CN106159119A - 一种软包装锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

为解决现有软包装锂离子电池为单一的矩形或者弧形导致的续航性能低、电池易损伤、良率较低、成本较高的问题，本发明提供了一种软包装锂离子电池及其制造方法。本发明一方面提供了一种软包装锂离子电池，包括极芯和铝塑复合膜制成的拱形壳体；所述拱形壳体包括平直部和弧形弯曲部；所述极芯呈与所述拱形壳体相适配的形状，封装于所述拱形壳体内。本发明提供的软包装锂离子电池，可提高穿戴设备的电池容量，提升其续航能力，电池良率更高，可有效降低电池的成本。且电池的内阻、容量和循环性能等电性能指标稳定可靠。

Description

一种软包装锂离子电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及软包装锂离子电池领域，尤其指用在穿戴设备上的软包装锂离子电池。

背景技术

随着IT产业的飞速发展，智能手机、穿戴设备等越来越为人们所关注，其中，对于其中的电池的要求也越来越高。其中，软包装锂离子电池以其设计多样性、小型化和多样化，已经广泛用于穿戴设备中，例如智能手环、智能手表等。当前的穿戴设备的功能丰富，对电池的续航能力要求也越来越高。这就需要充分利用穿戴设备中的多余空间，来装载容量更大的电池。

早期的电池解决方案都是采用小型的方形软包装锂离子电池，将电池设计成所需要的大小，有的设备可以放入多个电池，整体结构上与传统的方形电池没有本质的区别，这个方案的优势是制作工艺成熟。然而，部分智能穿戴设备的结构并非规则的方形结构，而是呈整体呈弧形或部分呈弧形，此时，方形软包装电池不太适合该种智能穿戴设备，其在弯曲的结构中无法使用或者即使使用也只能使用有限的矩形空间，比如智能手表的表盘中。

为此，作为改进的方式，部分厂家将电池设计成规则的圆弧形状。这种设计可以利用设备中的弧形空间，比如将该弧形的软包装锂离子电池设计到表带中。如此可以更方便地安装于智能穿戴设备内，以采用更大容量的软包装锂离子电池，提高其电池的续航性能。但申请人在实际应用过程中发现，如果想继续利用形状规则的矩形空间，就要另外设计一款电池配合使用。这样会带来额外的电池使用成本。

综上，现有软包装锂离子电池使用在智能穿戴设备上时，仍然存在续航性能较低，成本较高的问题。

目前，现有制作弧形的软包装锂离子电池的过程一般是在封装、注液、化成获得常规的电池后，再将电池经滚压或者模压得到弧形的软包装锂离子电池；然而该种方式可能会造成电池的损伤，部分软包装锂离子电池存在外观大面积起皱和破损，产品良率较低，成本较高的问题。

发明内容

为解决现有软包装锂离子电池为单一的矩形或者弧形导致的续航性能低、电池易损伤、良率较低、成本较高的问题，本发明提供了一种软包装锂离子电池及其制造方法。

本发明一方面提供了一种软包装锂离子电池，包括极芯和铝塑复合膜制成的拱形壳体；

所述拱形壳体包括平直部和弧形弯曲部；所述极芯呈与所述拱形壳体相适配的形状，封装于所述拱形壳体内；

所述极芯上设有极耳，所述极耳从所述拱形壳体中引出。

本发明提供的软包装锂离子电池，其拱形壳体包括平直部和弧形弯曲部，极芯呈与拱形壳体相适配的形状置于该拱形壳体内，这样更能够充分利用穿戴设备的空间，其平直部可以装在表盘等矩形空间内，而弧形弯曲部可以装在表带等弧形空间内。例如在智能手表中，平直部可以在手表表盘下方，两端弧形弧形弯曲部可以设计到弯曲的表带中。这样在只使用一颗电池的情况下，就最大限度地利用了智能手表以及类似的穿戴设备中的弧形空间和矩形空间内。如此，可提高穿戴设备的电池容量，提升其续航能力，电池良率更高，可有效降低电池的成本。且电池的内阻、容量和循环性能等电性能指标稳定可靠。

