CN110739486A - 一种软包电芯的封装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种软包电芯的封装工艺，包括以下步骤：步骤S100、提供金属塑膜、正极片、隔膜和负极片；步骤S200、将金属塑膜制成金属塑膜袋，并对金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的金属塑膜进行部分热压，以形成部分封合区；步骤S300、将正极片、隔膜和负极片叠合后放置于金属塑膜袋的电芯放置区内，并完成顶封；步骤S400、对金属塑膜袋进行注液和预封，完成软包电芯的组装。在将正极片、隔膜和负极片放入至金属塑膜袋内部时，金属塑膜袋的侧封边与部分封合区相互配合实现对正极片、隔膜和负极片的限位作用，避免了正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜的位置偏移，从而保证了正极片、隔膜和负极片的位置准确性以及金属塑膜封合时的封边的封合质量。

Description

一种软包电芯的封装工艺

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种软包电芯的封装工艺。

背景技术

锂离子电池的包装分为两大类，一类是软包电芯，一类是金属外壳电芯。其中软包电芯由正极、负极、隔膜、正极耳、负极耳、金属塑膜外壳和电解液组成。常见的组装工艺是将金属塑膜裁切成片料，然后使用冲坑设备对金属塑膜冲压出定位坑。再将正、负极叠片按照坑位放入金属塑膜壳内。然后进行顶封、侧封、注液、一封、化成和二封等。但是在现有的工艺中存在以下的缺陷和不足：

1)需要在金属塑膜上冲压坑位，当组装的电池厚度较小时，无法对正、负极叠片起到定位作用，影响电池组装的效率；

2)在冲坑过程容易对金属塑膜造成损伤，从而导致电池在使用过程中容易发生漏液、腐蚀、鼓包等问题；

3)由于需要对金属塑膜进行冲压坑位操作，使得在生产过程中需要多次的收放物料，使得生产效率低下。

发明内容

本发明实施例的目的在于：提供一种软包电芯的封装工艺，其能够方便的实现对薄型电池的正、负极叠片起到定位作用，提高电池的组装效率。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种软包电芯的封装工艺，包括以下步骤：

步骤S100、提供金属塑膜、正极片、隔膜和负极片；

步骤S200、将所述金属塑膜制成金属塑膜袋，并对所述金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的所述金属塑膜进行部分热压，以形成部分封合区；

步骤S300、将正极片、隔膜和负极片叠合后放置于所述金属塑膜袋的所述电芯放置区内，并完成顶封；

步骤S400、对所述金属塑膜袋进行注液和预封，完成软包电芯的组装。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤S200包括以下步骤：

步骤S210、将所述金属塑膜对折；

步骤S220、将与所述金属塑膜的折痕垂直的其中一条侧边热压形成侧封边；

步骤S230、对所述金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的所述金属塑膜进行部分热压，以形成所述部分封合区，完成所述金属塑膜袋的制作。

作为本发明的一种优选的技术方案，在所述步骤S210中沿所述金属塑膜的长度方向进行对折。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤S100中提供的所述金属塑膜为成卷的金属塑膜卷料。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤S200包括以下步骤：

步骤S201、将所述金属塑膜卷料沿其长度方向进行对折；

步骤S202、在对折后的所述金属塑膜卷料上沿所述金属塑膜卷料的长度方向间隔第一预设距离热压形成若干侧封边，并使所述侧封边与所述金属塑膜卷料的长度方向相垂直；

步骤S203、在所述金属塑膜卷料上与所述侧封边间隔第二预设距离部分热压形成所述部分封合区；

步骤S204、将所述金属塑膜卷料裁切为所述金属塑膜袋。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述第一预设距离大于或等于所述金属塑膜袋的电芯放置区与所述气袋区的宽度之和。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述第二预设距离大于或等于所述正极片、所述隔膜和所述负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述步骤S100中提供的隔膜为具有多个隔层的隔膜袋，在所述步骤S300中将所述正极片和所述负极片依次放置于所述隔膜袋内，以形成电芯叠片，然后将所述电芯叠片放入至所述金属塑膜袋。

