CN109449474A - 一种软包电池的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种软包电池的制备方法。该制备方法包括以下步骤：1)使用胶带对叠片电芯的两侧厚度面进行粘结；2)使用铝塑膜对设置有极耳的电芯顶部进行顶封、对电芯的其中一侧厚度面进行侧封，电芯的另一侧厚度面朝向铝塑膜包装的气袋口；沿抽气方向，在该另一侧厚度面上粘结胶带位置的下游，对铝塑膜进行局部封装；3)局部封装后，进行注液、一封、化成、抽气、二封，即得。本发明提供的软包电池的制备方法，电芯顶、侧封后，在铝塑膜上进行局部封装，以阻止后续抽气过程对粘结胶带进行直接抽吸，减少抽气过程的胶带受力，避免胶带粘结失效。

Description

一种软包电池的制备方法

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，具体涉及一种软包电池的制备方法。

背景技术

相较于金属壳电池，以铝塑膜为外壳材料的软包锂离子电池由于具备独特的安全性和外形设计的灵活性，在动力电池、便携式设备等领域中的应用越来越广泛。

铝塑膜为多层复合材料，由内到外依次为聚丙烯、铝箔和尼龙，其中真正起到密封作用的是中间的铝箔层，正常情况下铝箔层与电池中的电解液并不接触，因此不会被腐蚀。但当内层PP遭到破坏时，铝箔层会与负极、电解液接触，形成锂离子通道和电子通道，导致铝塑膜发生内腐蚀。内腐蚀发生后，电池的容量、循环性能和安全性会急剧下降，直接影响电池的正常使用。

叠片式电芯是软包锂离子电池最为常见的电芯形式。叠片式电芯一般按匀浆-涂布-辊压-模切-叠片工序制成，叠片完成后，还需使用粘结胶带在垂直于极耳的延伸方向上，对电芯的两侧厚度面进行粘结，以实现电芯各叠片层的固定。如公告号为CN205790236U的中国专利即公开了一种叠片软包装锂电池，其在电芯两侧的厚度面上，沿极耳延伸方向间隔设置四道胶带来实现电芯的固定，经过固定的电芯可以有效避免在后续电芯流转过程中，发生极片的错位、松动。

在一般情形下，胶带的粘结力能满足要求，但由于电池的制备工序较多，在顶、侧封后，一般还需进行注液、一封、化成、抽气、二封等工序，注液后胶带与电解液接触会导致粘结效果下降，同时，注液、抽气过程往往需要对电芯抽真空(以便于电解液的浸润以及化成气体的抽出)，抽真空过程不可避免会进一步对粘结胶带产生抽吸、扰动作用，以上因素往往会导致胶带的粘结松动，在对电芯抽气过程中，胶带会沿着抽气方向发生迁移，这样在电池进行二封作业时，往往会直接将胶带封印在二封面上，致使铝塑膜的PP层在热封时破坏，进而引起电池内腐蚀现象的频繁发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种软包电池的制备方法，从而解决叠片式电芯的粘结胶带在抽气过程中，容易挪移到二封面上的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种软包电池的制备方法，包括以下步骤：

1)使用胶带对叠片电芯的两侧厚度面进行粘结，以固定电芯中的各叠片层；

2)使用铝塑膜对设置有极耳的电芯顶部进行顶封、对电芯的其中一侧厚度面进行侧封，电芯的另一侧厚度面朝向铝塑膜包装的气袋口；沿抽气方向，在该另一侧厚度面上粘结胶带位置的下游，对铝塑膜进行局部封装，局部封装后形成局部封装部和未封装部，局部封装部阻止后续抽气过程沿抽气方向对胶带进行抽吸，未封装部形成后续的注液通道、抽气通道；

3)局部封装后，进行注液、一封、化成、抽气、二封，即得。

本发明提供的软包电池的制备方法，电芯顶、侧封后，在铝塑膜上进行局部封装，以阻止后续抽气过程对粘结胶带进行直接抽吸，减少抽气过程的胶带受力，避免胶带粘结失效；同时，在于胶带沿抽气方向下游的对应位置进行局部封装可阻止胶带沿抽气方向挪移，此时局部封装部定位了胶带的位置，再以此为基准进行二封可避免将胶带压入二封面，进而可以降低二封时对铝塑膜的破坏，降低电池内腐蚀几率，提高电池成品率。

