CN110071253A - 一种锂离子电池防短路方法 - Google Patents

Abstract

一种锂离子电池防短路方法，属于锂电池制造技术领域。所述的方法为在锂离子电池外露的极耳表面覆盖绝缘材料。所述的绝缘材料为铁氟龙、氧化铝陶瓷、陶瓷聚合物或聚四氟乙烯。所述的绝缘材料厚度为10～20um。所述的绝缘材料通过喷涂或粘贴的方式覆盖在极耳表面，该过程在电池带电前完成。所述的绝缘材料覆盖范围不得超过极耳裁剪区域。本发明中使用的绝缘材料具备耐磨、耐高温、耐腐蚀、绝缘、易操作的优点：在生产过程中，电池需要从一个工序搬运到另外一个工序，极耳上的涂层会被不断的摩擦，如果材料不耐磨，涂层很容易消失，最终实现不了生产过程中绝缘的目的，选用的绝缘材料具备较好的耐磨性，可以保证电池的整个生产过程涂层都能够发挥作用。

Description

一种锂离子电池防短路方法

技术领域

本发明属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种锂离子电池防短路方法。

背景技术

锂电池具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长和体积小的优点，已被广泛应用于军事和民用小型电器中。在锂离子电池极耳间距小于10mm时，正负极耳非常容易搭接在一起造成短路，存在严重的安全隐患。目前电池生产厂商一般采用给极耳套一个绝缘套管，这个方式至少存在如下问题：套管容易脱落；工艺复杂，很难实现自动化生产；需要使用极耳充放电或者测试的工序，必须先取下套管，因此只能做到部分工序的绝缘防护，短路概率仍然非常高。

目前的锂离子电池极耳刚性较弱，悬浮在外的正极耳与负极耳的头部非常容易搭接在一起造成短路；在电池制造过程中，所述正极耳与负极耳探出卷芯本体长度一般在10mm左右，主要目的是，生产过程中需要各种测试与充放电，极耳太短，容易造成各种接触不良而降低良率，到了包装工序，各种测试基本完成，一般会将多余部分的极耳裁剪扔掉，最终保留长度5mm左右；正极耳与负极耳外露的部分均分为五个面，任意两个正负极耳面导通都会造成电池短路，轻则报废电池，严重情况下会导致火灾。因此，有必要针对现有技术的不足，提供一种锂离子电池绝缘防护，降低两个极耳搭接造成的短路风险，为企业创造更多的经济价值。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的电池极耳易搭接、造成短路，引发火灾的问题，提供一种锂离子电池防短路方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种锂离子电池防短路方法，所述的方法为在锂离子电池外露的极耳表面覆盖绝缘材料。

进一步地，所述的绝缘材料为铁氟龙、氧化铝陶瓷、陶瓷聚合物或聚四氟乙烯。

进一步地，所述的绝缘材料厚度为10～20um。

进一步地，所述的绝缘材料通过喷涂或粘贴的方式覆盖在极耳表面，该过程在电池带电前完成。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明中使用的绝缘材料具备耐磨、耐高温、耐腐蚀、绝缘、易操作的优点：

1、在生产过程中，电池需要从一个工序搬运到另外一个工序，极耳上的涂层会被不断的摩擦，如果材料不耐磨，涂层很容易消失，最终实现不了生产过程中绝缘的目的，选用的绝缘材料具备较好的耐磨性，可以保证电池的整个生产过程涂层都能够发挥作用；

2、在热压化成过程中，温度非常高，涂层需要承受较高温度，如果涂层溶解在PCB或者其他工作面，非常容易造成批量不良，本发明选用耐高温的绝缘材料，不会出现此问题；

3、锂离子电池内部存储大量的电解液，其具有一定的腐蚀性，在注液与二封过程中，极耳比较容易接触电解液，如果涂层无法抵挡电解液的腐蚀，最终也实现不了生产过程中绝缘的目的，涂层具备耐电解液腐蚀的特性，可以很好的解决这一问题；

4、极耳宽度窄(4～10mm)、厚度薄(0.1～0.2mm)，要想能够把涂层顺利的喷涂到预定的极耳表面，其涂层材料需容易操作与控制；

5、本发明选用的绝缘材料与极耳具有明显的色差，方便CCD拍照识别；

6、本发明的绝缘材料厚度为10～20um，太薄会影响涂层的耐磨性能，太厚浪费材料，同时也会增加电池极耳重量，导致极耳弯曲；

7、由于所述正负极耳四个面均喷涂绝缘材料，在很大程度上涂层能够钝化正负极耳的毛刺与尖角，最终降低极耳尖角扎破电池的风险；

8、本发明中，电池极耳绝缘材料的覆盖在电池充放电前完成处理，可最大限度的保护电池；所述涂层可以通过喷涂设备直接喷涂到极耳预定区域，也可以直接在预定区域贴绝缘材料，或者采用其他方式达到类似绝缘效果；所述绝缘层最终会在包装工序的极耳裁剪工序切除，然后进行与外部元器件的焊接，方便、快捷、安全性高；在不影响电池性能的情况下，所述绝缘区域越大越好；

