CN107732289A - 一种软包锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种软包锂离子电池及其制备方法；本发明包括通过特定的方法在电芯外用硅胶壳封制；制得的锂离子电池不仅可以防水，而且可以成功阻止电池内部不可控反应的发生，从而降低起火、燃烧、爆炸的风险；使最终制得的电池，电芯内部与外界完全绝缘，从而具有更高的安全性。同时，本发明的包装方法工艺简单、材料成本低、过程易控制、生产效率高。

Description

一种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，具体涉及一种软包锂离子电池及其制备方法。
背景技术
由于便携式电子产品的发展，充电锂离子电池以其具备高电压、高容量、可重复使用、安全性好、自放电小、可快速充电等特性，得到了广泛的应用。然而，现有的软包锂离子电池大多用的是铝塑膜包装封装的，而这种包装方式在一些恶劣的环境下例如高温高湿条件下电池的铝塑膜很容易因电池的内压增加，CPP层容易剥离，引起外界水分进入，致电池吸水失效或导致安全隐患，还有在电池生产封装中由于铝塑膜的拉伸程度不一样及封装温度存在波动等不可避免的造成电池一些内部腐蚀，最终导致电池鼓包。同时用铝塑膜封装的电池一定会有切口，而铝塑膜中间层是铝层，这些切口会因铝层而导通，这也是一个极大的安全隐患，一旦铝塑膜没有完全绝缘好与保护板或用电器短路电池有可能会起火爆炸。且铝塑膜的价格较高，增大了生产的制造成本。因此现有技术有待改进。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种安全性能高的软包锂离子电池。
本发明的目的之二是提供了所述软包锂离子电池的制备方法。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种软包锂离子电池，包括带有极耳的电芯，所述软包锂离子电池的外壳是由硅胶制得的，所述电芯置于所述硅胶外壳内，所述极耳伸出所述硅胶外壳。
较佳地，所述软包锂离子电池还包括复合膜，所述复合膜置于硅胶外壳内，包裹住所述电芯。
较佳地，所述复合膜是由PPC(共聚聚丙稀)层和PA(聚酰胺)层两层复合而得的双层复合膜。
制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的双层复合膜，用双层复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度160～180℃，时间1～2S；
2）、将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封，封口温度160～180℃，时间1～2S二封完后再用硅胶将其包裹只露出极耳，得到所述软包锂离子电池。
其中，所述步骤3）中，用硅胶将其包裹具体为：将包有双层复合膜的电池放入标准模子中用熔融状态的硅胶包覆冷却约10S既得。
另外一种方式为：所述步骤3）中，用硅胶将其包裹具体为：用相应尺寸的硅胶袋包有复合膜的电池放入其中，并盖上硅胶帽，再将硅胶袋与硅胶帽用胶水粘住。所述硅胶帽是开有相应极耳口的套帽。
制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的三层复合膜，用复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度180～200℃，时间2～4S；
再将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化，之后再对其真空二封既得，封口温度180～200℃，时间2～4S；得到所述软包锂离子电池；
其中，所述三层复合膜是在所述双层复合膜的最外聚酰胺层加镀一层硅胶层。
其中，所述硅胶包括按照重量百分比计算的：
有机聚合物硅橡胶（Organic polymer silicone gum）30%～70%、二氧化硅（Silica）20%～60%和羟基硅油 （Hydroxyl silicone）3%～12%。
其化学结构为：RMe2SiO-(Me2SiO-)n-(MeViSiO)m-SiMe2R+Ho (R2SiO)n-H+SiO2
CAS of SiO2 NO: 148808-60-7
CAS of Si NO: 7440-21-3
所述硅胶优选东莞市金迪姆硅材料科技有限公司的JDM-9050、JDM-9010、JDM-9020、JDM-9030、JDM-9040、JDM-9070、JDM-9060或JDM-9080中的一种。其物理形态介于液体与固体间，且为半透明状。尤其半透明，制备的锂离子电池可以观察到内部电子的转移，若发现问题电池，可以及时处理。而且它不仅与很好的化学稳定性，与电解液不发生反应，同时还具有很好的可塑性，对于磨具成型或溶胶成型都有很高的配合服帖性。
本发明包括通过电池外加硅胶壳，相比与现有技术本发明由于PPC和PA复合膜的具有韧性好、高刚性、高绝缘性、高气密性、耐热性能好等特征。同时硅胶层具有耐高温(800～1200℃)、强韧性、不燃烧等特性，不与任何物质发生反应，不溶于水和任何溶剂，无毒无味，化学性质稳定。这种采用硅胶做外包装的包装不仅可以防水，而且可以成功阻止电池内部不可控反应的发生，从而，降低起火燃烧爆炸的风险，且复合膜是完全绝缘的。使得最终制得的电池电芯内部与封装膜是完全绝缘的，从而具有更高的安全性。另外，上述新型包装方法工艺简单，材料成本低，过程易控制，生产效率高等优点。
具体的实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，以助于本领域技术人员理解本发明。
实施例1
一种软包锂离子电池，包括带有极耳的电芯，软包锂离子电池的外壳是由硅胶制得的，电芯置于复合膜内（由PPC(共聚聚丙稀)层和PA(聚酰胺)层两层复合而得的双层复合膜），复合膜内外包裹硅胶外壳内，所述极耳伸出所述硅胶外壳。
制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的双层复合膜，用双层复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度180℃，时间1S；
2）、将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封，封口温度160℃，时间2S二封。后再将包有双层复合膜的电池放入标准模子中用熔融状态的硅胶包覆冷却约10S既得所述软包锂离子电池。
实施例2
一种软包锂离子电池，结构同实施例1。制备方法：
制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的双层复合膜，用双层复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度160℃，时间2S；
2）、将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封，封口温度160℃，时间2S二封完，用相应尺寸的硅胶袋包有复合膜的电池放入其中，并盖上硅胶帽，再将硅胶袋与硅胶帽用胶水粘住。所述硅胶帽是开有相应极耳口的套帽，硅胶将其包裹只露出极耳，得到所述软包锂离子电池。
实施例3
一种软包锂离子电池，结构同实施例1。制备方法：
制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的双层复合膜，用双层复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度170℃，时间1～2S；
2）、将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封，封口温度170℃，时间1～2S二封完，用相应尺寸的硅胶袋包有复合膜的电池放入其中，并盖上硅胶帽，再将硅胶袋与硅胶帽用胶水粘住。所述硅胶帽是开有相应极耳口的套帽，硅胶将其包裹只露出极耳，得到所述软包锂离子电池。
实施例4
一种软包锂离子电池，包括带有极耳的电芯和复合膜制得的，电芯置于复合膜内；所述复合膜为三层复合膜，依次为PPC、PA和硅胶层，复合膜内外包裹硅胶外壳内，所述极耳伸出所述复合膜外。
制备方法：
先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的三层复合膜，用复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度200℃，时间2S；
再将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化，之后再对其真空二封既得，封口温度180℃，时间2S；得到所述软包锂离子电池。
实施例5
一种软包锂离子电池，结构同实施4。制备方法：
先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的三层复合膜，用复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度180℃，时间4S；
再将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化，之后再对其真空二封既得，封口温度200℃，时间4S；得到所述软包锂离子电池。
实施例6
一种软包锂离子电池，包括带有极耳的电芯，软包锂离子电池的外壳是由硅胶制得的，电芯置于硅胶外壳内，所述极耳伸出所述硅胶外壳。制备所述软包锂离子电池，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯封装于相应尺寸的硅胶外壳内；
2）、将封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封既得所述软包锂离子电池。
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)

