CN104332646A - 铝塑膜包装圆柱形锂离子电池及其制作方法 - Google Patents

铝塑膜包装圆柱形锂离子电池及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，公开了一种铝塑膜包装圆柱形锂离子电池，它包括圆柱形电芯、铝塑膜袋、正极耳、负极耳，正极耳或者负极耳其中一个极耳上设有两个极耳胶，即第一极耳胶、第二极耳胶，另一个极耳上设有一个极耳胶，即第三极耳胶，第二极耳胶、第三极耳胶分别与铝塑膜袋热熔后形成两个端部封边，第一极耳胶与其中一个端部封边之间设有气囊。本发明采用了两个极耳胶的极耳，使正负极极耳分别位于电芯两端的同时又使气囊位于电芯的一个端部，极大提高了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池设计与制作的灵活性；提高了电解液注入电芯的速度；减少了铝塑膜冲坑工序，节约了生产成本，避免了冲坑带来的铝塑膜漏气的风险。

Description

铝塑膜包装圆柱形锂离子电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种由带有两个极耳胶的极耳制作成的铝塑膜包装圆柱形锂离子电池。 
背景技术
不锈钢壳的圆柱形锂离子电池由于容量高、电池一致性好、循环寿命长等优点，而被广泛使用。但是，采用不锈钢作为外壳，一方面，不锈钢壳的尺寸直接限制了电芯的尺寸，使得电池制作的灵活性大大降低；其次，不锈钢外壳的圆柱形锂离子电池在化成、老化过程产生的气体无法排出，或者需要付出较多的成本才能将化成、老化过程产生的气体排出，因此，电池厂生产不锈钢壳的圆柱形锂离子电池，通常采用闭口化成的工艺，这样，使得化成、老化过程产生的气体储存在电池内，电池内压、失效的概率、安全事故的风险均增大；第三方面，不锈钢壳圆柱形锂离子电池在使用过程中出现问题时，不易被察觉，进一步增大了出现安全事故的风险。为了解决上述问题，人们将不锈钢壳换做铝塑膜，制作铝塑膜包装的圆柱形电池，但由此带来新的问题：首先，铝塑膜包装圆柱形锂离子电池所用的铝塑膜在使用前通常需要冲坑，而铝塑膜的冲坑深度有限，这限制了已有技术铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的大小；其次，铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的气囊留在与电芯平行的侧边，这样，不论是从气囊向电芯内加注电解液，还是在电芯的两个端部留有的注液孔向电芯加注电解液，电解液渗透速度较慢，使得电池生产周期较长。上述缺陷限制了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的尺寸以及制作的简便性，影响了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的应用。 
发明专利《圆柱型软包装电池的制作方法、封边机、冲壳方法及模具》（申请号为：201410103940.3）利用一种特殊的冲壳模具，将铝塑膜冲成3个或3个以上的圆弧，几个圆弧卷绕起来构成一个圆，如此，可以增大铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的尺寸。但是，该专利并没有述及如何改变铝塑膜包装圆柱形锂离子电池气囊的位置，也没有述及电解液如何加注，因此，在气囊位置以及电解液加注方面并没有做出创新，为了实现该专利所述的有益效果，需要设计加工特殊的冲壳模具，特殊的封边模具；由于铝塑膜依然需要冲坑，因此，并没有从根本上避免冲坑对铝塑膜造成的损伤、甚至破裂的风险。 
发明专利（申请号为：201110405660.4）《锂离子电池的封装方法以及锂离子电池》为了解决这个问题，将储气囊的预留位置从侧面改变为与两个极耳相对的对端（也就是行业内通称的电池底端），铝塑膜被冲坑成为两个半圆，没有解决铝塑膜包装圆柱形锂离子电池尺寸做不大的问题；在该专利中，为了将气囊设置在电芯的底端而不是侧边，就必须将两个极耳设置在电芯的同一端，在圆柱形锂离子电池中，设置在同一端的两个极耳为了与铝塑膜的密封，就需要将极耳绕折，以使两个极耳位于同一平面，而极耳的绕折一方面增加工序，另一方面对电池的可靠性不利。 
可见，已有技术不能够同时解决铝塑膜包装圆柱形锂离子电池尺寸做不大、注液困难以及气囊位置设置不合理、不灵活的问题，极大限制了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的应用。 
发明内容
本发明的目的是提供一种铝塑膜包装圆柱形锂离子电池及其制作方法，以解决铝塑膜包装圆柱形锂离子电池气囊位置设置不合理、需要对铝塑膜包装进行冲坑，电解液注液困难以及影响锂离子电子尺寸设计的问题。 
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为： 
