CN110416443A - 一种不易折损的锂电芯及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不易折损的锂电芯及其生产方法，包括锂电芯本体，所述锂电芯本体上固定连接有防护膜层，所述防护膜层由内至外依次包括聚乙烯粘结膜层、铝箔膜层和硅橡胶薄膜层，所述加强条上固定包覆有紧固条。本发明通过防护膜层有效避免了漏液现象，绝缘性能好、耐磨、耐压和耐折性保护，并且通过加强条、支撑条和紧固条形成十字型骨架结构以及网状结构进行防护，增强了外部防护作用效果，通过碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉和粘合剂的配合作用，有效增强锂电芯内部正负极材料的导电性能、粘合性、韧性，正负极材料不易出现折纹、分裂和破损现象，性能更为稳定，进而实现对锂电芯本体内外结合的防折损性能保护。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种不易折损的锂电芯及其生产方法。
背景技术
锂电芯的质量直接决定了锂电池的质量，锂电芯的生产流程中，往往先制备出正负电极材料，进行涂布工序制成极片，现有技术中制备出的极片，在后续进行分切和绕包工序中正负电极材料易出现分裂、折损破碎的现象，影响了加工质量和效率，处理起来也十分繁琐，并且封装好后的锂电芯还要进行后续加工，其外部结构单一防护效果差，遇到意外受力情况，易出现折弯、折断等折损现象，因此，急需对锂电芯进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不易折损的锂电芯及其生产方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种不易折损的锂电芯，包括锂电芯本体，所述锂电芯本体上固定连接有防护膜层，所述防护膜层由内至外依次包括聚乙烯粘结膜层、铝箔膜层和硅橡胶薄膜层，所述聚乙烯粘结膜层粘接在锂电芯本体上，所述防护膜层上粘接固定有均匀分布的加强条，所述加强条上固定包覆有紧固条。
优选的，所述加强条之间固定连接有交错分布的支撑条，所述支撑条之间呈网状结构设置。
优选的，所述支撑条、加强条和紧固条上均涂覆有一层导热硅脂层。
优选的，所述紧固条至少设有四条且均匀的包裹在防护膜层上。
同时，本发明还公开了一种不易折损的锂电芯的生产方法，具体包括如下操作步骤：
S1：原料准备，磷酸铁锂40-90份、粘合剂20-50份、碳纳米管导电剂20-40、石墨碳粉40-90份、铝箔、铜箔、隔膜、液体端羧基丁腈橡胶10-15份、镀银石英粉5-20份、有机溶剂20-50份、钢片、PVC、尼龙、硅橡胶薄膜层201、铝箔膜层202、聚乙烯粘结膜层203、导热硅脂；
S2：搅拌制浆，把粘合剂、碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉、有机溶剂分别与磷酸铁锂和石墨碳粉放入混合罐中，并使用真空搅拌机进行搅拌呈浆状，搅拌时间为8-12小时、搅拌温度为100-200摄氏度、然后把浆状的混合物静置1-5小时，制成正极材料和负极材料；
S3：涂布工序，使用涂布机将正极材料和负极材料分别均匀的涂抹到铝箔和铜箔上，并送入烘箱内进行干燥；
S4：冷压分切，将极片送入碾压车间中，使用碾压辊将附着正负极材料的极片进行冷压，让材料之间更为紧密、提升能量密度，冷压后；根据需要的尺寸对极片进行分切，并使用打磨机打磨极片边部的毛刺，再使用模切机切割出正负极的导电极耳；
S5：卷绕成型，将正极片、负极片和隔膜放置在全自动卷包机上进行卷绕，隔膜把正负极片进行隔离，并使用CCD视觉检测设备可实现自动检测及自动纠偏，确保电芯极片不错位；
S6：制备防护膜层，将硅橡胶薄膜层、铝箔膜层和聚乙烯粘结膜层之间粘接固定制成防护膜层，然后使用冲压模具在防护膜层上冲压出能够包裹锂电芯本体的冲坑，并根据锂电芯本体的尺寸裁剪成型；
S7：封装固定，将锂电芯本体放入防护膜的冲坑中，并使用顶封、侧封机进行封装，即使得聚乙烯粘结膜层粘结在锂电芯本体上进行固定；
