步骤三、将冷却后的电池取下夹具，在每一个电池的气囊的单层划开并挑开口(宽度5～10mm)，取一段(长约20mm)纸巾塞入开口处约5mm，二封时电解液流到纸巾上，防止污染电池和二封机。然后进行平压抽真空(真空为-95KPa，真空保持时间：6秒。)
步骤四、最后进行封口、切边、成形制得成品，其中，封头温度为:190℃，封焊时间为5秒，封装压力为4.5kgf。封装后封边厚度(对应铝塑膜厚度0.113mm)要求为0.180mm。
实施例4
一种聚合物电池的封装方法，具体包括如下步骤：
步骤一、将化成后的电池组放置到夹具上，调整压力为32N.m/每层，两电池间距≥5mm。其它同具体实施例1。
步骤二、调节温度为83℃，烘烤4.5小时；然后于22℃下冷却2小时。
步骤三、将冷却后的电池取下夹具，在每一个电池的气囊的单层划开并挑开口(宽度5mm)，取一段(长约20mm)纸巾塞入开口处约5mm，二封时电解液流到纸巾上，防止污染电池和二封机。然后进行平压抽真空(真空为-99KPa，真空保持时间：4秒。)
步骤四、最后进行封口、切边、成形制得成品，其中，封头温度为:190℃，封焊时间为6秒，封装压力为4.0kgf。封装后封边厚度(对应铝塑膜厚度0.113mm)要求为0.200mm。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种聚合物电池的封装方法，其特征在于，依次包括如下工序：化成后的电池→上夹具→烘烤→冷却→下夹具→划开气囊→塞入纸巾→平压抽真空→封口→切边→成形。
2.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述烘烤前，先将至少2个化成后的电池放置到夹具中，调至压力为28～35N.m/每层。
3.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述烘烤工序中温度为75～85℃，烘烤时间为3～5小时。
4.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述冷却工序中温度为15～25℃，冷却时间为0.5～2小时。
5.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述至少2个化成后的电池之间的距离大于或等于5mm。
6.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述平压抽真空工序中，真空为-90KPa～-99KPa，真空保持时间为4～8秒。
7.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述封口工序中，封头温度为:190～200℃，封焊时间为4～6秒，封装压力为4.0～5.0kgf。
8.根据权利要求1所述的封装方法，其特征在于，所述划开气囊→塞入纸巾工序为用刀片将每一个电池的气囊的单层划开并挑开口，划开宽度5～10mm，取一段纸巾塞入开口处。
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