9、在极耳任意四个面喷涂绝缘材质替代套绝缘套管，可显著减少两个极耳搭接造成的短路风险；保留一个面不涂绝缘层，用于充放电与测试，按照目前的工作方式，不会影响电池性能，且工艺简单，对设备要求低，可实现柔性作业。

附图说明

图1为实施例1所示的锂离子电池极耳绝缘装置结构示意图；

图2为实施例2所示的锂离子电池极耳绝缘装置结构示意图；

图3为实施例3所示的锂离子电池极耳绝缘装置结构示意图；

图4为实施例4所示的锂离子电池极耳绝缘装置结构示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明的特征、技术手段以及所能达到的目的与功能，下面结合具体实施方式对本发明进一步详细描述。由于正极耳与负极耳在电池上的位置不是固定的，正极耳极可能在电池气囊侧也可能在远离气囊侧，为了避免误会，下面描述中将两个极耳定义为A极耳与B极耳。为了更加清楚的表达图片的意思，每个示意图都分别从两个不同的视角进行了描述。

具体实施方式一：本实施方式记载的是一种锂离子电池防短路方法，所述的方法为在锂离子电池外露的极耳表面覆盖绝缘材料，在生产过程中，即使两个极耳搭接在一起也不会导通而导致电池短路，绝缘材料尺寸与厚度均控制在工艺范围内。

具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料为铁氟龙、氧化铝陶瓷、陶瓷聚合物或聚四氟乙烯，需具备耐磨、耐高温、绝缘、耐腐蚀、易操作等基本性能，还应与极耳、电池表面具有明显的色差。

具体实施方式三：具体实施方式一或二所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料厚度为10～20um，太薄会影响涂层的耐磨性能，太厚浪费材料，同时也会增加电池极耳重量，导致极耳弯曲。

具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料通过喷涂或粘贴的方式覆盖在极耳表面，该过程在电池带电前完成。可以通过喷涂设备直接喷涂在极耳预定位置，也可以直接在相应位置粘贴绝缘材料来达到预期效果。

具体实施方式五：具体实施方式一所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料覆盖范围必须满足工艺要求，不得超过极耳裁剪区域，所述锂离子电池极耳绝缘涂层在包装的极耳裁剪工序会被裁剪，最后仅保留没有喷涂的部分。所述的锂离子电池极耳绝缘涂层在切除前始终保留在电池极耳位置，跟随电池完成多个工序，包括充放电与测试；所述极耳喷涂层能够钝化极耳两侧尖角，防止尖角刺破电池。

具体实施方式六：具体实施方式一所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料的覆盖位置为极耳的一个面、两个面或者多个面，保证充放电与测试过程中有一个面能够与仪表探针良好接触。

具体实施方式七：具体实施方式六所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料覆盖在极耳的一个表面以及三个侧面，喷涂面积最大化，保证裁剪后保留的极耳上无涂层；所述极耳表面就是极耳宽度方向的面，也就是极耳外露面积最大的那个面，所述三个侧面就是极耳厚度方向的三个面。

具体实施方式八：具体实施方式六所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料覆盖在极耳的两个表面以及三个侧面，喷涂面积最大化，保证裁剪后保留的极耳上无涂层；所述的三个侧面为极耳厚度方向的三个面；所述的极耳表面就是极耳宽度方向的面，也就是极耳外露面积最大的那个面，其中一个所述的极耳表面只在极耳探出端远离电芯部分的一端部分喷涂，预留部分确保充放电与测试过程中探针与极耳接触良好。

具体实施方式九：具体实施方式六所述的一种锂离子电池防短路方法，所述的绝缘材料覆盖在极耳的任意一个表面，或者两个表面均喷涂，厚度方向的三个侧面不作绝缘处理。所述极耳表面就是极耳宽度方向的面，也就是极耳外露面积最大的那个面。所述三个侧面就是极耳厚度方向的三个面。

实施例1：

如图1所示，所述A极耳与B极耳均有五个面露在电池表面，所示A极耳五个面分别为A1面101、A2面102、A3面103、A4面104、A5面105；所述B极耳五个面分别为B1面201、B2面202、B3面203、B4面204、B5面205；在本实施例中A极耳的A1面101、A2面102、A3面103、A4面104与B极耳的B1面201、B2面202、B3面203、B4面204均喷涂了绝缘材料。另外两个面，A5面105和B5面205均没有喷涂绝缘材料，主要目的是，电池在充放电与测试过程中，A极耳和B极耳需要与外界仪表的探针处于导通状态，否则电池无法充放电与测试。在本实施例中，由于绝缘层的存在，即使两个极耳搭接在一起，也不会因为两个极耳导通而造成短路。作为一种简易方案，所述A极耳和B极耳可以只喷涂A1面101与B1面201，仍然可以在很大程度上避免短路风险。

