CN109935743A - 软包锂离子电池气囊结构及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的一种软包锂离子电池气囊结构，包括：包囊，所述包囊包括顶封部、位于顶封部两侧的侧封部和与顶封部相对布置的底封部；所述顶封部装有极耳，所述顶封部的长度小于侧封部的长度；所述底封部用于注入电解液。本发明改变电芯的位置，使得电芯安装在长度小于侧封部的顶封部处；不存在气袋宽度受限铝塑膜规格宽度，降低单包电芯铝塑膜用量，降低生产成本，缩短顶封及底封封头长度，提升封边厚度一致性。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造领域，具体涉及一种包锂离子电池气囊结构及其制备方法。
背景技术
目前，软包锂离子电池外包装采用铝塑膜进行热封装工艺进行封口，初步封装完成后往装配完成的电芯内注入电解液，最后对气囊（气袋）进行封口，基本完成软包锂离子电池的雏形。行业里软包锂离子电池（动力电池）气囊结构设计上采用上下两侧铝塑膜叠合封口，右侧气囊袋注入电解液的方式生产。
在现有技术中，正如专利文献1: CN201610758303.9的专利，该发明专利提供一种软包锂离子电池封装、抽液成型方法，其存在气袋宽度受限铝塑膜规格宽度，导致大量铝塑膜材料的浪费；顶封及底封封边长度大，不利于封边厚度的过程控制的缺陷。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种软包锂离子电池气囊结构，解决了现有的软包锂离子电池气囊结构存在气袋宽度受限铝塑膜规格宽度，导致大量铝塑膜材料的浪费；顶封及底封封边长度大，不利于封边厚度的过程控制的缺陷。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供的一种软包锂离子电池气囊结构，包括：包囊，所述包囊包括顶封部、位于顶封部两侧的侧封部和与顶封部相对布置的底封部；所述顶封部装有极耳，所述顶封部的长度小于侧封部的长度；所述底封部用于注入电解液。本发明改变电芯的位置，使得电芯安装在长度小于侧封部的顶封部处；不存在气袋宽度受限铝塑膜规格宽度，降低单包电芯铝塑膜用量，降低生产成本，缩短顶封及底封封头长度，提升封边厚度一致性。现有的化成前后的抽真空效果不佳，影响SEI膜（固体电解质界面膜）形成；同时排气折边部位挤胶破坏pp层，存在电化学腐蚀的风险。本发明在底封部注入电解液，化成前的抽真空效果更好，提升SIE膜的成膜效果；同时本发明降低电芯成品电化学腐蚀的风险。对于38AH结构变更单包电芯铝塑膜成本可降低1.17元/包, 若年产500万包电芯计算，每年可降低成本587万元。
优选的，所述顶封部、侧封部和底封部的外侧边缘均设有热封边。本发明采用热封边，其生产简单。
优选的，所述包囊由铝塑膜制成。
本发明还公开了一种软包锂离子电池气囊结构的制备方法，包括如下步骤：
1）将冲坑后的铝塑膜两边对齐翻折贴合在一起形成包囊；
2）将包囊顶边裁切掉部分；将包囊侧边裁切掉部分；
3）将包囊排气后裁切掉部分；
4）在顶封部处装入极耳；
5）对包囊顶边通过热封装置进行热封形成顶封部的热封边；
6）对包囊侧边通过热封装置进行热封形成侧封部的热封边；
7）注入电解液；对包囊底边进行热封形成底封部的热封边。本发明改变电芯的位置，使得电芯安装在长度小于侧封部的顶封部处；针对上述结构的改变，其制备方法也作出调整，将包囊排气后裁切掉部分；化成前的抽真空效果更好，且避免了排气折边部位挤胶破坏pp层，不存在电化学腐蚀的风险。
优选的，所述软包锂离子电池气囊结构的制备方法还包括冲坑工序，所述冲坑工序为：将铝塑膜进行冲坑；所述冲坑工序在步骤1）之前进行。本发明采用冲坑工序，其制备方法简单。
优选的，所述软包锂离子电池气囊结构的制备方法还包括排气工序；所述排气工序为：排除包囊内气体；所述排气工序位于步骤7）和步骤8）之间。
