CN111430579A - 软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂离子电池制备领域，公开了一种软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体。铝塑膜壳体包括第一铝塑膜、第二铝塑膜层，第一铝塑膜层、第二铝塑膜层分别包括：位于第一表面的尼龙层、位于第二表面的聚丙烯聚合物层、以及位于中间的铝箔层，在第一铝塑膜层的第一表面冲压形成有凹陷的芯包容置位，用于容置锂离子电池芯包，第二铝塑膜层覆盖在第一铝塑膜层上，在电芯容置位外，第一铝塑膜、第二铝塑膜层分别呈平整状，第一表面相贴，第二铝塑膜层与第一铝塑膜层在电芯容置位的外侧热封形成有热封带，热封带上的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔密封结合，电芯容置位密封于热封带内；在至少一热封带的外侧的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还涂有第一固化胶层，第一固化胶层与第一固化胶两面的第一铝塑膜、第二铝塑膜相固化连接。应用该技术方案有利于保护铝塑膜的热封带，避免腐蚀热封带。

Description

软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体
技术领域
本发明涉及锂离子电池制备领域，公开了一种软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体。
背景技术
动力锂电池电芯的封装主要形式有圆柱、方形和软包三种。软包电池由于其安全性能好、重量轻、容量大、内阻小等优点，已经成为动力电池技术路线的一个重要选择。目前，国内软包电芯已经超越圆柱电芯，成为方形电芯之后的第二大动力电芯类型。未来，软包电池或成为新能源乘用车用的主流动力电池。
伴随全球环保理念的推广，新能源电动车逐步进入大众市场，如何提高新能源车安全性能成为行业技术难题，其中动力来源使用锂电池的新能源车，研发方向定为提高电芯的安全性能，这就要求对锂电池单体安全性设计提出更高的要求。对于软包电池而言由于自身的安全特点，安全问题主要聚焦于铝塑膜的热封问题，软包电池是利用铝塑膜在封装过程中铝塑膜内层的聚苯聚合物层热熔结合在一起而达成的密封效果，然而，由于在热封过程中很难保证热封的温度一致性与压力的均衡性，容易导致热封效果欠佳，导致漏气、漏液的现象，给电芯的安全性带来隐患。
发明内容
本发明实施例的目的之一在于提供一种适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，应用该技术方案有利于保护铝塑膜的热封带，避免腐蚀热封带。
本发明实施例的目的之二在于提供一种软包锂离子电池，应用该技术方案有利于保护铝塑膜的热封带，避免腐蚀热封带。
本发明实施例的目的之三在于提供一种软包锂离子电池制备方法，应用该技术方案有利于保护铝塑膜的热封带，避免腐蚀热封带。
第一方面，本发明实施例提供的一种软包锂离子电池制备工艺，包括：
冲压第一铝塑膜层，在所述第一铝塑膜层的第一表面形成凹陷的芯包容置位，
将第二铝塑膜层覆盖于所述第一铝塑膜层上，在所述电芯容置位外，所述第一铝塑膜、第二铝塑膜层分别呈平整状，第一表面相贴，
热封所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层位于所述芯包容置位外的一侧，在该侧形成第一热封带，所述第一热封带上所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔密封结合，
在所述芯包容置位内置入锂离子电池芯包，热封除气囊袋所在侧外的其他侧，形成第二热封带、第三热封带，
从所述气囊袋所在侧向所述铝塑膜壳体内注液，
热封所述气囊袋的外侧，在所述气囊袋外侧形成第四热封带，
静置、化成，
从所述气囊袋对所述铝塑膜壳体抽真空，热封所述气囊袋的内侧，在所述气囊袋内侧形成第五热封带，剪除所述气囊袋，所述第一热封带、第二热封带、第三热封带、第五热封带将所述锂离子电池芯包、电解液密封在所述芯包容置位内；
在所述第一热封带、第二热封带、第三热封带、第五热封带的外侧的所述第一铝塑膜、第二铝塑膜之间涂覆固化胶，形成第一固化胶层，所述第一固化胶层与所述第一铝塑膜、第二铝塑膜相固化连接。
可选地，在所述电芯容置位内置入锂离子电池芯包之前，还包括：