S8：烘干注液，将锂电芯本体1放入干燥房中静置6-10小时，烘干电芯内部的水分至达标，再往电芯内部注入电解液并进行预封，此时再将锂电芯本体静置；
S9：化成检测，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，同时进行X-ray监测、绝缘监测、焊接监测、容量测试，对电芯进行激活后，第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测，自放电测试高温老化以及静置，保证了产品性能；
S10：制作加强条、支撑条和紧固条，把钢片放在切割机上切割成条状制成加强条，使用成型机把PVC塑形成圆杆状制成支撑条，把尼龙编织成带状制成紧固条；
S11：清理并涂覆，把加强条、支撑条和紧固条放入清洗机设备中清洗干净并烘干，去除其表面油污，然后把导热硅脂均匀的涂覆在加强条、支撑条和紧固条的表面；
S12：装配，把加强条呈纵向粘接固定在防护膜层上，再使用卷绕机把紧固条呈横向绕包在防护膜层上，最后把支撑条呈网状交叉结构粘接固定在加强条之间，装配完成后静置1-3小时即可。
优选的，所述步骤S1中粘合剂是由醋酸乙烯、酚醛树脂、碳酸氢钠、低分子聚酯、低分子聚碳橡胶混合制备而成。
优选的，所述步骤S3中烘箱内部的温度为80-145摄氏度。
优选的，所述步骤S11中导热硅脂的厚度为2-5毫米。
本发明的技术效果和优点：
本发明通过防护膜层对锂电芯本体外表面进行包裹式防护，有效避免了漏液现象、绝缘性能好，同时硅橡胶薄膜层对其进行耐磨、耐压和耐折性保护，并且通过加强条、支撑条和紧固条对锂电芯本体的外表面形成十字型骨架结构以及网状结构进行防护，有效增强了其外部的韧度和强度，从而增强了防护作用效果，同时，通过碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉和粘合剂的配合作用，有效增强锂电芯内部正负极材料的导电性能、粘合性、韧性及耐温性，当对极片进行分切、冷压和绕包工序中，使得极片上的正负极材料不易出现折纹、分裂和破损现象，性能更为稳定，进而实现对锂电芯本体内外结合的防折损性能保护，有效保证了锂电芯本体的质量，以及大大提高了工作效率。
附图说明
图1为本发明一种不易折损的锂电芯的结构示意图；
图2为本发明一种不易折损的锂电芯的俯视结构示意图；
图3为本发明一种不易折损的锂电芯的防护膜内部结构示意图。
图中：1、锂电芯本体；2、防护膜层；201、硅橡胶薄膜层；202、铝箔膜层；203、聚乙烯粘结膜层；3、加强条；4、支撑条；5、紧固条。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种不易折损的锂电芯，包括锂电芯本体1，所述锂电芯本体1上固定连接有防护膜层2，所述防护膜层2由内至外依次包括聚乙烯粘结膜层203、铝箔膜层202和硅橡胶薄膜层201，所述聚乙烯粘结膜层203粘接在锂电芯本体1上，所述防护膜层2上粘接固定有均匀分布的加强条3，所述加强条3上固定包覆有紧固条5。
所述加强条3之间固定连接有交错分布的支撑条4，所述支撑条4之间呈网状结构设置；便于对加强条3之间的连接强度进行加固，并且便于对锂电芯本体1的外表面形成网状膜层，增强了其防护作用效果。
所述支撑条4、加强条3和紧固条5上均涂覆有一层导热硅脂层；便于对锂电芯本体1进行散热，便于延长其使用寿命。
所述紧固条5至少设有四条且均匀的包裹在防护膜层2上；便于对锂电芯本体1的外部进行裹紧包覆，并且与加强条3构成十字形骨架结构对锂电芯本体1的外表面进行防护，有效增强了锂电芯本体1的抗折弯折损性能防护。
同时，本发明还公开了一种不易折损的锂电芯的生产方法，具体包括如下操作步骤：
S1：原料准备，磷酸铁锂60份、粘合剂25份、碳纳米管导电剂20、石墨碳粉20份、铝箔、铜箔、隔膜、液体端羧基丁腈橡胶10份、镀银石英粉5份、有机溶剂20份、钢片、PVC、尼龙、硅橡胶薄膜层201、铝箔膜层202、聚乙烯粘结膜层203、导热硅脂；