优选地，所述拱形壳体包括底壳及封盖；所述底壳上冲压有容纳极芯的容纳槽；所述封盖对折翻扣在所述底壳上，热封以形成密封的拱形壳体。

优选地，所述拱形壳体热封的边包括前端引出极耳的极耳引出边和左右两侧的热封弯折边；所述热封弯折边弯折后贴在所述拱形壳体的左右两侧。

优选地，所述极芯的个数为多个，其在空间位置上呈上下叠置或者前后串接的方式放置，且以并联或串联的方式电连接。

优选地，所述极芯为卷绕式极芯，其由正极片、隔膜和负极片卷绕而成。

优选地，所述极芯为叠片式极芯，其由若干正极片、隔膜、负极片依次重复叠置而成。

优选地，所述平直部位于拱形壳体的中部，所述弧形弯曲部包括第一侧弯曲部和第二侧弯曲部，所述第一侧弯曲部和所述第二侧弯曲部分别位于所述平直部两侧。

本发明第二方面提供了一种软包装锂离子电池制造方法，包括如下步骤：

SA、极芯制作步骤：制作正极片、隔膜和负极片，然后采用卷绕或者叠置的方式制作得到极芯；并将所述极芯在预设温度下置于热压模具中热压成型，制成与拱形壳体相适配的极芯；

SB、拱形壳体制作步骤：在将铝塑复合膜置于冲壳模具中冲压，得到具备底壳和封盖的拱形壳体，其中，所述底壳上成型有容纳槽；

SC、封装步骤：将所述极芯安装于所述容纳槽中，将封盖对折翻扣在所述底壳上热封包装；

SD、注液化成步骤：然后向所述壳体内注入电解液，化成。

采用本发明公开的软包装锂离子电池制造方法，其预先通过热压模具热压得到与拱形壳体相适配的极芯，以及通过冲壳模具制备得到拱形壳体；然后将其将极芯热封包装于该拱形壳体中。采用该种方式，在电池制造的初始阶段就将极芯和壳体做成了拱形，使拱形的形状在使用过程中能够稳定保持。这样可有效改善电池外观大面积起皱和破损的现象，电池的内阻、容量和循环性能等电性能指标稳定可靠。其成本显著降低。

优选地，所述预设温度为40-50℃。

优选地，步骤SD中还包括分容、切折烫边工序。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中提供的壳体示意图；

图2是本发明具体实施方式中提供的极芯示意图；

图3是本发明具体实施方式中提供的软包装锂离子电池立体示意图；

图4是本发明具体实施方式中提供的软包装锂离子电池制造流程图。

其中，1、平直部；2、第一侧弯曲部；3、第二侧弯曲部；4、热封弯折边；5、极芯；6、拱形壳体；51、极耳胶；5a、第一极耳；5b、第二极耳；61、底壳；62、封盖；63、容纳槽。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

实施例1

本例将对本发明公开的软包装锂离子电池进行具体解释说明，其中，图1给出了铝塑复合膜制成拱形壳体6热封之前的示意图；图2给出了极芯5的示意图；图3给出了封装后切折烫边后的电池示意图。该软包装锂离子电池包括极芯5和铝塑复合膜制成的拱形壳体6；

所述拱形壳体6包括平直部1和弧形弯曲部；所述极芯5呈与所述拱形壳体6相适配的形状，封装于所述拱形壳体6内；

所述极芯5上设有极耳，所述极耳从所述拱形壳体6中引出。

当然，该拱形壳体6内还密封封装有电解液，由于其为本领域技术人员所公知，且与本申请改进点关联不大，因此，不再赘述。

其中，如图1所示，所述拱形壳体6包括底壳61及封盖62；所述底壳61上冲压有容纳极芯5的容纳槽63；所述封盖62对折翻扣在所述底壳61上，热封以形成密封的拱形壳体6。本例中就专门设计的模具将铝塑复合膜冲出相应的拱形状。这样就够改善电池外观大面积起皱和防止破损。

其中，所述拱形壳体6热封的边包括前端引出极耳的极耳引出边和左右两侧的热封弯折边4；所述热封弯折边4弯折后贴在所述拱形壳体6的左右两侧。上述极耳引出该极耳引出边的位置处，一般包裹有极耳胶51。该极耳包括第一极耳5a和第二极耳5b，当正极片上引出第一极耳5a时时，负极片上引出第二极耳5b上；当负极片上引出第一极耳5a时，正极片上引出第二极耳5b。

