CN106532105A - 一种内串软包锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内串软包锂离子电池及其制备方法，要解决的技术问题是提高串联电池的能量密度和使用寿命，提高软包锂离子电池的生产效率，降低生产成本。内串软包锂离子电池主要由上层铝塑壳、下层铝塑壳、中间层铝塑膜、上层电芯、下层电芯组成。上下两层电芯为卷绕电芯或叠片电芯，两电芯正负极耳位置相反，将下层电芯放入下层铝塑壳中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，叠加放入上层电芯和上层铝塑壳，依次进行封装，上下电芯正负极焊接，烘烤，注液，化成，抽液成型，分容。该锂离子电池较同能量软包电池能量密度提升2‑3%，且该锂离子电池生产效率高，生产成本低，电池循环性能好。

Description

一种内串软包锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种内串联式软包单体锂电池技术。
背景技术
软包锂离子电池能量密度高，倍率性能和安全性能好，循环寿命长，广泛应用于电子产品、电动工具、新能源汽车、储能等领域。伴随着技术的进步和市场的发展，应用领域要求软包锂离子电池的重量越来越轻，体积越来越小，以使产品可以储存更多的能量，使用更长的时间，电动汽车可以有更长的续航里程等，这就要求软包锂离子有更高的重量比能量密度和体积比能量密度。在使用时，通过容量、内阻、自放电等测试挑选一致性良好的软包锂离子电池串并联使用，但目前大部分电池生产厂家还不能够实现单体锂离子电池静态和动态的良好一致性控制，组合内的单体软包锂离子电池一致性差导致组合后电池组性能大大降低，尤其是影响串联锂离子电池的使用寿命，所以提高能量密度，提高生产效率和电池一致性，降低生产成本成为人们研究的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种内串软包锂离子电池及其制备方法，要解决的技术问题是提高串联电池的能量密度和使用寿命，提高软包锂离子电池的生产效率，降低生产成本。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种内串软包锂离子电池，包括电池壳和电芯单体，所述的电池壳内置有两个串联的电芯单体，所述的电芯单体中间间隔一层中间层铝塑膜，上层电芯和下层电芯均为方形卷绕电芯或方形叠片电芯；
上层电芯的负极耳与下层电芯的正极耳位置重叠且连接在一起，上层电芯和下层电芯两个极耳位于同一个侧边或者不同的侧边。
根据所述的内串软包锂离子电池，所述的电芯单体两个极耳分别位于两个相对的侧边，上层电芯负极耳与下层电芯正极耳位于侧边中间位置。
根据所述的内串软包锂离子电池，所述的电芯单体两个极耳位于同一侧边，上层电芯负极耳与下层电芯正极耳位于侧边中间位置。
根据所述的内串软包锂离子电池，所述的电池壳包括上层铝塑壳和下层铝塑壳，是由外层尼龙层、中间层铝层和内层PP层组成；中间层铝塑膜上下两面均为PP层，中间层为铝层。
一种内串软包锂离子电池的制备方法，首先，进行软包锂离子电池上下层电芯的制备，电芯制备可采用传统卷绕方式或叠片方式，上下两层电芯正负极耳位置相反，分别位于电芯的一侧或相对的两侧，正负极耳均为传统带胶极耳；
然后取下层电芯放入传统下层铝塑壳中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，在PP/Al/PP铝塑膜上叠加放入上层电芯和上层铝塑壳，其中上层铝塑壳、下层铝塑壳和中间层铝塑膜边缘对齐，大小一致；
最后进行软包锂离子电池顶部、侧面、底部封装，上层电芯的负极耳与下层电芯的正极耳重叠对齐焊接，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容，完成锂离子电池的制备。
本发明的优点与效果是：
1. 本发明三层铝塑膜来实现内串两只电芯的锂离子软包电池制作，比普通两只软包锂离子电池串联节约了铝塑膜用量，且同时封装、注液、化成内部两个电芯，制作成本低，效率高。
2. 本发明同时进行两串电芯的注液，化成等工序，尤其是化成工序中俩电芯化成温度、化成压力一致，化成分容同步，电池一致性好，循环寿命长。
3. 本发明直接利用传统铝塑壳和封装，不需要重新开发铝塑膜成型模具和封装模具，就可以实现了增加软包装锂离子电池的电压，另外内串两个电芯正负极焊接极耳封装外露，可随时进行单个电芯的检测，有利于锂离子电池的解剖分析。
附图说明
图1为实施例1中软包锂离子电池内部上层电芯平面图。
图2为实施例1中软包锂离子电池内部下层电芯平面图。
图3为实施例1中软包锂离子电池俯视平面图。
图4为实施例1中软包锂离子电池横截面剖视图。
图5为实施例2中软包锂离子电池内部上层电芯平面图。
图6为实施例2中软包锂离子电池内部下层电芯平面图。
图7为实施例2中软包锂离子电池俯视平面图。
图8为实施例2中软包锂离子电池横截面剖视图。
附图中：1、上层电芯；2、下层电芯；101、正极耳； 102、负极耳； 201、正极耳； 202、负极耳； 3、正负极耳焊接区； 4、上层铝塑壳； 5、下层铝塑壳； 6、中间层铝塑膜。
具体实施方式
本发明公开了一种内串软包锂离子电池及其制备方法。
一种内串软包锂离子电池包括上层铝塑壳4、下层铝塑壳5、中间层铝塑膜6、上层电芯1，下层电芯2。其中，上层铝塑壳4和下层铝塑壳5为传统软包锂离子电池铝塑壳，主要由外层尼龙层、中间层铝层和内层PP层组成。中间层铝塑膜6不同于传统铝塑膜，该铝塑膜主要为上下两面均为PP层，中间层为铝层。