S2：搅拌制浆，把粘合剂、碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉、有机溶剂分别与磷酸铁锂和石墨碳粉放入混合罐中，并使用真空搅拌机进行搅拌呈浆状，搅拌时间为8小时、搅拌温度为100摄氏度、然后把浆状的混合物静置1小时，制成正极材料和负极材料；
S3：涂布工序，使用涂布机将正极材料和负极材料分别均匀的涂抹到铝箔和铜箔上，并送入烘箱内进行干燥；
S4：冷压分切，将极片送入碾压车间中，使用碾压辊将附着正负极材料的极片进行冷压，让材料之间更为紧密、提升能量密度，冷压后；根据需要的尺寸对极片进行分切，并使用打磨机打磨极片边部的毛刺，再使用模切机切割出正负极的导电极耳；
S5：卷绕成型，将正极片、负极片和隔膜放置在全自动卷包机上进行卷绕，隔膜把正负极片进行隔离，并使用CCD视觉检测设备可实现自动检测及自动纠偏，确保电芯极片不错位；
S6：制备防护膜层2，将硅橡胶薄膜层201、铝箔膜层202和聚乙烯粘结膜层203之间粘接固定制成防护膜层2，然后使用冲压模具在防护膜层2上冲压出能够包裹锂电芯本体1的冲坑，并根据锂电芯本体1的尺寸裁剪成型；
S7：封装固定，将锂电芯本体1放入防护膜的冲坑中，并使用顶封、侧封机进行封装，即使得聚乙烯粘结膜层203粘结在锂电芯本体1上进行固定；
S8：烘干注液，将锂电芯本体1放入干燥房中静置6小时，烘干电芯内部的水分至达标，再往电芯内部注入电解液并进行预封，此时再将锂电芯本体1静置；
S9：化成检测，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，同时进行X-ray监测、绝缘监测、焊接监测、容量测试，对电芯进行激活后，第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测，自放电测试高温老化以及静置，保证了产品性能；
S10：制作加强条3、支撑条4和紧固条5，把钢片放在切割机上切割成条状制成加强条3，使用成型机把PVC塑形成圆杆状制成支撑条4，把尼龙编织成带状制成紧固条5；
S11：清理并涂覆，把加强条3、支撑条4和紧固条5放入清洗机设备中清洗干净并烘干，去除其表面油污，然后把导热硅脂均匀的涂覆在加强条3、支撑条4和紧固条5的表面；
S12：装配，把加强条3呈纵向粘接固定在防护膜层2上，再使用卷绕机把紧固条5呈横向绕包在防护膜层2上，最后把支撑条4呈网状交叉结构粘接固定在加强条3之间，装配完成后静置2小时即可。
所述步骤S1中粘合剂是由醋酸乙烯、酚醛树脂、碳酸氢钠、低分子聚酯、低分子聚碳橡胶混合制备而成；使得粘合剂的凝固点低、化学稳定性高、抗氧化和抗高温性能好，从而便于电极材料之间连接更为紧密，性能更加稳定，避免出现液体渗漏、溢出的情况出现。
所述步骤S3中烘箱内部的温度为100摄氏度。
所述步骤S11中导热硅脂的厚度为3毫米。
本发明通过防护膜层2对锂电芯本体1外表面进行包裹式防护，有效避免了漏液现象、绝缘性能好，同时硅橡胶薄膜层201对其进行耐磨、耐压和耐折性保护，并且通过加强条3、支撑条4和紧固条5对锂电芯本体1的外表面形成十字型骨架结构以及网状结构进行防护，有效增强了其外部的韧度和强度，从而增强了防护作用效果，同时，通过碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉和粘合剂的配合作用，有效增强锂电芯内部正负极材料的导电性能、粘合性、韧性及耐温性，当对极片进行分切、冷压和绕包工序中，使得极片上的正负极材料不易出现折纹、分裂和破损现象，性能更为稳定，进而实现对锂电芯本体1内外结合的防折损性能保护，有效保证了锂电芯本体1的质量，以及大大提高了工作效率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种不易折损的锂电芯，包括锂电芯本体(1)，其特征在于：所述锂电芯本体(1)上固定连接有防护膜层(2)，所述防护膜层(2)由内至外依次包括聚乙烯粘结膜层(203)、铝箔膜层(202)和硅橡胶薄膜层(201)，所述聚乙烯粘结膜层(203)粘接在锂电芯本体(1)上，所述防护膜层(2)上粘接固定有均匀分布的加强条(3)，所述加强条(3)上固定包覆有紧固条(5)。