一种铝塑膜包装圆柱形锂离子电池，它包括由正极片、负极片、隔膜卷绕而成的圆柱形电芯、电芯设置在铝塑膜袋中、电芯的两端分别为正极耳、负极耳，所述正极耳或者所述负极耳其中一个极耳上设有两个极耳胶，即第一极耳胶、第二极耳胶，所述第二极耳胶位于该极耳的远端，另一个极耳上设有一个极耳胶，即第三极耳胶，所述第二极耳胶、第三极耳胶分别与所述铝塑膜袋热熔后结合，形成两个端部封边，所述第一极耳胶与其中一个端部封边之间设有气囊。
作为本发明的进一步改进，所述第一极耳胶与所述第二极耳胶之间的距离不小于所述气囊的高度。 
制作上述铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的方法，包括以下步骤： 
步骤一：在所述正极片上焊接所述正极耳，所述负极片上焊接所述负极耳，所述正极耳或者所述负极耳其中一个极耳上设有两个极耳胶，将所述正极片、负极片、隔膜卷绕成所述圆柱形电芯，并使所述正极耳和负极耳分别位于所述电芯的两端；
步骤二：按照所述电芯及气囊的高度，适当裁剪铝塑膜，进行侧封边，形成所述铝塑膜袋，将步骤一所制备的所述电芯装入所述铝塑膜袋中，所述第三极耳胶的底端接近于所述铝塑膜袋的一端侧，将所述第三极耳胶与铝塑膜袋热熔封边，形成一个所述端部封边；
步骤三：通过所述气囊向所述铝塑膜袋中加注电解液，再将所述第二极耳胶与所述铝塑膜袋热熔封边，形成另一个所述端部封边；
步骤四：电池化成；
步骤五：化成完成后，减除所述气囊及所述气囊上腔的顶端封边，从所述第一极耳胶处抽气封边，使所述第一极耳胶与铝塑膜袋热熔形成最终端部封边，得到铝塑膜包装圆柱形锂离子电池。
本发明的有益效果为： 
（1）本发明通过在正极耳或负极耳上设置两个极耳胶，实现正负极极耳分别位于电芯两端的同时又使气囊位于电芯的一个端部，从而极大提高了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池设计与制作的灵活性；
（2）本发明中所述铝塑膜袋包括两个功能部分：一部分容纳电芯、另一部分作为气囊，用于电池在化成时所产生气体的收集。所述气囊位于带有两个极耳胶的正极耳或负极耳所在电芯的端部，第一极耳胶、第二极耳胶之间的距离与气囊的高度相对应。通过气囊向铝塑膜袋内加注电解液时，电解液会沿着电芯极片与隔膜层间缝隙快速渗透，有利于电解液对极片与隔膜的浸润，缩短电池制作时间；
（3）本发明制作过程中不再需要对所述铝塑膜袋进行冲坑，既节约生产成本，又使铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的直径设计不受限制，同时也避免了冲坑带来的铝塑膜袋漏气的风险。
附图说明
图1是本发明在气囊剪切前的结构示意图； 
图2是本发明在气囊剪切后的结构示意图；
图3是图1中电芯的结构示意图；
图4是图1中铝塑膜袋的结构示意图；
图中：1、电芯，2、铝塑膜袋，3、第三极耳胶，4、正极耳，5、端部封边，6、侧封边，7、气囊，8、最终端部封边，9、负极耳，10、第一极耳胶，11、第二极耳胶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。 
如图1至图4所示的一种铝塑膜包装圆柱形锂离子电池，它包括由正极片、负极片、隔膜卷绕而成的圆柱形电芯1、电芯1设置在铝塑膜袋2中、电芯1的两端分别为正极耳4、负极耳9，负极耳9设有两个极耳胶，即第一极耳胶10、第二极耳胶11，第二极耳胶11位于负极耳9的远端，第一极耳胶10与第二极耳胶11之间的距离不小于气囊7的高度，正极耳4上设有一个极耳胶，即第三极耳胶3，第二极耳胶11、第三极耳胶3分别与铝塑膜袋2热熔后形成两个端部封边5，第一极耳胶10与其所对应的端部封边5之间设有气囊7。 
制作上述铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的方法，包括以下步骤： 
步骤一：在正极片上焊接正极耳4，负极片上焊接负极耳9，将正极片、负极片、隔膜卷绕成圆柱形电芯1，并使正极耳4和负极耳9分别位于电芯1的两端；
步骤二：按照电芯1及气囊7的高度，适当裁剪铝塑膜，侧边热熔后形成侧封边6，得到铝塑膜袋2，将步骤一所制备的电芯1装入铝塑膜袋2中，第三极耳胶3的底端接近于铝塑膜袋2的一端侧，将第三极耳胶3与铝塑膜袋2热熔封边，形成一个端部封边5；
步骤三：通过气囊7向铝塑膜袋2中加注电解液，再将第二极耳胶11与铝塑膜袋2热熔封边，形成另一个端部封边5；
步骤四：电池化成；
步骤五：化成完成后，将气囊7剪破，从第一极耳胶10处抽气封边，使第一极耳胶10与铝塑膜袋2热熔形成最终端部封边8，得到铝塑膜包装圆柱形锂离子电池。
本实施例在负极耳9上设置了两个极耳胶，正极耳4上设置了一个极耳胶，也可改变为在负极耳9上设置一个极耳胶，正极耳4上设置两个极耳胶，或者是在正极耳4、负极耳9上分别设置两个极耳胶，均可实现本发明的制作。 
本发明采用了两个极耳胶的极耳，使正负极极耳分别位于电芯两端的同时又使气囊位于电芯的一个端部，极大提高了铝塑膜包装圆柱形锂离子电池设计与制作的灵活性；提高了电解液注入电芯的速度；减少了铝塑膜冲坑工序，既节约了生产成本，又使电池的直径设计不受限制，避免了冲坑带来的铝塑膜漏气的风险。 