在所述第一热封带靠近所述芯包容置位侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间涂固化胶形成第一固化胶层，所述第一固化胶层与位于所述第一固化胶层两面的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层固化连接。
第二方面，本发明实施例提供的一种适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，包括第一铝塑膜、第二铝塑膜层，
所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层分别包括：位于第一表面的尼龙层、位于第二表面的聚丙烯聚合物层、以及位于中间的铝箔层，
在所述第一铝塑膜层的第一表面冲压形成有凹陷的芯包容置位，用于容置锂离子电池芯包，
所述第二铝塑膜层覆盖在所述第一铝塑膜层上，在所述电芯容置位外，所述第一铝塑膜、第二铝塑膜层分别呈平整状，第一表面相贴，
所述第二铝塑膜层与所述第一铝塑膜层在所述电芯容置位的外侧热封形成有热封带，所述热封带上的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔密封结合，所述电芯容置位密封于所述热封带内；
在至少一所述热封带的外侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还涂有第一固化胶层，所述第一固化胶层与所述第一固化胶两面的所述第一铝塑膜、第二铝塑膜相固化连接。
可选地，在各所述热封带的外侧均设置有所述第一固化胶层。
可选地，所述第一固化胶层呈连续或间断线状。
可选地，所述第一固化胶层各处的厚度一致。
可选地，所述第一固化胶层的厚度小于80um。
可选地，在至少一热封带靠近所述芯包容置位侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还涂有第二固化胶层，所述第二固化胶层与位于所述第二固化胶层两面的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层固化连接。
可选地，所述铝塑膜壳体为方形，
所述第二固化胶层设置在所述铝塑膜壳体的长度边缘的两所述热封带的其中之一侧。
第三方面，本发明实施例提供的一种软包锂离子电池，包括：
上述之任一所述的铝塑膜壳体，
锂离子电池芯包，密封于所述芯包容置位内；
电解液，浸润在所述锂离子电池芯包内。
由上可见，应用本实施例技术方案，在铝塑膜热封形成热封带后，在热封带的外侧的非热封区域的两铝塑膜之间还进一步涂覆速干固化胶，该速干固化胶将第一铝塑膜、第二铝塑膜牢牢地固化连接在一起，在电芯容置位的外侧的两铝塑膜上形成有：位于内周的密封的热封带、位于热封带外侧的固化胶层，固化胶层与其两边的铝塑膜牢牢地固化连接在一起，有利于保护铝塑膜的热封带，避免外部物质腐蚀热封带，实现了在不增加铝塑膜厚度的基础上，进而提高锂离子电池的击穿电压、耐电解液腐蚀性能、抗拉强度，避免漏气、漏液等不良现象。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体的俯视透视结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的软包锂离子电池的俯视透视结构示意图。
附图标记：
1：电芯容置位；2：气囊袋；3：第一热封带；4：第一固化胶层；
5：第二热封带；6：第三热封带；7：第四热封带，8：第五热封带；
9：第二固化胶层。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
参见图1、2所示，本实施例的铝塑膜壳体的主体为铝塑膜，铝塑膜包括位于一表面（记为第一表面）的尼龙层、位于另一表面（记为第二表面）的聚丙烯聚合物层、以及位于中间的铝箔层。
在进行铝塑膜封装时，尼龙层位于软包锂离子电池的外表面。聚丙烯聚合物层位于软包锂离子电池的内表面，作为热封工艺的热熔密封层。
铝塑膜的冲壳工艺如下，正对片状的铝塑膜的聚丙烯聚合物层进行冲压，在铝塑膜上形成一凹陷的凹坑，作为容置锂离子电池芯包的芯包容置位1。
芯包容置位1的形状一般为方形，但可以但不限于为圆形或其他的图形。芯包容置位1的尺寸、形状根据当前需要置入的锂离子电池芯包的尺寸规格设定，其形状与锂离子电池芯包的形状一致，尺寸略大于锂离子电池芯包，在芯包容置位1的四周预留有平整的铝塑膜余量作为非热封区域、热封区域、以及气囊袋2。
本实施例为了描述方便，将铝塑膜壳体中相对的两铝塑膜分别记为第一铝塑膜层、第二铝塑膜层，两铝塑膜层可以由一铝塑膜整体对折形成，也可以但不限于为相独立的铝塑膜。