2.根据权利要求1所述的一种不易折损的锂电芯，其特征在于：所述加强条(3)之间固定连接有交错分布的支撑条(4)，所述支撑条(4)之间呈网状结构设置。
3.根据权利要求2所述的一种不易折损的锂电芯，其特征在于：所述支撑条(4)、加强条(3)和紧固条(5)上均涂覆有一层导热硅脂层。
4.根据权利要求1所述的一种不易折损的锂电芯，其特征在于：所述紧固条(5)至少设有四条且均匀的包裹在防护膜层(2)上。
5.一种根据权利要求1-4任意一项所述的不易折损的锂电芯的生产方法，其特征在于：包括如下操作步骤：
S1：原料准备，磷酸铁锂40-90份、粘合剂20-50份、碳纳米管导电剂20-40、石墨碳粉40-90份、铝箔、铜箔、隔膜、液体端羧基丁腈橡胶10-15份、镀银石英粉5-20份、有机溶剂20-50份、钢片、PVC、尼龙、硅橡胶薄膜层(201)、铝箔膜层(202)、聚乙烯粘结膜层(203)、导热硅脂；
S2：搅拌制浆，把粘合剂、碳纳米管导电剂、液体端羧基丁腈橡胶、镀银石英粉、有机溶剂分别与磷酸铁锂和石墨碳粉放入混合罐中，并使用真空搅拌机进行搅拌呈浆状，搅拌时间为8-12小时、搅拌温度为100-200摄氏度、然后把浆状的混合物静置1-5小时，制成正极材料和负极材料；
S3：涂布工序，使用涂布机将正极材料和负极材料分别均匀的涂抹到铝箔和铜箔上，并送入烘箱内进行干燥；
S4：冷压分切，将极片送入碾压车间中，使用碾压辊将附着正负极材料的极片进行冷压，让材料之间更为紧密、提升能量密度，冷压后；根据需要的尺寸对极片进行分切，并使用打磨机打磨极片边部的毛刺，再使用模切机切割出正负极的导电极耳；
S5：卷绕成型，将正极片、负极片和隔膜放置在全自动卷包机上进行卷绕，隔膜把正负极片进行隔离，并使用CCD视觉检测设备可实现自动检测及自动纠偏，确保电芯极片不错位；
S6：制备防护膜层(2)，将硅橡胶薄膜层(201)、铝箔膜层(202)和聚乙烯粘结膜层(203)之间粘接固定制成防护膜层(2)，然后使用冲压模具在防护膜层(2)上冲压出能够包裹锂电芯本体(1)的冲坑，并根据锂电芯本体(1)的尺寸裁剪成型；
S7：封装固定，将锂电芯本体(1)放入防护膜的冲坑中，并使用顶封、侧封机进行封装，即使得聚乙烯粘结膜层(203)粘结在锂电芯本体(1)上进行固定；
S8：烘干注液，将锂电芯本体(1)放入干燥房中静置6-10小时，烘干电芯内部的水分至达标，再往电芯内部注入电解液并进行预封，此时再将锂电芯本体(1)静置；
S9：化成检测，通过充放电使电芯内部发生化学反应形成SEI膜，同时进行X-ray监测、绝缘监测、焊接监测、容量测试，对电芯进行激活后，第二次灌注电解液、称重、注液口焊接、气密性检测，自放电测试高温老化以及静置，保证了产品性能；
S10：制作加强条(3)、支撑条(4)和紧固条(5)，把钢片放在切割机上切割成条状制成加强条(3)，使用成型机把PVC塑形成圆杆状制成支撑条(4)，把尼龙编织成带状制成紧固条(5)；
S11：清理并涂覆，把加强条(3)、支撑条(4)和紧固条(5)放入清洗机设备中清洗干净并烘干，去除其表面油污，然后把导热硅脂均匀的涂覆在加强条(3)、支撑条(4)和紧固条(5)的表面；
S12：装配，把加强条(3)呈纵向粘接固定在防护膜层(2)上，再使用卷绕机把紧固条(5)呈横向绕包在防护膜层(2)上，最后把支撑条(4)呈网状交叉结构粘接固定在加强条(3)之间，装配完成后静置1-3小时即可。
6.根据权利要求5所述的一种不易折损的锂电芯的生产方法，其特征在于：所述步骤S1中粘合剂是由醋酸乙烯、酚醛树脂、碳酸氢钠、低分子聚酯、低分子聚碳橡胶混合制备而成。
7.根据权利要求5所述的一种不易折损的锂电芯的生产方法，其特征在于：所述步骤S3中烘箱内部的温度为80-145摄氏度。
8.根据权利要求5所述的一种不易折损的锂电芯的生产方法，其特征在于：所述步骤S11中导热硅脂的厚度为2-5毫米。
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