Claims (3)

1.一种铝塑膜包装圆柱形锂离子电池，它包括由正极片、负极片、隔膜卷绕而成的圆柱形电芯、电芯设置在铝塑膜袋中、电芯的两端分别为正极耳、负极耳，其特征在于：所述正极耳或者所述负极耳其中一个极耳上设有两个极耳胶，即第一极耳胶、第二极耳胶，所述第二极耳胶位于该极耳的远端，另一个极耳上设有一个极耳胶，即第三极耳胶，所述第二极耳胶、第三极耳胶分别与所述铝塑膜袋热熔后结合，形成两个端部封边，所述第一极耳胶与其中一个端部封边之间设有气囊。
2.根据权利要求1所述的铝塑膜包装圆柱形锂离子电池，其特征在于：所述第一极耳胶与所述第二极耳胶之间的距离不小于所述气囊的高度。
3.制作权利要求1所述的铝塑膜包装圆柱形锂离子电池的方法，其特征在于：它包括以下步骤：
步骤一：在所述正极片上焊接所述正极耳，所述负极片上焊接所述负极耳，所述正极耳或者所述负极耳其中一个极耳上设有两个极耳胶，将所述正极片、负极片、隔膜卷绕成所述圆柱形电芯，并使所述正极耳和负极耳分别位于所述电芯的两端；
步骤二：按照所述电芯及气囊的高度，适当裁剪铝塑膜，进行侧封边，形成所述铝塑膜袋，将步骤一所制备的所述电芯装入所述铝塑膜袋中，所述第三极耳胶的底端接近于所述铝塑膜袋的一端侧，将所述第三极耳胶与铝塑膜袋热熔封边，形成一个所述端部封边；
步骤三：通过所述气囊向所述铝塑膜袋中加注电解液，再将所述第二极耳胶与所述铝塑膜袋热熔封边，形成另一个所述端部封边；
步骤四：电池化成；
步骤五：化成完成后，减除所述气囊及所述气囊上腔的顶端封边，从所述第一极耳胶处抽气封边，使第一极耳胶与铝塑膜袋热熔形成最终端部封边，得到铝塑膜包装圆柱形锂离子电池。
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