上层电芯1和下层电芯2均为方形卷绕电芯或方形叠片电芯，上下两层电芯正负极耳位置相反，分别位于电芯的一侧边缘和中间位置或对侧中间位置。如果上层电芯1正负极耳分别位于电芯一侧边缘和中间位置（或分别位于电芯的一侧边缘位置和对侧的中间位置），则下层电芯2正负极耳分别位于电芯一侧中间位置和边缘位置（或分别位于电芯的一侧中间位置与对侧边缘位置）。边缘位置是指紧贴方形电芯侧边交点的位置。
制备方法
首先，进行软包锂离子电池上下层电芯的制备，电芯制备可采用传统卷绕方式或叠片方式。上下两层电芯正负极耳位置相反，分别位于电芯的一侧边缘和中间位置或对侧中间位置，正负极耳均为传统带胶极耳。然后，取下层电芯2放入传统下层铝塑壳中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，在PP/Al/PP铝塑膜上叠加放入上层电芯1和上层铝塑壳。其中上层铝塑壳4、下层铝塑壳5和中间层铝塑膜6边缘对齐，大小一致。最后，进行软包锂离子电池顶部、侧面、底部封装，然后上层电芯的负极耳102与下层电芯的正极耳201重叠对齐焊接，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容，完成锂离子电池的制备。该锂离子电池较同能量软包电池能量密度提升5-20%，且该锂离子电池生产效率高，生产成本低，电池循环性能好。
本发明中的顶部、侧面、底部封装，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容工艺均为本技术领域通用的公知工艺。
实施例1
10Ah-6.4V软包锂离子电池的制备。首先，进行磷酸铁锂上下层电芯2的制备。上下层电芯均采用传统叠片方式，上层电芯1正负极极耳分别位于电芯的一侧边缘位置与中间位置。如图1所示，下层电芯2正负极极耳分别位于电芯的一侧中间位置与边缘位置，如图2所示，然后取下层电芯2放入传统下层铝塑壳5中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，在PP/Al/PP铝塑膜上叠加放入上层电芯1和上层铝塑壳4，其中上层铝塑壳4、下层铝塑壳5和中间层铝塑膜6边缘对齐，大小一致。最后进行软包锂离子电池顶部、侧面、底部封装，下层电芯2的正极耳与上层电芯1的负极耳重叠对齐焊接，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容，完成锂离子电池的制备。制备的内串软包锂离子电池俯视平面图如图3所示，截面剖视图如图4所示。该电池生产效率高，生产成本低，循环性能好。
实施例2
10Ah-7.2V软包锂离子电池的制备。
首先，进行三元材料上下层电芯的制备，上下层电芯均采用传统叠片方式。上层电芯1正负极极耳分别位于电芯的一侧边缘位置和对侧的中间位置，如图5所示，下层电芯2正负极极耳分别位于电芯的一侧中间位置和对侧的边缘位置，如图6所示。然后取下层电芯2放入传统下层铝塑壳中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，在PP/Al/PP铝塑膜上叠加放入上层电芯1和上层铝塑壳4，其中上层铝塑壳4、下层铝塑壳5和中间层铝塑膜6边缘对齐，大小一致。最后，进行软包锂离子电池顶部、侧面、底部的封装，下层电芯2的正极耳201与上层电芯1的负极耳102重叠对齐焊接，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容，完成锂离子电池的制备。制备的内串软包锂离子电池俯视平面图如图7所示，横截面剖视图如图8所示。该电池生产效率高，生产成本低，循环性能好。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种内串软包锂离子电池，包括电池壳和电芯单体，其特征在于：所述的电池壳内置有两个串联的电芯单体，所述的电芯单体中间间隔一层中间层铝塑膜（6），上层电芯（1）和下层电芯（2）均为方形卷绕电芯或方形叠片电芯；
上层电芯（1）的负极耳（102）与下层电芯（2）的正极耳（201）位置重叠且连接在一起，上层电芯（1）和下层电芯（2）两个极耳位于同一个侧边或者不同的侧边。
2.根据权利要求1所述的内串软包锂离子电池，其特征在于：所述的电芯单体两个极耳分别位于两个相对的侧边，上层电芯（1）负极耳（102）与下层电芯（2）正极耳（201）位于侧边中间位置。
3.根据权利要求1所述的内串软包锂离子电池，其特征在于：所述的电芯单体两个极耳位于同一侧边，上层电芯（1）负极耳（102）与下层电芯（2）正极耳（201）位于侧边中间位置。
4.根据权利要求1所述的内串软包锂离子电池，其特征在于：所述的电池壳包括上层铝塑壳（4）和下层铝塑壳（5），是由外层尼龙层、中间层铝层和内层PP层组成；中间层铝塑膜（6）上下两面均为PP层，中间层为铝层。
5.一种权利要求1-4任一项所述的内串软包锂离子电池的制备方法，其特征在于：
首先，进行软包锂离子电池上下层电芯的制备，电芯制备可采用传统卷绕方式或叠片方式，上下两层电芯正负极耳位置相反，分别位于电芯的一侧或相对的两侧，正负极耳均为传统带胶极耳；
然后取下层电芯放入传统下层铝塑壳中，盖上一层PP/Al/PP铝塑膜，在PP/Al/PP铝塑膜上叠加放入上层电芯和上层铝塑壳，其中上层铝塑壳、下层铝塑壳和中间层铝塑膜边缘对齐，大小一致；
最后进行软包锂离子电池顶部、侧面、底部封装，上层电芯的负极耳与下层电芯的正极耳重叠对齐焊接，电芯烘烤，注液，加温加压化成，抽液成型，分容，完成锂离子电池的制备。
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