CN111129417A - 软包电池的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种软包电池的制造方法。所述软包电池包括壳体和能量转换元件，在所述能量转换元件上设置有由所述能量转换元件向外伸出的电连接件，所述壳体的内部形成密闭的腔体，在所述壳体上设置有通孔；还包括密封连接在所述通孔上的端子，该制造方法包括：将所述能量转换元件放置到所述腔体内；所述电连接件与所述端子焊接连接；向所述腔体内注入电解液，并进行封口；对所述软包电池进行活化。电池极耳在注液前焊接，提高了焊接可靠性，解决了焊接高温电解液分解的问题。

Description

软包电池的制造方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种软包电池的制造方法。
背景技术
软包电池通常包括裸电芯和扣合在一起的两个半壳体裸电芯被组装到两各半壳体包围的空间内。裸电芯的两个极耳从两个半壳体的边缘处向外伸出。两个半壳体之间是绝缘的。例如，半壳体为铝塑膜。极耳与两个半壳体之间也是绝缘的。两个半壳体的边缘通过热压的方式连接在一起。铝塑膜表面的塑料层为热塑性材料，在加热至设定温度时，铝塑膜上的塑料层获得粘性，在外部压力的作用下，两个边缘粘结在一起，并且极耳与两个边缘粘结在一起。
在该方案中，极耳是需要从内部向外端子引出，电池在装配时无法从内部向外部进行焊接，如果需要实现需要较长的金属带，会增加电池结构的复杂程度，同时占用空间，限制了电池的能量密度，有的钢壳电池厂家采用电池在注液后再将极耳焊接引出，此时，极耳在电解液中浸泡会产生腐蚀钝化层，导致电池极耳焊接的一致性差，随着浸泡时间长短不一致，焊接功率参数也不一致，无法确定焊接工艺参数情况，严重情况下，极耳表面形成较厚的钝化膜后会导致无法焊接，增加焊接功率很容易导致炸焊，炸焊形成金属粉尘杂质，金属粉尘杂质会造成电池内部短路而严重影响电池安全性能；此外，焊接金属熔接会导致电解液分解，从而影响电池性能。
因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述至少一个技术问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种软包电池的制造方法的新技术方案。
根据本发明的第一方面，提供了一种软包电池的制造方法。所述软包电池包括壳体和能量转换元件，在所述能量转换元件上设置有由所述能量转换元件向外伸出的电连接件，所述壳体的内部形成密闭的腔体，在所述壳体上设置有通孔；还包括密封连接在所述通孔上的端子，该制造方法包括：将所述能量转换元件放置到所述腔体内；所述电连接件与所述端子焊接连接；向所述腔体内注入电解液，并进行封口；对所述软包电池进行活化。
可选地，在进行活化之后还包括：对所述腔体进行抽真空；对所述壳体进行封口。
可选地，在焊接时，能量从所述端子的外侧施加。
可选地，在进行焊接时，焊点或者焊道从所述壳体的外侧穿过所述端子；或者焊点或者焊道由所述端子与所述电连接件的接触面处向周围逐渐扩散。
可选地，所述壳体包括密封连接在一起的第一半壳体和第二半壳体，所述第一半壳体和所述第二半壳体中的至少一个包括凹陷结构和围绕由所述凹陷结构的边缘向外延伸形成的边缘部，所述边缘部被配置为用于形成密封连接，所述凹陷结构构成所述腔体的至少一部分，在所述凹陷结构上设置有所述端子。
可选地，所述第一半壳体和所述第二半壳体均包括所述凹陷结构和所述边缘部，所述第一半壳体的凹陷结构和所述第二半壳体的凹陷结构相对设置，并共同构成所述腔体。
可选地，所述腔体呈长方体形，在将所述能量转换元件放置到所述腔体内之后，对所述长方体的三条边上的边缘部进行密封，另外一条边上的相对的两个边缘部的外侧均连接有延伸部，两个延伸部的沿延伸方向的边密封连接，并且形成注液口，所述注液口被配置为用于注入电解液。
可选地，在所述延伸部与所述边缘部的连接部位进行封口。
可选地，通过冲压成型的方式形成所述壳体。
可选地，在所述端子的一个表面的边缘处设置有热塑性材料，通过热压的方式将所述热塑性材料与所述壳体连接在一起。
可选地，在所述电连接件的靠近所述能量转换元件之间设置有隔热部件。