关于极芯5的个数，其可以为一个，也可以为多个。当所述极芯5的个数为多个时，各极芯5在空间位置上呈上下叠置或者前后串接的方式放置，且以并联或串联的方式电连接。

其中，所述极芯5为卷绕式极芯，其由正极片、隔膜和负极片卷绕而成。

或者，所述极芯5为叠片式极芯，其由若干正极片、隔膜、负极片依次重复叠置而成。

关于正极片、隔膜、负极片均为本领域技术人员所公知，本例中仅作简单介绍。正极片包括正极金属箔及涂敷在正极金属箔上的正极材料；负极片包括负极金属箔及涂敷在负极金属箔上的负极材料；隔膜可采用PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)、PVDF(聚偏氟乙烯)或PA(聚酰胺)等材料来制备。

关于该平直部1和弧形弯曲部的设置，并不特别限定设置其位置和个数，可根据穿戴设备的内部空间具体设定，该平直部1可以为一个或多个，弧形弯曲部也可以为一个或多个。根据其穿戴设备的内部空间预先制作热压极芯5的热压模具，以及冲压出容纳槽63的冲壳模具，由此采用热压模具预先对极芯5热压定型，并根据冲壳模具预先成型出具备平直部1和弧形弯曲部的拱形壳体6。

比如，本例中，所述平直部1位于拱形壳体6的中部，所述弧形弯曲部包括第一侧弯曲部2和第二侧弯曲部3，所述第一侧弯曲部2和所述第二侧弯曲部 3分别位于所述平直部1两侧。

本例提供的软包装锂离子电池，其拱形壳体6包括平直部1和弧形弯曲部，极芯5呈与拱形壳体6相适配的形状置于该拱形壳体6内，这样更能够充分利用穿戴设备的空间，其平直部1可以装在表盘等矩形空间内，而弧形弯曲部可以装在表带等弧形空间内。如此，可提高穿戴设备的电池容量，提升其续航能力，电池良率更高，可有效降低电池的成本。且电池的内阻、容量和循环性能等电性能指标稳定可靠。

实施例2

本例将对本发明实施例1提供的软包装锂离子电池的制造方法进行具体解释说明，如图4所示，包括如下步骤：

SA、极芯制作步骤：制作正极片、隔膜和负极片，然后采用卷绕或者叠置的方式制作得到极芯5；并将所述极芯5在预设温度下置于热压模具中热压成型，制成与拱形壳体6相适配的极芯5；

SB、拱形壳体制作步骤：在将铝塑复合膜置于冲壳模具中冲压，得到具备底壳61和封盖62的拱形壳体，其中，所述底壳61上成型有容纳槽63；

SC、封装步骤：将所述极芯5安装于所述容纳槽63中，将封盖62对折翻扣在所述底壳61上热封包装；

SD、注液化成步骤：然后向所述壳体内注入电解液，化成。

例如，步骤SA中，采用重量百分比为94.6％wt的正极活性物质、重量比为2.2％wt的导电炭黑、重量比为3.2％wt的粘合剂(如PDVF)、与溶剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)混合在一起制成固含量为45％wt的正极浆料。其中，正极活性物质包括钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、镍钴酸锂、镍锰酸锂、镍锰钴酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂等一种或两种以上的混合物。

然后将该正极浆料涂覆到正极金属箔(铝箔)上，然后经过烘箱烘干，滚压，再经过分条，焊接正极耳，最终制作成正极片。

然后采用与上述正极片向类似的工艺制作得到负极片，即将包括负极活性物质、导电剂、粘合剂和溶剂混合而成的负极浆料涂布在负极金属箔(铜箔)上后，经过烘箱烘干，滚压，再经过分条，焊接负极耳，最终制作成负极片。其在，负极活性物质包括天然石墨、人造石墨、石墨烯、炭黑、钛酸锂、硅、氧化锡等一种或两种以上的混合物。

以上正极片和负极片的制造方法，均采用本领域技术人员所公知的方法，其隔膜的制作方法也为本领域技术人员做公知，不再赘述。

根据实际所设计的极芯5容量的的大小，取适当宽度的卷针，将正极片、隔膜、负极片卷绕成卷绕式极芯5。卷绕式极芯5制作完成后需要使用专门设计的热压模具，在40-50℃(比如采用45℃)下热压成与拱形壳体6中容纳槽63相适配的拱形。本例成形后外观如图2所示。