1.一种软包锂离子电池，包括电芯，其特征在于，所述软包锂离子电池的外壳是由硅胶制得的，所述电芯置于所述硅胶外壳内，电芯上的极耳伸出所述硅胶外壳。
2.如权利要求1所述软包锂离子电池，其特征在于，所述软包锂离子电池还包括复合膜，所述复合膜置于硅胶外壳内，包裹住所述电芯。
3.如权利要求2所述软包锂离子电池，其特征在于，所述复合膜是由共聚聚丙稀层和聚酰胺层两层复合而得的双层复合膜。
4.制备如权利要求2或3中任意一项所述软包锂离子电池，其特征在于，制备步骤如下：
1)、首先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯及相应尺寸的双层复合膜，用双层复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度160～180℃，时间1～2S；
2）、将顶侧封好的电池进行烘烤除水后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化；
3）、再对其真空二封，封口温度160～180℃，时间1～2S二封完后再用硅胶将其包裹只露出极耳，得到所述软包锂离子电池。
5.如权利要求4所述软包锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，用硅胶将其包裹具体为：将包有双层复合膜的电池放入标准模子中用熔融状态的硅胶包覆冷却10S既得。
6.如权利要求4所述软包锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中，用硅胶将其包裹具体为：用相应尺寸的硅胶袋包有复合膜的电池放入其中，并盖上硅胶帽，再将硅胶袋与硅胶帽用胶水粘住，所述硅胶帽是开有相应极耳口的套帽。
7.制备如权利要求2或3中任意一项所述软包锂离子电池，其特征在于，制备步骤如下：
先准备好已经卷好或叠片好的裸电芯，及相应尺寸的三层复合膜，用复合膜将裸电芯进行顶侧封，封口温度180～200℃，时间2～4S；
再将顶侧封好的电池进行烘烤除水，后注入电解液，待电解液与电芯充分浸润后再对电池进行充放电活化，之后再对其真空二封既得，封口温度180～200℃，时间2～4S；得到所述软包锂离子电池；
所述三层复合膜是在所述双层复合膜的最外聚酰胺层加镀一层硅胶层。
8. 如权利要求1-3中任意一项所述软包锂离子电池，其特征在于，所述硅胶包括按照重量百分比计算的：
有机聚合物硅橡胶 30%～70%
二氧化硅 20%～60%
羟基硅油 3%～12%。
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