实施例2：

如图2所示，所述A极耳与B极耳均有五个面露在电池表面，所示A极耳五个面分别为A1面101、A2面102、A3面103、A4面104、A5面105；所述B极耳五个面分别为B1面201、B2面202、B3面203、B4面204、B5面205；在本实施例中A极耳的A5面105、A2面102、A3面103、A4面104与B极耳的B5面205、B2面202、B3面203、B4面204均喷涂了绝缘材料。另外两个面，A1面101和B1面201均没有喷涂绝缘材料，主要目的是，电池在充放电与测试过程中，A极耳和B极耳需要与外界仪表处于导通状态，否则电池无法充放电与测试。在本实施例中，由于绝缘层的存在，即使两个极耳搭接在一起，也不会因为两个极耳导通而造成短路。作为一种简易方案，所述A极耳和B极耳也可以只喷涂A5面105与B5面205，仍然可以在很大程度上避免短路风险。

实施例3：

如图3所示，所述A极耳与B极耳均有五个面露在电池表面，所示A极耳五个面分别为A1面101、A2面102、A3面103、A4面104、A5面105，其中A5分为喷涂区A6面106和未喷涂区；所述B极耳五个面分别为B1面201、B2面202、B3面203、B4面204、B5面205，其中B5分为喷涂区B6面206和未喷涂区；在本实施例中A极耳的A1面101、A2面102、A3面103、A4面104、A6面106与B极耳的B1面201、B2面202、B3面203、B4面204、B6面206均喷涂了绝缘材料。A5面105和B5面205的未喷涂区均没有喷涂绝缘材料，主要目的是，电池在充放电与测试过程中，A极耳和B极耳需要与外界仪表处于导通状态，否则电池无法充放电与测试。相比实施例1最大的不同是，将A5面105和B5面205分为两部分，一部分喷涂，另外一部分不喷涂，这里需要保证未喷涂面足够大，方便后续的探针接触；在本实施例中，由于绝缘层的存在，即使两个极耳搭接在一起，也不会因为两个极耳导通而造成短路。作为一种简易方案，所述A极耳和B极耳也可以只喷涂A1面101、A6面106与B1面201、B6面206，仍然可以在很大程度上避免短路风险。

实施例4：

如图4所示，所述A极耳与B极耳均有五个面露在电池表面，所示A极耳五个面分别为A1面101、A2面102、A3面103、A4面104、A5面105，其中A1分为喷涂面A6面106与未喷涂面；所述B极耳六个面分别为B1面201、B2面202、B3面203、B4面204、B5面205，其中B1分为喷涂面B6面206与未喷涂面；在本实施例中A极耳的A6面106、A2面102、A3面103、A4面104、A5面105与B极耳的B6面206、B2面202、B3面203、B4面204、B5面205均喷涂了绝缘材料。A1面101和B1面201的未喷涂面均没有喷涂绝缘材料，主要目的是，电池在充放电与测试过程中，A极耳和B极耳需要与外界仪表处于导通状态，否则电池无法充放电与测试。相比实施例2最大的不同是，将A1面101和B1面201分为两部分，一部分喷涂，另外一部分不喷涂，这里需要保证未喷涂面足够大，方便后续的探针接触；在本实施例中，由于绝缘层的存在，即使两个极耳搭接在一起，也不会因为两个极耳导通而造成短路。作为一种简易方案，所述A极耳和B极耳也可以只喷涂A5面105、A6面106与B5面205、B6面206，仍然可以在很大程度上避免短路风险。

Claims (9)

1.一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的方法为在锂离子电池外露的极耳表面覆盖绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料为铁氟龙、氧化铝陶瓷、陶瓷聚合物或聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料厚度为10～20um。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料通过喷涂或粘贴的方式覆盖在极耳表面，该过程在电池带电前完成。

5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料覆盖范围不得超过极耳裁剪区域。

6.根据权利要求1所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料的覆盖位置为极耳的一个面、两个面或者多个面，保证充放电与测试过程中有一个面能够与仪表探针良好接触。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料覆盖在极耳的一个表面以及三个侧面。

8.根据权利要求6所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料覆盖在极耳的两个表面以及三个侧面。

9.根据权利要求6所述的一种锂离子电池防短路方法，其特征在于：所述的绝缘材料覆盖在极耳的任意一个表面，或者两个表面均喷涂。