根据本公开的一个实施例，软包电池的能量转换元件的电连接件不需要从壳体内向外引出，避免了电连接件因受到外力作用而与能量转换元件脱离。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。
图1是根据本公开实施例的组装过程中的软包电池的分解图。
图2是根据本公开实施例的一种半壳体的分解图。
图3是根据本公开实施例的另一种软包电池的立体图
图4是根据本公开实施例的一种软包电池的剖视图。
图5-6是根据本公开实施例的焊接方式的示意图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本公开的一个实施例，提供了一种软包电池的制造方法。如图1所示，所述软包电池包括壳体和能量转换元件。
所述能量转换元件呈块状结构。在所述能量转换元件上设置有由所述块状结构向外伸出的电连接件。例如，能量转换元件为裸电芯11，例如锂离子裸电芯11。裸电芯11呈长方体结构、圆柱体结构、椭圆柱体结构等。例如，在裸电芯11的外侧包覆绝缘膜。绝缘膜能够防止裸电芯11与壳体短路。在所述能量转换元件的至少一个表面连接有电连接件。电连接件由块状结构向外伸出。电连接件与能量转换元件的电极连接。例如，电连接件为极耳111。极耳111为镍片等。还可以是，电连接件为裸电芯11的极片(例如，正极片和负极片)的空箔区。空箔区即极片的未覆盖电极活性材料的部位。电连接件与裸电芯11的引出端平面平行贴合。
所述壳体的内部形成密闭的腔体。在所述壳体上设置有通孔121。软包电池还包括密封连接在所述通孔121上的端子115。壳体呈长方体结构、圆柱体结构、椭圆柱体结构等。端子115用于能量转换元件与外部电路的导通。例如，端子115呈片状结构。端子115的材质为金属。端子115与电连接件连接。
例如，壳体包括至少一个半壳体。半壳体包括凹陷结构14和由凹陷结构14向外延伸而成的边缘部15。凹陷结构14用于容纳裸电芯11，并至少构成腔体的一部分。边缘部15用于形成密封连接。在所述凹陷结构14上设置有所述端子115。边缘部15通过粘结、热熔、焊接等方式形成密封连接。
壳体为金属塑膜，例如铝塑膜、刚塑膜等。端子115的材质为金属，例如，端子115为铝片、不锈钢片、铜片等。端子115通过热熔连接、超声焊接等方式与壳体连接。
也可以是，在端子115上设置有热塑性材料环116，在热熔时直接与壳体形成连接。
还可以是，壳体为金属塑膜，例如铝塑膜、刚塑膜等。端子115与壳体是一体成型的。通过在壳体的设定位置去除塑料膜层来露出金属层。露出的金属层为端子115。在该例子中，通孔121直接被端子115封堵。
例如，通过冲压成型的方式形成凹陷结构14，并且形成连通凹陷结构14与外部空间的通孔121。
在一个例子中，通过片状的盖部密封凹陷结构14。盖部与边缘部15密封连接。还可以是，壳体包括两个半壳体。两个半壳体的凹陷结构14相对设置，两个边缘部15形成密封连接。
该制造方法包括：
将所述能量转换元件放置到所述腔体内。例如，裸电芯11被放置到凹陷结构14内。
将所述电连接件与所述端子115焊接连接。在焊接时，能量从所述端子的外侧施加。即焊针的能量从端子115的远离腔体一侧穿过端子115后到达端子115的靠近腔体一侧。相比于能量从电连接件的外侧向内侧引入的方式，这种焊接方式，不需要在壳体封闭前为焊接预留出作业空间，降低了组装难度。
如图5-图6所示，在进行焊接时，焊点161或者焊道从所述壳体的外侧穿过所述端子115。在施焊时，焊针16位于壳体的外侧而不是位于凹陷结构14一侧。这样，壳体不需要为焊接留出空间，例如，采用激光焊接的方式进行焊接。焊道或者焊点161从端子115的外表面逐渐向内扩散至电连接件，二者熔化并连接在一起。
也可以是，焊点161或者焊道由所述端子115与所述电连接件的接触面162处向周围逐渐扩散。在该例子中，采用电阻焊接。焊针16同样位于壳体的外侧。焊针16与端子115相抵。在施焊时，电流到达接触面162处。由于接触面162处端子115与电连接件之间存在缝隙，故能够形成电阻。在电流的作用下接触面162逐渐熔化，并使得端子115与电连接件连接在一起。在进行电阻焊接时，电流形成回路。
上述两种焊接方式均能使端子115与电连接件形成有效的连接。
在一个例子中，壳体包括第一半壳体12和第二半壳体13。所述第一半壳体12和所述第二半壳体13均包括所述凹陷结构14和所述边缘部15，所述第一半壳体12的凹陷结构14和所述第二半壳体13的凹陷结构14相对设置，并共同构成所述腔体。