作为本发明的一种优选的技术方案，还包括步骤S500：对预封后的软包电芯进行静置、化成、整形、二封和裁边。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述金属塑膜的热压温度为130～180℃；和/或，热压压力为0.20～0.55Mpa；和/或，持续时间为3～25s。

本发明的有益效果为：根据本发明实施例的方法，将金属塑膜制成金属塑膜袋，并将位于金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的金属塑膜进行部分热压，在电芯放置区与气袋区之间形成部分封合的部分封合区。在将正极片、隔膜和负极片放入至金属塑膜袋内部时，金属塑膜袋的侧封边与部分封合区相互配合实现对正极片、隔膜和负极片的限位作用，避免了正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜的位置偏移，避免造成顶封位置或侧封位置在封合的过程中压到正极片、隔膜或负极片，从而保证了正极片、隔膜和负极片的位置准确性以及金属塑膜封合时的封边的封合质量。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述金属塑膜袋的结构示意图。

图2为本发明实施例所述金属塑膜卷料的结构示意图。

图中：

1、金属塑膜；2、金属塑膜卷料；3、电芯放置区；4、气袋区；5、封合区；6、侧封边。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1至2所示，于本实施例中，本发明所述的一种软包电芯的封装工艺，包括以下步骤：

步骤S100、提供金属塑膜1、正极片、隔膜和负极片。

也就是说在该步骤中提供软包电芯生产所需的各种物料，包括但不限于上述的金属塑膜1、正极片、隔膜和负极片，还应该包括其他的物料例如电解液等。

在一个优选的实施例中，提供的隔膜为具有多个隔层的隔膜袋。即，将多个隔膜叠合后将边缘位置粘合，使得多个隔膜叠合形成隔膜袋结构，然后在后续的工序中直接将正极片和负极片放置至隔膜袋中，形成电芯叠片，使得正极片和负极片被限位在隔膜袋内部，防止了正极片和负极片的相对位移，使得电芯叠片的结构更稳定，防止在装配的过程中由于正极片、负极片和隔膜的相对位置的移动造成定位难度，有效的提高了电芯的组装效率。

需要知道的是，隔膜袋结构并不限定于使用上述的方法制作，还可以是采用其他的能够形成多层隔膜的隔膜袋结构，只要保证能够实现对正极片和负极片的固定以及将正极片和负极片之间用隔膜分隔开的结构即可。

步骤S200、将金属塑膜1制成金属塑膜袋，并对金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4之间的金属塑膜1进行部分热压，以形成部分封合区5。

在软包电芯的封装过程中，金属塑膜1外壳包括电芯放置区3与气袋区4，其中电芯放置区3用于放置和固定电芯的正极片、负极片和隔膜，气袋区4用于收集电芯化成时生成的气体，以将电芯内部的空气排出，然后再在电芯放置区3与气袋区4进行二封操作，将电芯放置区3封合，以此形成完整的软包电芯。

在本发明实施例中，金属塑膜袋的制作过程中，需要将位于电芯放置区3与气袋区4之间的二封区域进行部分热压封合形成部分封合区5，使得电芯放置区3与气袋区4可被部分封合区5间隔开，但是同时由于二封区的部分热压封合形成部分封合的部分封合区5间，电芯放置区3与气袋区4之间并没有被完全间隔开，在电芯放置区3内的正极片和负极片在工作过程中产生的气体可通过封合区5进入到气袋区4内，进而可被抽取至软包电芯之外。

步骤S300、将正极片、隔膜和负极片叠合后放置于金属塑膜袋的电芯放置区3内，并完成顶封。

其中正极片、隔膜和负极片的叠合操作可采用上述实施例所述的隔膜袋实现。将正极片和负极片利用隔膜袋制作成一体的电芯叠片，然后再放入至金属塑膜袋内，可方便的实现将正极片、隔膜和负极片叠合放入至金属塑膜袋中，有效的避免正极片、隔膜和负极片的相对移位以及正极片、隔膜和负极片与金属塑膜袋之间的相对移位，保证正极片、隔膜和负极片放入至金属塑膜袋内部时的位置的可靠性，避免正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜1的移位带来的不良影响，保证软包电芯的组装的可靠性。

