CN108123176A - 一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法 - Google Patents

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Abstract

一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法，是通过铝塑膜材料裁切、封装、注液、密封封装、高温搁置、多部位切取测试片、用拉力测试仪进行拉力测试等多步骤完成的。该方法模拟封装三个部分区域：顶封区、侧封区和二封区，测试取样1~11片，方法全面具体，可靠，检测效果具有说服力；将封装电解液的铝塑膜进行高温搁置后紧靠铝塑膜折叠部分热封，热封后高温搁置，对铝塑膜折叠后实施液态热封真实地表征聚合物锂离子电池二封效果，高温搁置后进行测试真实地表征电池经过充放电使用后聚合物锂离子电池的封装强度；用拉力测试仪对切取测试片进行测试，操作简单，测试直观，可以直接、真实地表现出聚合物锂离子电池包装物料、设备、工艺的可行性。

Description

一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法
技术领域
本发明属于锂离子电池制造及控制技术领域，特别是一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法。
背景技术
随着聚合物锂离子电池在动力领域的广泛应用和聚合物锂离子电池工艺技术的不断成熟，人们对聚合物锂离子电池提出更加苛刻的要求，尤其是聚合物锂离子电池的安全性和使用寿命。在聚合物锂离子电池不断发展过程中，聚合物锂离子电池外包装铝塑膜复合材料和带胶极耳越来越多样化，铝塑复合膜外层为聚酰胺纤维材质或聚对苯二甲酸乙二醇酯材质， 且复合层间的复合工艺和材料性能差异大，不同的材料需对应有不用的热封装工艺，这就需要同时具备良好的来料稳定性和设备稳定性，而大部分厂家来料与设备不能够同时具备良好的稳定性，其一略有变动就会影响聚合物锂离子电池的封装性能和可靠性，势必最终影响聚合物锂离子电池的安全性能和使用寿命。
在聚合物锂离子电池生产厂家，每次的铝塑膜材料更改都需要做来料、工艺与设备匹配验证，聚合物锂离子电池制备过程中，封装厚度测量只代表铝塑膜的热形变，不能够说明封装效果，不能够表征聚合物锂离子电池外包装寿命。聚合物锂离子电池生产中往往不能够直接通过测量来判断聚合物锂离子电池的封装效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种评估聚合物锂离子电池封装可靠性的方法，要解决的技术问题是找到合理的聚合物锂离子电池封装测试方法，以铝塑膜试验处理后的热封强度为考察量， 更加快速、直接和真实的表征铝塑膜和极耳材料、工艺与设备匹配的可行性。为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法，该方法包括以下步骤：
（1）将铝塑膜材料裁切出（A±1）×（B±1）mm尺寸，然后将裁切好的铝塑膜对折成（A±1）×（1/2B±1）mm尺寸，同时准备生产用检测合格带胶极耳片，正负极带胶极耳片短端包裹高温胶带，固定在铝塑膜一侧，用顶封设备进行热封，顶封印与正极极耳片胶块连接部位标记为a1，顶封印与负极极耳片胶块连接部位标记为a2，铝塑膜另一侧用侧封机进行热封，热封印部分标记为b；
（2）在注液房干燥环境下将两侧热封后铝塑袋内注入一定量的电解液，将铝塑袋多余气体排出后进行铝塑袋口部封装，热封印部分标记为c，将封装好的铝塑膜60±3℃环境下平铺搁置24h后，紧靠铝塑膜折叠部分用二次封口机进行热封，热封印部分标记为d；
（3）热封后再进行60±3℃环境下平铺搁置24h后，将口部封印c剪开，放掉电解液，切取测试片1、2、3、…11，测试片宽幅15±1mm，用拉力测试仪进行拉力测试，拉力≥34.5N即为合格。
本发明A≥60mm，B≥2×（60mm+正极耳胶块宽度+负极耳胶块宽度）即可。
本发明注入一定量的电解液的量受铝塑膜材料裁切尺寸A×B值的限制，注入电解液的量为(1/10000）×A×B±0.1g。
本发明中的电解液为企业聚合物电池生产用常规电解液。
本发明中的铝塑膜、带胶极耳片为企业聚合物电池生产用判定合格料。
本发明中的封装设备为企业聚合物电池生产正常运行设备。
本发明中的封装温度、时间、压力、封印宽度、厚度等具体封装工艺参数为企业软包电池生产规定工艺参数。
本发明的有益效果是：
（1）本发明模拟封装三个部分区域：顶封区、侧封区和二封区，测试取样1~11片，测试方法全面具体，可靠，检测效果具有说服力；
（2）本发明将封装电解液的铝塑膜进行高温搁置后紧靠铝塑膜折叠部分热封，热封后高温搁置，对铝塑膜折叠后实施液态热封可以真实表征聚合物锂离子电池二封效果，高温搁置后进行测试可以真实表征电池经过充放电使用后聚合物锂离子电池的封装强度；
（3）本发明用拉力测试仪对切取测试片进行测试，操作简单，测试直观，可以直接、真实地表现出聚合物锂离子电池包装物料、设备、工艺的可行性。
附图说明
图1为实施例中聚合物电池侧封装示意图，其中1—测试片1，2—测试片2，3—测试片3，4—测试片4，5—测试片5，6—测试片 6，7—测试片7，8—测试片8，9—测试片9，10—测试片10，11—测试片11，a1—顶封印与正极极耳片胶块连接部位，a2—顶封印与负极极耳片胶块连接部位，b—侧封热封印部分，c—铝塑袋口部封装部分，d—紧靠铝塑膜折叠封印部分。
具体实施方式
本发明具体实施方式为：首先将铝塑膜材料裁切出（A±1）×（B±1）mm尺寸，然后将裁切好的铝塑膜对折成（A±1）×（1/2B±1）mm尺寸。同时准备生产用检测合格带胶极耳片，正负极带胶极耳片短端包裹高温胶带，固定在铝塑膜一侧，用顶封设备进行热封，顶封印与正极极耳片胶块连接部位标记为a1，顶封印与负极极耳片胶块连接部位标记为a2。铝塑膜另一侧用侧封机进行热封，热封印部分标记为b。在注液房干燥环境下将两侧热封后铝塑袋内注入一定量的电解液，将铝塑袋多余气体排出后进行铝塑袋口部封装，热封印部分标记为c。将封装好的铝塑膜60±3℃环境下平铺搁置24h后，紧靠铝塑膜折叠部分用二次封口机进行热封，热封印部分标记为d。热封后再进行60±3℃环境下平铺搁置24h 后，将口部封印c剪开，放掉电解液，切取测试片1、2、3、…11，测试片宽幅15±1mm，用拉力测试仪进行拉力测试，拉力≥34.5N即为合格。
实施例
如图1所示，首先将铝塑膜材料裁切出（120±1）×（300±1）mm尺 寸，然后将裁切好的铝塑膜对折成（120±1）×（150±1）mm尺寸。同时准备带胶极耳片，正极极耳规格为（铝带Al）0.2×20×9（3）×38，负极极耳规格为（镍带Ni）0.2×20×9（3）×38，正负极带胶极耳片短端包裹高温胶带，固定在铝塑膜一侧，用顶封设备进行热封，顶封印与正极极耳片胶块连接部位标记为a1，顶封印与负极极耳片胶块连接部位标记为a2，热封温度180℃，压力0.3Mpa，时间6S，封印宽度6.0±0.5mm。铝塑膜另一侧用侧封机进行热封，热封印部分标记为b，热封温度180℃，压力0.3Mpa，时间3S，封印宽度6.0±0.5mm。在注液房干燥环境下将两侧热封后铝塑袋内注入3.6±0.1g聚合物锂离子电池用电解液，将铝塑袋多余气体 排出后进行铝塑袋口部封装，热封印部分标记为c，热封温度180℃，压力0.3Mpa，时间6S，封印宽度6.0±0.5mm。将封装好的铝塑膜60±3℃环境下平铺搁置24h后，紧靠铝塑膜折叠部分用二次封口机进行热封，热封印部分标记为d，热封温度180℃，压力0.3Mpa，时间8S，封印 宽度6.0±0.5mm。热封后再进行60±3℃环境下平铺搁置24h后，将口部封印c剪开，放掉电解液，切取测试片1、2、3、…11，测试片宽幅15±1mm，用拉力测试仪进行拉力测试，测试结果如表1所示。
表1：测试片对应的拉力测试值