步骤1)主要涉及胶带对电芯的粘结、固定，在极耳的上下延伸方向上，可间隔设置多条胶带来实现电芯的固定，如可设置2-4条，当然，如果胶带的宽度足够大，设置1条即可。为节省胶带的用量，优选的，胶带粘结于靠近极耳的电芯上端以及远离极耳的电芯下端。在未被封装的中部区域，形成后续的注液、抽气通道。由于采用了局部封装，在一定程度上对相应胶带具有保护、限位作用，因而可以极大程度保留胶带的粘结性，降低胶带的使用量，节约成本，提高产品的直通率。

从均衡受力方面考虑，更优选的，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，在上下方向上，位于电芯上端的胶带和位于电芯下端的胶带相对于电芯中线呈对称设置。胶带粘结时，可在垂直于极耳的上下延伸方向上，环绕半圈或一圈不等。胶带可粘结1-4道，胶带宽度为3-20mm，胶带间距可控制在0-2mm。

步骤2)为相对粘结胶带的局部封装过程，局部封装的长度没有特殊限制，能够对胶带起到限位、保护作用即可，其与电芯的长度、厚度等参数均有一定的关系。为进一步优化封装效果，优选的，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，所述局部封装沿上下方向进行，局部封装的长度为K*L，其中L为电芯沿上下方向上的长度，K为系数，取0.01-0.12。局部封装的具体形式没有限制，局部封装后形成局部封装线，局部封装线可连续设置或间断设置。

步骤3)中，由于局部封装部的设置，可确认胶带的位置，以此为基准进行二封，即可基本避免将胶带封印到二封面上。优选的，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，所述局部封装沿上下方向进行形成局部封装线，沿局部封装线进行所述二封。或者，优选的，在局部封装部沿抽气方向的下游进行所述二封。

本发明提供的软包电池的制备方法，对现有的工艺及设备进行简单的优化及改造，即可实现提高电芯优品率、降低内腐蚀的目的，具体操作过程简单、可靠，适于电池生产厂家大规模推广应用。

附图说明

图1为本发明的软包电池的制备方法中裸电芯的贴胶位置示意图；

图2为本发明的软包电池的制备方法中裸电芯入壳顶侧封示意图；

图3为本发明的软包电池的制备方法中电芯贴胶位置角封示意图；

图4为本发明的软包电池的制备方法中电芯封装示意图；

图中，1-贴胶位置，2-角封封印位置，3-侧封封印，4-顶封封印，5-底封封印，6-注液封印，7-初封封印，70-初封后裁切线，8-精封封印，80-精封后裁切线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的实施方式作进一步说明。

实施例

一种软包电池的制备方法，包括以下步骤：

1)按照电芯制备工艺进行匀浆、涂布、辊压、模切、叠片，保证制程合格，得到电芯。

2)使用胶带对电芯的两侧厚度面进行粘结以固定电芯中的各片层，如图1所示；固定时，胶带的起始端粘接于电芯一侧的端面上(该端面非厚度面，对应电芯长度、宽度形成的主体面)，自由端沿垂直于极耳的延伸方向绕过电芯的厚度面后，终止于电芯另一侧的端面上。在靠近极耳的电芯上端和远离极耳的电芯下端分别使用胶带进行固定。分别使用胶带对电芯的两侧厚度面进行固定，固定后，在任一侧厚度面由上到下方向上，形成间隔设置的上部胶带和下部胶带。

3)使用铝塑膜对步骤2)固定后的电芯进行顶封和侧封，顶封用于对设有极耳的电芯顶部进行封装，侧封用于对其中一侧厚度面进行封装，顶封和侧封后，电芯的另一侧厚度面朝向铝塑膜包装的气袋口，如图2所示。在铝塑膜的气袋口一端，在上部胶带、下部胶带沿抽气方向的下游，分别对铝塑膜进行局部封装，以阻止抽气过程沿抽气方向对胶带进行抽吸；局部封装的示意图如图3所示，在贴胶位置1沿抽气方向的下游为角封封印位置2(局部封装位置)。

