CN104157900A - 一种软包弧形电芯及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种软包弧形电芯,包括卷芯、极耳、铝塑包装膜以及电解液，卷芯与电解液均设置在铝塑包装膜内部共同组成电芯本体，软包弧形电芯的电芯本体两侧向远离电芯本体方向延伸设置有封边，封边远离电芯本体的端部设置有折边，封边与折边为一体结构，折边与封边相平行且彼此贴合。将软包弧形电芯的折边设置成与封边部分相贴合结构，且封边与折边位于电芯本体具有相同半径的圆弧一侧，在电芯本体加工成软包弧形电芯时封边以及折边虽然被外力作用，但由于封边以及折边在同一半径的弧形面上，有效减少了折边以及弧形成型对包装膜的损伤。避免成形过程中封边和折边破损造成漏液。本发明还公开了软包弧形电芯加工工艺，生产步骤简单，产品合格率高。

Description

一种软包弧形电芯及其加工工艺

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种软包弧形电芯及其加工工艺。

背景技术

近些年来，随着电池技术的发展，锂离子电池因其具有放电电流大、稳定性好、安全性好、容量大等特点广泛应用于数码产品、电动工具和动力玩具等领域中，给我们的生活带来了极大的方便。

软包电池是聚合物电池的另一种叫法，与锂离子电池相比，具有体积小、重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等多种优点。

随着人们生活水平的提高，个性化的数码产品层出不穷。如腕式手机，腕式手表，腕式健康仪等。上述电子产品由于其形状与体积的特点对电池的形状有不同的要求，因此随着其的广泛应用，对弧形软包锂电池需求量越来越大。

电芯包括卷芯、铝塑包装膜以及电解液，在铝塑包装膜完成对卷芯以及电解液的包装后需要对铝塑包装膜进行封边操作以避免电解液漏出，因此在电芯的两侧通常会留有热压形成的封边，若封边不经过任何折边处理通常状态为由靠近电芯的位置向远离电芯的位置延伸，此时封边会损失电芯的宽度，导致最终电池能量密度的损失。因此在电芯生产过程中通常会对电芯热封边进行折边处理，在直板状电芯的生产过程中通常将封边向靠近电芯的方向翻折90°并保证经过90°翻折的封边高度不超出电芯的厚度即可。但是在弧形电芯生产过程中由于需要对完成折边的直板状电芯进行模压成型形成弧形结构，由于成型后的弧形电芯在厚度方向上具有靠近圆心以及远离圆心的两条弧形边，在靠近圆心的弧形边弧长等于原直板状电芯的边长的情况下远离圆心的弧形边将被拉伸，在被拉伸的过程中铝塑包装膜很容易被拉破裂造成电解液泄漏，因此传统的电芯折边结构以及加工工艺已经难以满足弧形电芯的生产要求。

发明内容

本发明的一个目的在于：通过设计具有新型折边结构的软包弧形电芯，避免电芯在折边完成后的弧形成型过程中造成铝塑包装膜破损漏液。

本发明的另一个目的在于：提供一种具有新型结构的软包弧形电芯的加工工艺，提高弧形电芯的产品合格率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种软包弧形电芯，包括卷芯、极耳、铝塑包装膜以及电解液，所述卷芯、与所述电解液均设置在所述铝塑包装膜内部共同组成电芯本体，所述软包弧形电芯的电芯本体两侧向远离所述电芯本体的方向延伸设置有封边，所述封边远离所述电芯本体的端部设置有折边，所述封边与所述折边为一体结构，所述折边与所述封边相平行且彼此贴合。

封边与折边整体位于电芯本体具有相同半径的圆弧一侧，这种结构在电芯本体加工成软包弧形电芯的时候封边以及折边虽然被电芯制弧工艺产生的外力作用，但由于封边以及折边在同一半径的弧形面上，从而有效的减少了折边以及弧形成型对铝塑包装膜的损伤，提高了软包弧形电芯的产品合格率。

作为软包弧形电芯的一种优选的技术方案，所述软包弧形电芯在其厚度方向的两端具有拥有共同圆心的第一圆弧面以及第二圆弧面，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆弧面的半径；所述封边设置在所述第一圆弧面或所述第二圆弧面所在面上，所述折边由所述封边远离所述电芯本体的一部分朝所述电芯本体方向翻折180°形成。