优选的，所述步骤5）和步骤6）中热封装置包括加热夹持组件和固定组件，所述固定组件包括底座和侧板；所述侧板上装有伸缩气缸，所述伸缩气缸上设有推杆；所述加热夹持组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板包括第一夹持部、第一连接部和宽度大于第一夹持部的第一推臂部，所述第二夹持板包括第二夹持部、第二连接部和宽度大于第二夹持部的第二推臂部，所述第一连接部铰接第二铰接部，使得第一夹持部位于第一连接部下方，而第一推臂部位于第一连接部上方，所述第一推臂部底端通过固定杆连接底座；所述推杆底端接触第二推臂部，所述第一推臂部与第二推臂部之间设有回复弹簧；所述第一夹持部和第二夹持部内均装有电阻加热丝，所述电阻加热丝外接外部电源。本发明利用宽度大于第一夹持部的第一推臂部和通过宽度大于第二夹持部的第二推臂部带动第一夹持部和第二夹持部夹持包囊的顶封部、地封部或侧封部，其只需要较小力就可以施加一个更大对包囊边缘的力矩，降低了成本较高的大功率的伸缩气缸，降低了热封装置的成本，其夹持力矩更大，更有利于热封成型。
优选的，所述第一推臂部为向下弯曲的弧形臂，所述底座的外侧端壁还设有向上凸出弯曲的具有弹性的固定臂，所述第一推臂部与固定臂之间形成便于固定在喇叭状的安装槽。本发明巧妙在底座上装上具有弹性的固定臂与第一推臂部的底端相配合以夹住固定板的边缘，不需要采用更重的底座，整体的结构尺寸更小，更轻。
（三）有益效果
本发明提供的一种软包锂离子电池气囊结构，其具有以下优点：
1、本发明改变电芯的位置，使得电芯安装在长度小于侧封部的顶封部处；不存在气袋宽度受限铝塑膜规格宽度，降低单包电芯铝塑膜用量，降低生产成本，缩短顶封及底封封头长度，提升封边厚度一致性。现有的化成前后的抽真空效果不佳，影响SEI膜（固体电解质界面膜）形成；同时排气折边部位挤胶破坏pp层，存在电化学腐蚀的风险。本发明在底封部注入电解液，化成前的抽真空效果更好，提升SIE膜的成膜效果；同时本发明降低电芯成品电化学腐蚀的风险。对于38AH结构变更单包电芯铝塑膜成本可降低1.17元/包, 若年产500万包电芯计算，每年可降低成本587万元。
附图说明
图1是本发明的软包锂离子电池气囊结构的结构图；
图2是本发明的软包锂离子电池气囊结构的工艺流程图；
图3是本发明的热封装置的结构图；
图4是本发明的热封装置的第一夹持板和第二夹持板的立体图。
1、包囊，2、顶封部，3、侧封部，4、底封部，5、极耳，6、热封边，7、加热夹持组件，8、固定组件，9、底座，10、侧板，11、伸缩气缸，12、推杆，13、第一夹持板，14、第二夹持板，15、第一夹持部，16、第一连接部，17、第一推臂部，18、第二夹持部，19、第二连接部，20、第二推臂部，21、固定杆，22、回复弹簧，23、电阻加热丝，24、固定臂，25、安装槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1的箭头为电解液的流入方向。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种软包锂离子电池气囊结构，包括：包囊1，所述包囊包括顶封部2、位于顶封部两侧的侧封部3和与顶封部相对布置的底封部4；所述顶封部装有极耳5，所述顶封部的长度小于侧封部的长度；所述底封部用于注入电解液。所述顶封部、侧封部和底封部的外侧边缘均设有热封边6。所述包囊由铝塑膜制成。
实施例2
如图2、图3和图4所示；本发明还公开了一种软包锂离子电池气囊结构的制备方法，包括如下步骤：
将铝塑膜进行冲坑
1）将冲坑后的铝塑膜两边对齐翻折贴合在一起形成包囊；
2）将包囊顶边裁切掉部分；将包囊侧边裁切掉部分；
3）将包囊排气后裁切掉部分；
4）在顶封部处装入极耳；
5）对包囊顶边通过热封装置进行热封形成顶封部的热封边；
6）排除包囊内气体；
7）对包囊侧边通过热封装置进行热封形成侧封部的热封边；
8）注入电解液；对包囊底边进行热封形成底封部的热封边。本发明改变电芯的位置，使得电芯安装在长度小于侧封部的顶封部处；针对上述结构的改变，其制备方法也作出调整，将包囊排气后裁切掉部分；化成前的抽真空效果更好，且避免了排气折边部位挤胶破坏pp层，不存在电化学腐蚀的风险。