步骤S400、对金属塑膜袋进行注液和预封，完成软包电芯的组装。

综上所述，根据本发明实施例的方法，将金属塑膜1制成金属塑膜袋，并将位于金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4之间的金属塑膜1进行部分热压，在电芯放置区3与气袋区4之间形成部分封合的部分封合区5。在将正极片、隔膜和负极片放入至金属塑膜袋内部时，金属塑膜袋的侧封边6与部分封合区5相互配合实现对正极片、隔膜和负极片的限位作用，避免了正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜1的位置偏移，避免造成顶封位置或侧封位置在封合的过程中压到正极片、隔膜或负极片，从而保证了正极片、隔膜和负极片的位置准确性以及金属塑膜1封合时的封边的封合质量。

在本发明的一个优选的实施例中，步骤S200包括以下步骤：

步骤S210、将金属塑膜1对折；

步骤S220、将与金属塑膜1的折痕垂直的其中一条侧边热压形成侧封边6；

步骤S230、对金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4之间的金属塑膜1进行部分热压，以形成部分封合区5，完成金属塑膜袋的制作。

在该实施例中，将金属塑膜1按照生产要求进行裁切，然后将金属塑膜1沿其长度方向或宽度方向进行对折，只要能够保证金属塑膜1折叠后的面积符合软包电芯的生产要求即可，即折叠后的金属塑膜1至少要包括电芯放置区3和气袋区4。

通过将金属塑膜1对折，可将金属塑膜袋的其中一条边的封合改由金属塑膜1自身的一体连接，减少了一道热压工序，并且有效的保证了折痕所在的侧边的连接稳定性。将其中一条与折痕垂直的侧边进行热压封合形成侧封边6，并将位于电芯放置区3与气袋区4之间的金属塑膜1进行部分热压形成部分封合区5，形成本实施例所述的金属塑膜袋，部分封合区5与侧封边6或折痕所在的侧边相互配合，可实现对正极片、隔膜和负极片的限位作用，避免了正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜1的位置偏移，避免造成顶封位置或侧封位置在封合的过程中压到正极片、隔膜或负极片，从而保证了正极片、隔膜和负极片的位置准确性以及金属塑膜1封合时的封边的封合质量。

优选的，在上述实施例中，步骤S210中沿金属塑膜1的长度方向进行对折。即在裁切金属塑膜1时将金属塑膜1按照沿长度方向进行对折的尺寸进行裁切。

在本发明的另一个优选可选实施例中，步骤S100中提供的金属塑膜1为成卷的金属塑膜卷料2。

进一步的，步骤S200包括以下步骤：

步骤S201、将金属塑膜卷料2沿其长度方向进行对折；

步骤S202、在对折后的金属塑膜卷料2上沿金属塑膜卷料2的长度方向间隔第一预设距离热压形成若干侧封边6，并使侧封边6与金属塑膜卷料2的长度方向相垂直；

步骤S203、在金属塑膜卷料2上与侧封边6间隔第二预设距离部分热压形成部分封合区5；

步骤S204、将金属塑膜卷料2裁切为金属塑膜袋。

通过将金属塑膜卷料2统一的进行对折和热压封合，形成本发明实施例所述的金属塑膜袋，然后再按照设计尺寸裁切为单个的金属塑膜袋，可实现批量的生产金属塑膜袋，避免了先将金属塑膜卷料2裁切为单个金属塑膜袋所需的大小后再进行热压加工所带来的大量重复性的取放工作，有效的提高了金属塑膜袋的制作效率。

进一步的，第一预设距离大于或等于金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4的宽度之和，第二预设距离大于或等于正极片、隔膜和负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和。

通过将第一预设距离大于或等于金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4的宽度之和，可保证金属塑膜卷料2上相邻两个侧封边6的距离大于或等于金属塑膜袋所需的长度，避免相邻两个侧封边6的距离过近时金属塑膜1的长度不符合金属塑膜袋的加工要求。将第二预设距离大于或等于正极片、隔膜和负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和，首先可有效的保证正极片、隔膜和负极片叠合后的电芯叠片能够顺利放入至金属塑膜袋内，避免出现金属塑膜袋尺寸过小，使得电芯叠片无法放入的问题出现。