作为软包弧形电芯的一种优选的技术方案，当所述封边设置在所述第一圆弧面时，所述封边远离所述电芯本体的一部分向所述封边靠近所述第二圆弧面的一侧翻折180°形成与所述封边相平行的所述折边；当所述封边设置在所述第二圆弧面时，所述封边远离所述电芯本体的一部分向所述封边靠近所述第一圆弧面的一侧翻折180°形成与所述封边相平行的所述折边。

在生产弧形电芯的时候可以将翻边向电芯本体的方向翻折形成折边，即，翻边可向靠近电芯本体的一侧翻折，使折边位于电芯本体的上下两表面之间。

一种软包弧形电芯加工工艺，包括：制作电芯、通过模压的方式将所述电芯冲压为软包弧形电芯，在所述制作电芯的过程中具有折边步骤S17，所述折边步骤S17包括：

S171、折边：使用折边机沿电芯底部表面将封边翻折至预定角度；

S172、压边：使用压边机将折边压至与封边未经翻折的部分相贴合。

作为软包弧形电芯加工工艺的一种优选的技术方案，所述步骤S171中使用折边机沿电芯底部表面将封边翻折至预定角度为：将封边远离电芯本体的一部分向所述封边靠近第二圆弧面的一侧翻折90°至180°。

作为软包弧形电芯加工工艺的一种优选的技术方案，所述制作电芯在步骤S17之前还有如下步骤：

S10、卷绕：采用手动卷绕或机械卷绕的方式制造卷芯；

S11、铝塑包装膜成形：通过铝塑包装膜成形机成形卷芯专用铝塑包装膜；

S12、极耳热封和一封边热封：把卷芯放入铝塑包装膜凹槽，用极耳热封机和一封边热封机分别进行热封；

S13、注液：已热封的电芯进行烘烤后，移到手套箱里，将电解液注入电芯并热封注液边；

S14、预充：已注液的电芯静置一段时间后，通过预充柜对电芯进行初次充放电，让电芯拥有初步的电性能；

S15、二封：把已预充的电芯多余电解液和气体抽掉，并热封电芯二封边；

S16、切边：对已热封二封边的电芯进行切边。

作为软包弧形电芯加工工艺的一种优选的技术方案，所述制作电芯在步骤S17之后还有如下步骤：

S18、续充：对电芯进行充放电，让电芯达到预定的电性能。

作为软包弧形电芯加工工艺的一种优选的技术方案，所述通过模压的方式将所述电芯冲压为软包弧形电芯包括以下步骤：

S20、提供一种成型面为弧形且具有相互配合的成型上模以及成型下模的模压成型设备；

S21、把续充后电芯放入成形下模；

S22、成形上模在气缸作用下下压完成成形，成形后取下软包弧形电芯。

作为软包弧形电芯加工工艺的一种优选的技术方案，所述步骤S21中把续充后的电芯放入成型下模为：将所述电芯具有封边的一侧朝向所述成型下模放入所述成型下模中，或，将所述电芯具有封边的一侧远离所述成型下模放入所述成型下模中。

本发明的有益效果为：将软包弧形电芯的折边设置成与封边部分相贴合的结构，且封边与折边整体位于电芯本体具有相同半径的圆弧一侧，这种结构在电芯本体加工成软包弧形电芯的时候封边以及折边虽然被电芯制弧工艺产生的外力作用，但由于封边以及折边在同一半径的弧形面上，从而有效的减少了折边以及弧形成型对铝塑包装膜的损伤。能够避免成形过程中封边和折边破损造成漏液本。发明还公开了上述软包弧形电芯的加工工艺，其生产步骤简单，产品合格率高。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例一所述软包弧形电芯结构示意图。