如果当前的锂离子电池芯包不需要双坑工艺时，可以仅在第一铝塑膜层上冲壳形成一芯包容置位1即可，而无需在第二铝塑膜层上进行冲壳，在冲壳后，将片状的第二铝塑膜层正对覆盖于第一铝塑膜层的上方，芯包容置位1位于第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间，第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的外沿相正对，位于电芯容置位外的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层分别呈平整状，在后期工序中对第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的热封区域进行热封，实现铝塑膜密封，得到铝塑膜壳体。
如果当前的锂离子电池芯包需要双坑工艺时，除了对第一铝塑膜层上进行冲壳形成芯包容置位1外，还在第二铝塑膜层上冲壳形成有与第一铝塑膜层的芯包容置位1一致的芯包容置位，将第二铝塑膜层覆盖在第一铝塑膜层上时，两芯包容置位1的相正对地构成一位于第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间的芯包容置位，该芯包容置位的深度为第一铝塑膜层、第二铝塑膜层上的两芯包容置位的深度之和，在后期工序中对第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的热封区域进行热封，实现铝塑膜密封，得到铝塑膜壳体。
铝塑膜热封的原理主要是，将具有一定的温度的热封头一预定的压力作用于位于表面紧贴的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层一定的时间，使该被压的两铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔结合在一起，达到密封的效果，形成密封的热封带。
在本实施例中，在铝塑膜冲壳后，将锂离子电池芯包置入电芯容置位1之前，先对芯包容置位1外侧的侧面热封区域进行热封，该边缘优选但不限于选取长度较长的、非气囊袋2所在边缘，形成如图1、2中第一热封带3。
在形成第一热封带3后，将锂离子电池芯包置入芯包容置位1内，然后参考现有技术的软包电池制备工艺，对铝塑膜壳体上的除气囊袋2所在侧进行热封，参见图1所示，比如气囊袋2设置在长度边缘较长侧时，在置入锂离子电池芯包后，对位于铝塑膜壳体的两顶部的热封区域进行热封（俗称顶封），形成第二热封带5、第三热封带6，顶封时，设置在极耳上的极耳胶在热压下熔化与两侧的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层上的热熔的聚丙烯聚合物层结合在一起，达到密封效果，正负极耳从铝塑膜壳体内伸出。然后进行X光不良品剔除，干燥除水，干燥房静置，进入了注液与预封工序。注液具体是从气囊袋2所在侧的开口向铝塑膜壳体内灌注定量的电解液，电解液浸润锂离子电池芯包。注液后，对气囊袋2的外侧进行热封（俗称预封，又称一封），形成图1所示的第四热封带7，一封完成后，内部的锂离子电池芯包完全与外部环境隔绝。在一封完成后，再进行静置，让注入的电解液充分浸润极片，然后上柜化成，让负极或者阳极表面形成稳定的SEI膜，在化成过程中，会产生一定量的气体。在化成后，从气囊袋2处进行抽真空，抽出气体，从气囊袋2的内侧进行热封（俗称抽气封口，俗称二封），在芯包容置位1的外侧气囊袋2的内侧形成第五热封带8，然后剪除气囊袋2，第一热封带3、第二热封带5、第三热封带6、第五热封带8将锂离子电池芯包、电解液密封在芯包容置位1内，即得本实施例得到的软包锂离子电池,
在本实施例工艺中，在化成后抽真空后，二封前还可以根据实际情况进行电解液补充灌注（俗称补液），在补液后进行二封。具体可以但不限于参见现有技术。
在本实施例中，还在各热封带（第一热封带3、第二热封带5、第三热封带6、第五热封带8）的外侧的非热封区域的第一铝塑膜、第二铝塑膜之间涂覆速干固化胶，速干固化胶固化形成第一固化胶层4，第一固化胶4将速干固化胶两边的第一铝塑膜、第二铝塑膜牢牢地固化连接在一起，在电芯容置位1的外侧的两铝塑膜之间形成有：位于内侧的热封带、位于热封带外侧的第一固化胶层4，第一固化胶层4与其两边的铝塑膜牢牢地固化连接在一起，有利于保护铝塑膜的热封带，避免外部物质腐蚀热封带，并且，实现了在不增加铝塑膜厚度的基础上，提高铝塑膜封装的强度，进而提高锂离子电池的击穿电压、耐电解液腐蚀性能、抗拉强度，避免漏气、漏液等不良现象。