热封装置包括加热夹持组件7和固定组件8，所述固定组件包括底座9和侧板10；所述侧板上装有伸缩气缸11，所述伸缩气缸上设有推杆12；所述加热夹持组件包括第一夹持板13和第二夹持板14，所述第一夹持板包括第一夹持部15、第一连接部16和宽度大于第一夹持部的第一推臂部17，所述第二夹持板包括第二夹持部18、第二连接部19和宽度大于第二夹持部的第二推臂部20，所述第一连接部铰接第二铰接部，使得第一夹持部位于第一连接部下方，而第一推臂部位于第一连接部上方，所述第一推臂部底端通过固定杆21连接底座；所述推杆底端接触第二推臂部，所述第一推臂部与第二推臂部之间设有回复弹簧22；所述第一夹持部和第二夹持部内均装有电阻加热丝23，所述电阻加热丝外接外部电源。所述第一推臂部为向下弯曲的弧形臂，所述底座的外侧端壁还设有向上凸出弯曲的具有弹性的固定臂24，所述第一推臂部与固定臂之间形成便于固定在喇叭状的安装槽25。
本实施例中，推动热封装置运动，使得安装槽工作桌的固定板卡入安装槽中实现固定；伸缩气缸推动第二推臂部向下运动配合第一推臂部，使得第二夹持部和第一夹持部相向运动，夹持包囊的待封边缘，同时电阻加热丝发热，完成热封操作。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (8)
1.一种软包锂离子电池气囊结构，其特征在于，包括：包囊，所述包囊包括顶封部、位于顶封部两侧的侧封部和与顶封部相对布置的底封部；所述顶封部装有极耳，所述顶封部的长度小于侧封部的长度；所述底封部用于注入电解液。
2.如权利要求1所述的软包锂离子电池气囊结构，其特征在于，所述顶封部、侧封部和底封部的外侧边缘均设有热封边。
3.如权利要求1所述的软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，所述包囊由铝塑膜制成。
4.一种软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，所述软包锂离子电池气囊结构为如权利要求1至3任意一项权利要求所述的软包锂离子电池气囊结构，包括如下步骤：
1）将冲坑后的铝塑膜两边对齐翻折贴合在一起形成包囊；
2）将包囊顶边裁切掉部分；将包囊侧边裁切掉部分；
3）将包囊排气后裁切掉部分；
4）在顶封部处装入极耳；
5）对包囊顶边进行热封形成顶封部的热封边；
6）对包囊侧边通过热封装置进行热封形成侧封部的热封边；
7）注入电解液；对包囊底边通过热封装置进行热封形成底封部的热封边。
5.如权利要求4所述的软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，还包括冲坑工序，所述冲坑工序为：将铝塑膜进行冲坑；所述冲坑工序在步骤1）之前进行。
6.如权利要求1所述的软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，还包括排气工序；所述排气工序为：排除包囊内气体；所述排气工序位于步骤5）和步骤6）之间。
7.如权利要求1所述的软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，所述步骤6）和步骤7）中热封装置包括加热夹持组件和固定组件，所述固定组件包括底座和侧板；所述侧板上装有伸缩气缸，所述伸缩气缸上设有推杆；所述加热夹持组件包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板包括第一夹持部、第一连接部和宽度大于第一夹持部的第一推臂部，所述第二夹持板包括第二夹持部、第二连接部和宽度大于第二夹持部的第二推臂部，所述第一连接部铰接第二铰接部，使得第一夹持部位于第一连接部下方，而第一推臂部位于第一连接部上方，所述第一推臂部底端通过固定杆连接底座；所述推杆底端接触第二推臂部，所述第一推臂部与第二推臂部之间设有回复弹簧；所述第一夹持部和第二夹持部内均装有电阻加热丝，所述电阻加热丝外接外部电源。
8.如权利要求7所述的软包锂离子电池气囊结构的制备方法，其特征在于，所述第一推臂部为向下弯曲的弧形臂，所述底座的外侧端壁还设有向上凸出弯曲的具有弹性的固定臂，所述第一推臂部与固定臂之间形成便于固定在喇叭状的安装槽。
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