图2为图1俯视图。

图3为图1左视图。

图4为本发明实施例二所述软包弧形电芯结构示意图。

图5为图4俯视图。

图6为图4左视图。

图7为本发明实施例所述软包弧形电芯加工工艺流程图。

图8为本发明实施例所述卷芯结构示意图。

图9为图8俯视图。

图10为图8左视图。

图11为本实施例所述铝塑包装膜结构主视图。

图12为本实施例所述铝塑包装膜结构俯视图。

图13为本实施例所述极耳热封和一封边热封状态示意图。

图14为图13俯视图。

图15为热封注液口后电芯结构示意图。

图16为二封边热封后电芯结构示意图。

图17为切边后电芯结构示意图。

图18为折边后电芯结构示意图。

图19为图18俯视图。

图20为图18左视图。

图21为电芯上极耳所在的一侧面朝向成型下模内表面设置时软包弧形电芯成型后结构示意图。

图1-6中：

1、电芯本体；2、极耳；3、第一圆弧面；4、第二圆弧面；5、封边；6、折边。

图8-21中：

101、电芯；102、卷芯；103、极耳；104、铝塑包装膜；105、凹槽；106、注液口；

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一：

如图1～3所示，于本实施例中，本发明所述的一种软包弧形电芯,包括卷芯、极耳2、铝塑包装膜以及电解液，卷芯与电解液均设置在铝塑包装膜内部，软包弧形电芯在其厚度方向的两端具有拥有共同圆心的第一圆弧面3以及第二圆弧面4，第一圆弧面3的半径小于第二圆弧面4的半径。在第一圆弧面3所在面上、软包弧形电芯的电芯本体1两侧向远离电芯本体1的方向延伸设置有封边5，封边5远离电芯本体1的一部分向封边5靠近第二圆弧面4的一侧翻折180°形成与封边5相平行的折边6，封边5与折边6为一体结构，折边6与封边5相平行且彼此贴合。

实施例二：

如图4～6所示，于本实施例中，本发明所述的一种软包弧形电芯,包括卷芯、极耳2、铝塑包装膜以及电解液，卷芯与电解液均设置在铝塑包装膜内部，软包弧形电芯在其厚度方向的两端具有拥有共同圆心的第一圆弧面3以及第二圆弧面4，第一圆弧面3的半径小于第二圆弧面4的半径。在第二圆弧面4所在面上、软包弧形电芯的电芯本体1两侧向远离电芯本体1的方向延伸设置有封边5，封边5远离电芯本体1的一部分向封边5靠近第一圆弧面3的一侧翻折180°形成与封边5相平行的折边6，封边5与折边6为一体结构，折边6与封边5相平行且彼此贴合。

实施例三，本实施例介绍本发明所述的一种软包弧形电芯加工工艺。

如图7～21所示，于本实施例中，本发明所述的一种软包弧形电芯加工工艺，包括制作电芯101，以及将电芯101通过模压的方式加工成软包弧形电芯；模压过程中成型上模可进行转动，使成型上模与电芯101之间滚动接触，电芯101与成型上模之间的相对运动产生的摩擦为滚动摩擦。

如图7～20所示，制作电芯101包括以下步骤：

S10、卷绕：如图8、9、10所示为卷芯102的结构示意图，采用手动卷绕或机械卷绕的方式制造卷芯102。

S11、铝塑包装膜成形：通过铝塑包装膜成形机成形卷芯102专用铝塑包装膜104；在本实施例中，成型后的铝塑包装膜104结构如图11、12所示，在平面铝塑包装膜上加工能够容纳卷绕后的卷芯102的凹槽105。

S12、极耳103热封和一封边热封：如图13、14所示，把卷芯102放入铝塑包装膜的凹槽105中，将铝塑包装膜104沿卷芯102底边方向进行翻折，使铝塑包装膜104两边在极耳103处重合，并将卷芯102上下两表面覆盖。用极耳热封机将相互重合的极耳103处铝塑包装膜104密封，使铝塑包装膜104形成筒状结构，卷芯102位于筒状结构铝塑包装膜104内部极耳103由一侧伸出。再采用一封边热封机密封筒状铝塑包装膜104的一端，使其成为袋装结构。

S13、注液：已热封的电芯101进行烘烤后，移到手套箱里，将铝塑包装膜104的开口作为注液口106，电解液由注液口106注入电芯101，注液完成后采用封边机对注液口106进行热封，如图15所示；在本实施例中电解液的注入采用海霸泵进行。本领域技术人员可以理解的是：步骤S10至步骤S12中的卷芯102在本步骤S13中注液后称为电芯101。

S14、预充：已注液的电芯101静置一段时间后，通过预充柜对电芯101进行初次充放电，让电芯101拥有初步的电性能。

S15、二封：通过抽真空热封机把已预充的电芯101多余电解液和气体抽掉，并热封电芯101二封边；如图16所示，本实施例中二封边位于注液口106与电芯101之间，靠近电芯101的位置。