在组装时，两个凹陷结构14相对。第一半壳体12和第二半壳体13的边缘部15贴合在一起。例如，在边缘部15设置有热塑材料，通过热压的方式将第一半壳体12和第二半壳体13的边缘部15连接在一起。热塑材料为第一半壳体12和第二半壳体13的组成部分，或者为另外设置的用于连接的材料。例如，第一半壳体12和第二半壳体13均为金属塑膜，例如铝塑膜、钢塑膜等。金属塑膜上的塑料材质能通过热压的方式形成密封连接。或者，在所述端子115的一个表面的边缘处设置有热塑性材料，通过热压的方式将所述热塑性材料与所述壳体连接在一起。
也可以是，两个半壳体的边缘部15通过焊接的方式连接在一起。例如，在焊接过程中，位于边缘部15的热塑材料熔化，并粘结在一起。
还可以是，第一半壳体12和第二半壳体13为塑料，例如聚醚酮(PEK)、聚醚醚酮(PEEK)、聚丙烯(PP)等。上述材料本身为热塑性材料，能通过热压的方式连接。
两个半壳体的边缘部15也可以采用激光焊接、超声焊接的方式连接在一起你。在进行激光焊接时，两个绝缘部15均由热塑材料制成。例如塑料，两个绝缘部15存在色差。例如，其中一个绝缘部15为透明塑料，另一个绝缘部15为有色塑料。有色塑料可以是自身带有颜色，例如黑色、红色、绿色、蓝色、紫色等。也可以是，涂油有色油墨的塑料材料。在进行激光焊接时，激光从透明塑料一侧射入，并到达有色塑料处。由于有色塑料能够吸收激光能量，从而快速熔化，故使得激光焊接的效果更好。
例如，在进行激光焊接时，焊道围绕凹陷结构14设置有多圈，这使得两个绝缘部15的密封、连接效果更好。
在进行焊接之后，向所述腔体内注入电解液，并对所述壳体进行第一次封口。例如，所述腔体呈长方体形。在将所述能量转换元件放置到所述腔体内之后。对所述长方体的三条边上(例如三条短边15d)的边缘部15进行密封。另外一条边上的相对的两个边缘部15的外侧均连接有延伸部151，两个延伸部151的沿延伸方向的边密封连接，并且形成注液口。例如注液口位于延伸部151的末端。所述注液口被配置为用于注入电解液。
例如，先将两个半壳体的边缘部15的短边15d进行封口。在长边15c上没有完全封口，以形成注液口。例如长边15c的边缘连接，以形成袋部。袋部用于容纳活化时产生的气体。电解液是离子传输的载体。例如，锂离子在电解液中迁移，从而使软包电池进行充、放电。
在注入电解液后，对所述壳体进行第一次封口。例如，在注液口处向腔体内注入电解液。在加注完毕后，进行第一次封口，以将注液口封闭。在一个例子中，在所述延伸部151进行第一次封口。
接下来，对所述软包电池进行活化。活化为软包电池的常用工序，在此不做详细说明。
在本公开实施例中，软包电池的能量转换元件的电连接件不需要从壳体内向外引出，避免了电连接件因受到外力作用而与能量转换元件脱离。
此外，在进行活化前，端子115与电连接件连接在一起，这使得活化能更稳定地进行。
此外，电池的外观规整，容易被装配到外部设备中。
在一个例子中，在活化结束后，将第一次封口处打开，例如，在第一次封口处的靠近裸电芯11一侧，进行切断，以形成开口。多余的电解液从开口被排出。例如，通过对腔体进行抽真空，以排除电解液。
在电解液排出后，在长边15c进行第二次封口，以将壳体封闭。
例如，在所述延伸部151与所述边缘部15的连接部位进行第二次封口。在进行第二次封口之后，将多余的延伸部151去除，以形成软包电池。例如，通过裁切的方式进行去除。
在一个例子中，如图3所示，形成密封连接的边缘部15被折向壳体的侧壁。通过这种方式，壳体的外形更规整，占用的体积更小。例如，边缘部15的弯折方向不同，例如其中一部分向上弯折15a，另一部分向下弯折15b。这使得边缘部15的受力更均衡。
当然，边缘部15也可以均向上弯折15a，或者均向下弯折15b。
在一个例子中，如图2-图3所示，在所述端子115和/或所述电连接件的用于接触的部位设置有凸点118。例如，在电连接件上设置有凸点118。多个凸点118呈矩阵分布。在进行抽真空时，凸点118首先端子115接触。由于大气压力的作用，故端子115形成凹坑。凸点118与凹坑相配合，能够有效地防止电连接件相对于端子115发生移动。