优选的，将第一预设距离设置等于金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4的宽度之和，第二预设距离设置等于正极片、隔膜和负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和。将第一预设距离设置等于金属塑膜袋的电芯放置区3与气袋区4的宽度之和，可有效的减少对金属塑膜1的浪费，避免在后续工序中切除时所带来的浪费。将第二预设距离设置等于正极片、隔膜和负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和，可使得金属塑膜袋的大小与电芯叠片的尺寸相适配(当电芯叠片放入到金属塑膜袋内部时，电芯叠片会将金属塑膜袋顶起，所以需要加上电芯叠片的厚度)，以保证金属塑膜袋对电芯叠片的限位作用，保证电芯叠片在金属塑膜袋内的位置的可靠性，避免正极片、隔膜和负极片相对金属塑膜1的位置偏移，避免造顶封位置或侧封位置在封合的过程中压到正极片、隔膜或负极片，从而保证了正极片、隔膜和负极片的位置准确性以及金属塑膜1封合时的封边的封合质量。

在本发明实施例中，金属塑膜1的热压温度为130～180℃；和/或，热压压力为0.20～0.55Mpa；和/或，持续时间为3～25s。

在本发明实施例中，在步骤S400后还包括步骤S500：对预封后的软包电芯进行静置、化成、整形、二封和裁边。

在本发明实施例中，金属塑膜1可以是铝塑膜、钢塑膜或其他金属塑膜。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电芯的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、提供金属塑膜、正极片、隔膜和负极片；

步骤S200、将所述金属塑膜制成金属塑膜袋，并对所述金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的所述金属塑膜进行部分热压，以形成部分封合区；

步骤S300、将正极片、隔膜和负极片叠合后放置于所述金属塑膜袋的所述电芯放置区内，并完成顶封；

步骤S400、对所述金属塑膜袋进行注液和预封，完成软包电芯的组装。

2.根据权利要求1所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：

步骤S210、将所述金属塑膜对折；

步骤S220、将与所述金属塑膜的折痕垂直的其中一条侧边热压形成侧封边；

步骤S230、对所述金属塑膜袋的电芯放置区与气袋区之间的所述金属塑膜进行部分热压，以形成所述部分封合区，完成所述金属塑膜袋的制作。

3.根据权利要求2所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，在所述步骤S210中沿所述金属塑膜的长度方向进行对折。

4.根据权利要求1所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述步骤S100中提供的所述金属塑膜为成卷的金属塑膜卷料。

5.根据权利要求4所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述步骤S200包括以下步骤：

步骤S201、将所述金属塑膜卷料沿其长度方向进行对折；

步骤S202、在对折后的所述金属塑膜卷料上沿所述金属塑膜卷料的长度方向间隔第一预设距离热压形成若干侧封边，并使所述侧封边与所述金属塑膜卷料的长度方向相垂直；

步骤S203、在所述金属塑膜卷料上与所述侧封边间隔第二预设距离部分热压形成所述部分封合区；

步骤S204、将所述金属塑膜卷料裁切为所述金属塑膜袋。

6.根据权利要求5所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述第一预设距离大于或等于所述金属塑膜袋的电芯放置区与所述气袋区的宽度之和。

7.根据权利要求5所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述第二预设距离大于或等于所述正极片、所述隔膜和所述负极片叠合后的叠合厚度与叠合宽度之和。

8.根据权利要求1所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述步骤S100中提供的隔膜为具有多个隔层的隔膜袋，在所述步骤S300中将所述正极片和所述负极片依次放置于所述隔膜袋内，以形成电芯叠片，然后将所述电芯叠片放入至所述金属塑膜袋。

9.根据权利要求1所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，还包括步骤S500：对预封后的软包电芯进行静置、化成、整形、二封和裁边。

10.根据权利要求1所述的软包电芯的封装工艺，其特征在于，所述金属塑膜的热压温度为130～180℃；和/或，热压压力为0.20～0.55Mpa；和/或，持续时间为3～25s。

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