Claims (3)

1.一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）将铝塑膜材料裁切出（A±1）×（B±1）mm尺寸，然后将裁切好的铝塑膜对折成（A±1）×（1/2B±1）mm尺寸，同时准备生产用检测合格带胶极耳片，正负极带胶极耳片短端包裹高温胶带，固定在铝塑膜一侧，用顶封设备进行热封，顶封印与正极极耳片胶块连接部位标记为a1，顶封印与负极极耳片胶块连接部位标记为a2，铝塑膜另一侧用侧封机进行热封，热封印部分标记为b；
（2）在注液房干燥环境下将两侧热封后铝塑袋内注入一定量的电解液，将铝塑袋多余气体排出后进行铝塑袋口部封装，热封印部分标记为c，将封装好的铝塑膜60±3℃环境下平铺搁置24h后，紧靠铝塑膜折叠部分用二次封口机进行热封，热封印部分标记为d；
（3）热封后再进行60±3℃环境下平铺搁置24h后，将口部封印c剪开，放掉电解液，切取测试片1、2、3、…11，测试片宽幅15±1mm，用拉力测试仪进行拉力测试，拉力≥34.5N即为合格。
2.根据权利要求1所述的一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法，其特征在于，所述的铝塑膜材料裁切尺寸A≥60mm，B≥2×（60mm+正极耳胶块宽度+负极耳胶块宽度）。
3.根据权利要求1所述的一种验证聚合物锂离子电池封装质量的方法，其特征在于，所述的一定量的电解液的量受铝塑膜材料裁切尺寸A×B值的限制，注入电解液的量为(1/10000）×A×B±0.1g。
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