S16、切边：如图17所示，通过切边机对已热封二封边的电芯101进行切边；

S17、折边：如图18、19、20所示，所述折边步骤S17具体包括：

S171、折边：使用折边机沿电芯底部表面将封边翻折至预定角度；

S172、压边：使用压边机将折边压至与封边未经翻折的部分相贴合。

S18、续充：通过化成柜对电芯101进行充放电让电芯101达到预定的电性能，形成合格的电芯101。

其中模压包括以下步骤：

S20、提供一种成型面为弧形且具有相互配合的成型上模以及成型下模的模压成型设备；

S21、把续充后的电芯101放入成形下模；

S22、成形上模在气缸作用下下压完成成形，成形后取下电芯101。

步骤S21中将电芯101放入成型下模，将电芯101上极耳103所在的一侧面朝向成型下模211内表面设置形成如图21所示的软包弧形电芯的结构。

在步骤S21中还可以将电芯101上与极耳103所在的一侧面相对的侧面朝向成型下模内表面设置形成其它的软包弧形电芯的结构。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理，在本发明所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种软包弧形电芯,其特征在于，包括卷芯、极耳、铝塑包装膜以及电解液，所述卷芯与所述电解液均设置在所述铝塑包装膜内部共同组成电芯本体，所述软包弧形电芯的电芯本体两侧向远离所述电芯本体的方向延伸设置有封边，所述封边远离所述电芯本体的端部设置有折边，所述封边与所述折边为一体结构，所述折边与所述封边相平行且彼此贴合。

2.根据权利要求1所述的软包弧形电芯，其特征在于，所述软包弧形电芯在其厚度方向的两端具有拥有共同圆心的第一圆弧面以及第二圆弧面，所述第一圆弧面的半径小于所述第二圆弧面的半径；所述封边设置在所述第一圆弧面或第二圆弧面所在面上，所述折边由所述封边远离所述电芯本体的一部分朝所述电芯本体方向翻折180°形成。

3.根据权利要求2所述的软包弧形电芯，其特征在于，当所述封边设置在所述第一圆弧面时，所述封边远离所述电芯本体的一部分向所述封边靠近所述第二圆弧面的一侧翻折180°形成与所述封边相平行的所述折边；当所述封边设置在所述第二圆弧面时，所述封边远离所述电芯本体的一部分向所述封边靠近所述第一圆弧面的一侧翻折180°形成与所述封边相平行的所述折边。

4.一种如权利要求1至3中任一项所述的软包弧形电芯加工工艺，包括：制作电芯、通过模压的方式将所述电芯冲压为软包弧形电芯，其特征在于，在所述制作电芯的过程中具有折边步骤S17，所述折边步骤S17包括：

S171、折边：使用折边机沿电芯底部表面将封边翻折至预定角度；

S172、压边：使用压边机将折边压至与封边未经翻折的部分相贴合。

5.根据权利要求4所述的软包弧形电芯加工工艺，其特征在于，所述步骤S171中使用折边机沿电芯底部表面将封边翻折至预定角度为：将封边远离电芯本体的一部分向所述封边靠近第一圆弧面或第二圆弧面的一侧翻折90°至180°。

6.根据权利要求5所述的软包弧形电芯加工工艺，其特征在于，所述制作电芯在步骤S17之前还有如下步骤：

S10、卷绕：采用手动卷绕或机械卷绕的方式制造卷芯；

S11、铝塑包装膜成形：通过铝塑包装膜成形机成形卷芯专用铝塑包装膜；

S12、极耳热封和一封边热封：把卷芯放入铝塑包装膜凹槽，用极耳热封机和一封边热封机分别进行热封；

S13、注液：已热封的电芯进行烘烤后，移到手套箱里，将电解液注入电芯并热封注液边；

S14、预充：已注液的电芯静置一段时间后，通过预充柜对电芯进行初次充放电，让电芯拥有初步的电性能；

S15、二封：把已预充的电芯多余电解液和气体抽掉，并热封电芯二封边；

S16、切边：对已热封二封边的电芯进行切边。

7.根据权利要求5或6所述的软包弧形电芯加工工艺，其特征在于，所述制作电芯在步骤S17之后还有如下步骤：

S18、续充：对电芯进行充放电，让电芯达到预定的电性能。

8.根据权利要求6所述的软包弧形电芯加工工艺，其特征在于，所述通过模压的方式将所述电芯冲压为软包弧形电芯包括以下步骤：

S20、提供一种成型面为弧形且具有相互配合的成型上模以及成型下模的模压成型设备；

S21、把续充后电芯放入成形下模；

S22、成形上模在气缸作用下下压完成成形，成形后取下软包弧形电芯。

9.根据权利要求8所述的软包弧形电芯加工工艺，其特征在于，所述步骤S21中把续充后的电芯放入成型下模为：将所述电芯具有封边的一侧朝向所述成型下模放入所述成型下模中，或，将所述电芯具有封边的一侧远离所述成型下模放入所述成型下模中。