此外，在端子115和电连接件压合完全时，凸点118能够增大二者的接触面积，并且端子115和电连接件在空间上形成接触，而不仅仅在平面内的接触。这使得二者的电连接更稳定。
在一个例子中，如图1所示，在所述电连接件与所述端子115之间设置有中间金属层119。
在所述电极端子和所述导通部之间设置有元素周期表中原子序数在镍以上的金属或者上述金属的合金，例如金、银等制成的片材，通过设置中间金属层119，电极端子与导通部的连接更牢固，导通作用更显著；或者
所述电极端子为元素周期表中原子序数在镍以上的金属或者上述金属的合金，金属的种类如前所述。在该例子中，极耳111或者电极片为镍以上的金属，上述金属的电阻小，在充放电时发热量小，安全可靠；或者
所述电极端子为多层金属的复合结构，其中一层为元素周期表中原子序数在镍以上的金属或者上述金属的合金，例如，极耳111或电极片由上述至少两种金属层复合而成。通过这种方式，电极端子的导电性能和结构强度更高；或者
所述电极端子里掺杂有元素周期表中原子序数在镍以上的金属。这种材料的导通效果良好。
在一个例子中，如图1所示，在所述电连接件的靠近所述能量转换元件之间设置有隔热部件117。例如，隔热部件117为隔离胶纸。隔离胶纸为塑料、石棉等材料。隔热部件117能防止在进行焊接时热量传递至裸电芯11，防止裸电芯11被热量损坏。
虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种软包电池的制造方法，其特征在于：所述软包电池包括壳体和能量转换元件，在所述能量转换元件上设置有由所述能量转换元件向外伸出的电连接件，所述壳体的内部形成密闭的腔体，在所述壳体上设置有通孔；
还包括密封连接在所述通孔上的端子，该制造方法包括：
将所述能量转换元件放置到所述腔体内；
将所述电连接件与所述端子焊接连接；
向所述腔体内注入电解液，并进行封口；对所述软包电池进行活化。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在进行活化之后还包括：
对所述腔体进行抽真空；
对所述壳体进行封口。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在焊接时，能量从所述端子的外侧施加。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：在进行焊接时，焊点或者焊道从所述壳体的外侧穿过所述端子；或者
焊点或者焊道由所述端子与所述电连接件的接触面处向周围逐渐扩散。
5.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于：所述壳体包括密封连接在一起的第一半壳体和第二半壳体，所述第一半壳体和所述第二半壳体中的至少一个包括凹陷结构和围绕由所述凹陷结构的边缘向外延伸形成的边缘部，所述边缘部被配置为用于形成密封连接，所述凹陷结构构成所述腔体的至少一部分，在所述凹陷结构上设置有所述端子。
6.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：所述第一半壳体和所述第二半壳体均包括所述凹陷结构和所述边缘部，所述第一半壳体的凹陷结构和所述第二半壳体的凹陷结构相对设置，并共同构成所述腔体。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于：所述腔体呈长方体形，在将所述能量转换元件放置到所述腔体内之后，对所述长方体的三条边上的边缘部进行密封，另外一条边上的相对的两个边缘部的外侧均连接有延伸部，两个延伸部的沿延伸方向的边密封连接，并且形成注液口，所述注液口被配置为用于注入电解液。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于：在所述延伸部与所述边缘部的连接部位进行封口。
9.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：通过冲压成型的方式形成所述壳体。
10.根据权利要求5所述的制造方法，其特征在于：在所述端子的一个表面的边缘处设置有热塑性材料，通过热压的方式将所述热塑性材料与所述壳体连接在一起。
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