当然，也可采用若干正极片、隔膜、负极片依次叠置后，制成叠片式极芯5，再将该叠片式极芯5使用专门设计的热压模具，在40-50℃(比如采用45℃)下热压成与拱形壳体6中容纳槽63相适配的拱形。

该步骤SB具体在一冲壳模具中冲压完成，为便于注液和封装，如图1所示，其底壳61和封盖62上留有多余的热封边，其为本领域技术人员所公知，在最后封口时，多余的热封边会被裁剪掉。

上述步骤SA和步骤SB并无时间上的先后顺序。

步骤SC中，将上述步骤SA制备得到的极芯5装入步骤SB中制备的拱形壳体6中，热封包装，并将极芯5上的正极耳和负极耳引出。热封包装的方法为本领域技术人员所公知，不再赘述。

步骤SD中，注入电解液、化成的方法均为本领域技术人员所公知，不再赘述。化成过程或者化成后一般还包括抽真空的步骤，化成结束后还包括封口的步骤，其均为本领域技术人员所公知。一般步骤SD中还包括分容、切折烫边工序。分容即指对电池的容量进行分选，切折烫边即指将多余的热封边切除后，将左右侧的热封弯折边4弯折贴在拱形壳体6的左右两侧。其均与传统软包装 锂离子电池的制造方法相同。不再赘述。

采用本例公开的软包装锂离子电池制造方法，其预先通过热压模具热压得到与拱形壳体6相适配的极芯5，以及通过冲壳模具制备得到拱形壳体6；然后将其将极芯5热封包装于该拱形壳体6中。采用该种方式，在电池制造的初始阶段就将极芯5和壳体做成了拱形，使拱形的形状在使用过程中能够稳定保持。这样可有效改善电池外观大面积起皱和破损的现象，电池的内阻、容量和循环性能等电性能指标稳定可靠。其成本显著降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包装锂离子电池，其特征在于，包括极芯和铝塑复合膜制成的拱形壳体；

所述拱形壳体包括平直部和弧形弯曲部；所述极芯呈与所述拱形壳体相适配的形状，封装于所述拱形壳体内；

所述极芯上设有极耳，所述极耳从所述拱形壳体中引出。

2.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述拱形壳体包括底壳及封盖；所述底壳上冲压有容纳极芯的容纳槽；所述封盖对折翻扣在所述底壳上，热封以形成密封的拱形壳体。

3.根据权利要求2所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述拱形壳体热封的边包括前端引出极耳的极耳引出边和左右两侧的热封弯折边；所述热封弯折边弯折后贴在所述拱形壳体的左右两侧。

4.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述极芯的个数为多个，其在空间位置上呈上下叠置或者前后串接的方式放置，且以并联或串联的方式电连接。

5.根据权利要求4所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述极芯为卷绕式极芯，其由正极片、隔膜和负极片卷绕而成。

6.根据权利要求4所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述极芯为叠片式极芯，其由若干正极片、隔膜、负极片依次重复叠置而成。

7.根据权利要求1所述的软包装锂离子电池，其特征在于，所述平直部位于拱形壳体的中部，所述弧形弯曲部包括第一侧弯曲部和第二侧弯曲部，所述第一侧弯曲部和所述第二侧弯曲部分别位于所述平直部两侧。

8.一种软包装锂离子电池制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

SA、极芯制作步骤：制作正极片、隔膜和负极片，然后采用卷绕或者叠置的方式制作得到极芯；并将所述极芯在预设温度下置于热压模具中热压成型，制成与拱形壳体相适配的极芯；

SB、拱形壳体制作步骤：在将铝塑复合膜置于冲壳模具中冲压，得到具备底壳和封盖的拱形壳体，其中，所述底壳上成型有容纳槽；

SC、封装步骤：将所述极芯安装于所述容纳槽中，将封盖对折翻扣在所述底壳上热封包装；

SD、注液化成步骤：然后向所述壳体内注入电解液，化成。

9.根据权利要求8所述的软包装锂离子电池制造方法，其特征在于，所述预设温度为40-50℃。

10.根据权利要求8所述的软包装锂离子电池制造方法，其特征在于，步骤SD中还包括分容、切折烫边工序。