CN108963342A - 一种增加软包电芯电解液含量的方法及应用该方法制得的锂电子电池 - Google Patents

一种增加软包电芯电解液含量的方法及应用该方法制得的锂电子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增加软包电芯电解液含量的方法,该方法包括:步骤1、封装电芯时,对铝塑膜进行冲模处理,所述对铝塑模的冲模范围包括电芯本体和极耳焊接区域;步骤2、对极耳焊接区域的冲模高度低于电芯本体,在极耳焊接区域冲模后的多余空间内填充耐高温棉;步骤3、向电芯内注入电解液,活化电芯抽液封口后,用加热后的钳子从电芯两侧向中间挤压;步骤4、在挤压推力的作用下,耐高温棉内的电解液注入电芯本体内,同时铝塑膜通过热熔作用固定。本发明对极耳区域冲模处理后的多余空间内加入耐高温的棉材料,电芯注液后部分电解液可以吸附在棉材料上,用钳子挤压电芯两端,使得棉材料上的电解液进入电芯本体内,整体增加了电解液的量,使得电池的电解液更加充足,电池更耐用。

Description

一种增加软包电芯电解液含量的方法及应用该方法制得的锂 电子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域,具体涉及一种增加软包电芯电解液含量的方法及应用该方法制得的锂电子电池。
背景技术
随着石油燃料资源的日益枯竭,人们对于锂离子动力电池汽车的需要日益增加。目前限制动力电池发展的是电动汽车的续航里程和电池的寿命。对于单体电芯说来,电池的循环寿命主要由电池的正负极材料类型,电解液的含量多少等因素决定。对于动力电池目前主流用正极三元材料来说,理论循环寿命可达1200次完全充放电,但在实际利用中,往往七,八百次就会出现容量的衰减,造成循环衰减的主要原因是电解液不足。如果持续使用容量衰减的电池,很有可能会出现电池组不可逆的鼓包变形,严重的会引起一系列的安全问题。
如图1和图2所示,现有锂离子电池的电芯结构分为电芯本体,极耳焊接区,铝塑膜封装区,通常情况下电芯在封装时,只对铝塑膜冲模,其只是为了满足电芯本体的放置,极耳焊接位不再冲模,此时向电芯内注入的电解液只在电芯本体内,极耳焊接区是不能注入电解液的。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术的不足,本发明提供一种增加电芯电解液的方法及应用该方法制得的锂电子电池,能够保证在循环过程中有充足的电解液。
技术方案:本发明所述的一种增加软包电芯电解液含量的方法,该方法包括:
步骤1、封装电芯时,对铝塑膜进行冲模处理,对铝塑模的冲模范围涉及电芯本体和极耳焊接区域;
步骤2、对极耳焊接区域的冲模高度低于电芯本体,在极耳焊接区域冲模后的多余空间内填充耐高温棉;
步骤3、向电芯内注入电解液,活化电芯抽液封口后,用一对加热后的钳子从电芯两侧向中间挤压,所述钳子具有一定的弧度;
步骤4、在挤压推力的作用下,所述耐高温棉内的电解液注入电芯本体内,同时铝塑膜通过热熔作用固定。
优选的,步骤3中,所述钳子的两边之间的夹角可调节,调节范围为45゜~135゜。
优选的,步骤3中,所述加热后的钳子温度为160℃~200℃。
优选的,步骤2中,所述耐高温棉包括耐高温泡棉、玻璃棉、陶瓷纤维棉其中一种。
优选的,步骤4中,所述铝塑膜中具有PP层,所述PP层在加热后的钳子的作用下,发生熔融,所述铝塑膜被固化。
本发明还提供一种根据增加软包电芯电解液含量的方法制得的锂离子电池,包括外壳,所述软包锂离子电池的极耳、电芯本体、耐高温棉和铝塑膜均封装在外壳内。
有益效果:本发明对极耳区域冲模处理后的多余空间内加入耐高温的棉材料,电芯注液后部分电解液可以吸附在棉材料上,用钳子挤压电芯两端,使得棉材料上的电解液进入电芯本体内,从整体增加了电解液的量,使得电池的电解液更加充足,电池更耐用。
附图说明
图1是现有软包锂离子电池结构示意图;
图2是现有软包锂离子电池结构的剖面图;
图3是现有的冲压凸模结构示意图;
图4是本发明所述的冲压凸模的结构示意图;
图5是本发明所述的封装电芯结构示意图;
图6是本发明所述的钳子的结构示意图;
图7是本发明所述的最终电芯结构示意图。
具体实施方式
现有锂离子电池的电芯结构主要分为,电芯本体1,极耳焊接区2,铝塑膜封装区3,铝塑膜是由尼龙层(ON)、粘合剂、中间层铝箔(Al)、粘合剂、内层热封层(CPP)构成的多层膜,铝塑膜用良好的成型模具冲深,在一定取值范围内调整成型深度,直至铝塑膜边角出现破裂,记录出现破裂前的深度最大值。铝塑膜的冲深后必须满足以下条件:冲坑的四个边角最薄处不小于原来50%的厚度、内层PP层厚度为60~65微米,否则会造成电池成型后有漏点,严重影响电池性能。
对铝塑膜的冲坑一般只涉及到电芯本体1,不对极耳焊接区2进行冲模处理,铝塑膜冲坑成型过程为凸模与凹模将铝塑膜夹紧,保持一定的压力,凸模以平缓的速度向下运行,使铝塑膜达到要求的深度,如图3所示。
本发明为了增加电芯的电解液,在电芯封装时将极耳焊接区2也进行冲膜处理,但冲膜的高度低于电芯本体的高度;首先对凸模的结构进行改进,在电芯极耳焊接区2对应的凸模两侧增加其长度,增加的长度部分应该覆盖极耳焊接区2,并且增加部分的高度小于原电芯本体1对应的凸模的高度,从而实现极耳焊接区2有多余的空间,得到本发明所述的凸模4,如图4所示,不同高度的凸模对填充的耐高温棉5的量有所不同,在实验中发现,增加部分的高度等于原电芯本体1对应的凸模高度时,边角容易出现破裂的情况,因此该凸模高度设定为小于原电芯本体1对应的凸模高度,均在本发明的保护范围内。
如图5所示,封装过程中,在极耳焊接区2多出的空间内填充耐高温棉5,此处极耳焊接区2填充的耐高温棉5是要可吸电解液,且能承受一定的温度但不影响铝塑膜封装的样品,可包括耐高温泡棉、玻璃棉、陶瓷纤维棉其中一种,当注液时,在极耳焊接区2的耐高温棉5会吸附大量的电解液。
电芯完成抽液封口后,将其放置在一个带R角可加热可移动的钳子,钳子的两个边之间的夹角R优选角度为45゜~135゜,如图6所示,先给钳子加热到160℃~200℃,优选170℃。通过钳子的挤压推力将存储在高温棉中的电解液挤到电芯中,挤压过程中,铝塑膜里面的PP层遇到加热的钳子会发生熔融,从而极耳焊接区2处的铝塑膜结构固定,这样最终成品电芯的结构,如图7所示。
应用所述增加软包电芯电解液含量的方法制得的锂离子电池,包括外壳,软包锂离子电池的极耳、电芯本体、耐高温棉和铝塑膜均封装在外壳内。
通过实验发现,凸模4改进高度不同,增加的电解液也相应不同,但经过实验,本发明的两端极耳焊接区2可以存20g左右的电解液,相当于电解液含量提高了10%,电解液含量的多少影响着电芯的长期性能,多了10%的电解液,电芯可以多跑100循环,从而达到增加电解液含量的作用。