4)局部封装后，依次进行注液、一封、化成、抽气、二封；局部封装形成沿上下方向延伸的局部封装线，在局部封装线沿抽气方向的下游进行二封即可。电芯入壳后的整体封装示意图如图4所示，其中，电芯入壳后在左侧部、顶部、底部分别进行封印，形成侧封封印3、顶封封印4、底封封印5，注液后对气袋口进行封印，形成注液封印6，抽气后进行初封，形成初封封印7，沿初封后裁切线70进行裁切以剪除气袋，在初封封印7沿抽气方向的上游进行精封，形成精封封印8，沿精封后裁切线80进行裁切完成软包电芯的封装。

步骤2)中，上部胶带、下部胶带的大小一致，宽度均为10mm，且上部胶带、下部胶带相对于中线呈现对称分布。局部封装为连续设置的沿上下方向延伸的封装线，针对上部胶带、下部胶带分别形成上局部封装线、下局部封装线，长度均为K*L，L为电芯沿上下方向上的长度，K为系数，一般选择0.01-0.12，本实施例中K取0.05，L为227mm，封装线长度为11.35mm，上局部封装线、下局部封装线相对于中线也呈现对称分布。

在本发明的软包电池的制备方法的其他实施例中，用于固定电芯的胶带可以绕电芯一周或半周。胶带的粘结位置可以在电芯的上端、下端或中间，然后在胶带粘结位置沿抽气方向的下游，对铝塑膜进行局部封装，进而起到对粘结胶带(蓝胶)的保护作用。二封时，二封线可沿局部封装线进行设置，或在局部封装线沿抽气方向的下游与局部封装线平行设置。

局部封装与顶、侧封的封装原理相同，通过设计相应的上、下封头，即可方便实现局部封装。局部封装后，留下的未封装区域形成后续的注液通道、抽气通道，局部封装对胶带起到限位、保护作用，这样在二封时可以确定胶带的位置，避免将胶带封印于二封面上，可以提高二封质量并减少内腐蚀现象的发生。局部封装可以采用连续封装，或采用间断式封装(如点式等)。

工厂实际生产实践表明，利用传统方法制备的软包锂离子电池，检测电芯的边电压(正极与铝塑膜的铝层电压之差)＞2.5V的占比为66.7％左右，边电压过大说明有内腐蚀现象的发生，对这些电池进行拆解，均涉及因不同程度的二封压胶带而导致的二封不合格现象。

利用本发明的方法制得的软包锂离子电池，经检测，电芯的边电压≤2.5V，大大减少了内腐蚀现象的发生，对电池进行拆解，局部封装对粘结胶带的限位、保护作用良好，杜绝了二封压胶带的现象发生。

Claims (6)

1.一种软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)使用胶带对叠片电芯的两侧厚度面进行粘结，以固定电芯中的各叠片层；

2)使用铝塑膜对设置有极耳的电芯顶部进行顶封、对电芯的其中一侧厚度面进行侧封，电芯的另一侧厚度面朝向铝塑膜包装的气袋口；沿抽气方向，在该另一侧厚度面上粘结胶带位置的下游，对铝塑膜进行局部封装，局部封装后形成局部封装部和未封装部，局部封装部阻止后续抽气过程沿抽气方向对胶带进行抽吸，未封装部形成后续的注液通道、抽气通道；

3)局部封装后，进行注液、一封、化成、抽气、二封，即得。

2.如权利要求1所述的软包电池的制备方法，其特征在于，步骤1)中，胶带粘结于靠近极耳的电芯上端以及远离极耳的电芯下端。

3.如权利要求2所述的软包电池的制备方法，其特征在于，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，在上下方向上，位于电芯上端的胶带和位于电芯下端的胶带相对于电芯中线呈对称设置。

4.如权利要求1-3中任一项所述的软包电池的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，所述局部封装沿上下方向进行，局部封装的长度为K*L，其中L为电芯沿上下方向上的长度，K为系数，取0.01-0.12。

5.如权利要求1-3中任一项所述的软包电池的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述电芯的极耳沿上下方向延伸，所述局部封装沿上下方向进行形成局部封装线，沿局部封装线进行所述二封。

6.如权利要求1-3中任一项所述的软包电池的制备方法，其特征在于，步骤3)中，在局部封装部沿抽气方向的下游进行所述二封。