Claims (6)

1.一种增加软包电芯电解液含量的方法,其特征在于,该方法包括:
步骤1、封装电芯时,对铝塑膜进行冲模处理,铝塑模的冲模范围涉及电芯本体和极耳焊接区域;
步骤2、对极耳焊接区的冲模高度低于电芯本体,在极耳焊接区冲模后的多余空间内填充耐高温棉;
步骤3、向电芯内注入电解液,活化电芯抽液封口后,用一对加热后的钳子从电芯两侧向中间挤压,所述钳子具有一定的弧度;
步骤4、在挤压推力的作用下,所述耐高温棉内的电解液注入电芯本体内,同时铝塑膜通过热熔作用固定。
2.根据权利要求1所述的增加软包电芯电解液含量的方法,其特征在于,步骤3中,所述钳子的两边之间的夹角可调节,调节范围为45゜~135゜。
3.根据权利要求1所述的增加软包电芯电解液含量的方法,其特征在于,步骤3中,所述加热后的钳子温度为160℃~200℃。
4.根据权利要求1所述的增加软包电芯电解液含量的方法,其特征在于,步骤2中,所述耐高温棉包括耐高温泡棉、玻璃棉、陶瓷纤维棉其中一种。
5.根据权利要求1所述的增加软包电芯电解液含量的方法,其特征在于,步骤4中,所述铝塑膜中具有PP层,PP层在加热后的钳子的作用下发生熔融,同时铝塑膜被固化。
6.一种采用权利要求1-5任意一项所述方法制得的锂离子电池,包括外壳,其特征在于,所述软包锂离子电池的极耳、电芯本体、耐高温棉和铝塑膜均封装在外壳内。
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