铝塑膜壳体各热封带外侧的第一固化胶层4的涂覆，可以在各侧的热封带形成后分别进行，也可以在铝塑膜各热封带完成后，在各热封带的外侧进行速干固化胶涂覆。
参见图1所示，在形成第一热封带3后，置入锂离子电池芯包之前，在第一热封带3外靠近芯包容置位1侧的非热封区域，在第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还均匀涂速干固化胶，涂胶后迅速将该处的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层压平，固化胶快速固化，将两边的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层牢牢地固化连接在一起，在该侧的第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间形成：位于内侧的第二固化胶层9、以及位于第二固化胶层9的外侧的第一热封带3。从内外对热封带进行保护，避免内部电解液以及外部物质对热封带的腐蚀，最大化地提高铝塑膜密封的强度，提高密封气密性，进而提高锂离子电池的击穿电压、耐电解液腐蚀性能、抗拉强度，避免漏气、漏液等不良现象。
在涂胶形成第一固化胶层4后，将锂离子电池芯包置入芯包容置位1内，继续后续工序，具体操作参见上文记载。
其中，本实施例的快速固化胶采用耐电解液腐蚀、耐高低温的快速固化胶，其耐温范围优选在-40℃-350℃。比如但不限于采用硅酮类、聚丙烯酸类、有机硅压敏类或一种或几种胶液的复合体。
可以但不限于采用均匀涂覆快速固化胶，形成连续的线状的第一固化胶层4、第二固化胶层9；或者先点胶后迅速压平形成连续带状的第一固化胶层4、第二固化胶层9，其快速固化胶的涂覆工艺可以参见已有技术。
另外，本实施例以形成连续线状的第一固化胶层4、第二固化胶层9为优选示意，但实际并不限于此，其第一固化胶层4、第二固化胶层9还可以但不限于形成为非连续的间断线状。
本实施例的第一固化胶层4、第二固化胶层9的厚度设定为40um-80um左右，比如但不限于设定为50um、60um。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软包锂离子电池制备工艺，其特征是，包括：
冲压第一铝塑膜层，在所述第一铝塑膜层的第一表面形成凹陷的芯包容置位，
将第二铝塑膜层覆盖于所述第一铝塑膜层上，在所述电芯容置位外，所述第一铝塑膜、第二铝塑膜层分别呈平整状，第一表面相贴，
热封所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层位于所述芯包容置位外的一侧，在该侧形成第一热封带，所述第一热封带上所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔密封结合，
在所述芯包容置位内置入锂离子电池芯包，热封除气囊袋所在侧外的其他侧，形成第二热封带、第三热封带，
从所述气囊袋所在侧向所述铝塑膜壳体内注液，
热封所述气囊袋的外侧，在所述气囊袋外侧形成第四热封带，
静置、化成，
从所述气囊袋对所述铝塑膜壳体抽真空，热封所述气囊袋的内侧，在所述气囊袋内侧形成第五热封带，剪除所述气囊袋，所述第一热封带、第二热封带、第三热封带、第五热封带将所述锂离子电池芯包、电解液密封在所述芯包容置位内；
在所述第一热封带、第二热封带、第三热封带、第五热封带的外侧的所述第一铝塑膜、第二铝塑膜之间涂覆固化胶，形成第一固化胶层，所述第一固化胶层与所述第一铝塑膜、第二铝塑膜相固化连接。
2.根据权利要求1所述的软包锂离子电池制备工艺，其特征是，
在所述电芯容置位内置入锂离子电池芯包之前，还包括：
在所述第一热封带靠近所述芯包容置位侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间涂固化胶形成第一固化胶层，所述第一固化胶层与位于所述第一固化胶层两面的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层固化连接。
3.一种适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，包括第一铝塑膜、第二铝塑膜层，
所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层分别包括：位于第一表面的尼龙层、位于第二表面的聚丙烯聚合物层、以及位于中间的铝箔层，
在所述第一铝塑膜层的第一表面冲压形成有凹陷的芯包容置位，用于容置锂离子电池芯包，
所述第二铝塑膜层覆盖在所述第一铝塑膜层上，在所述电芯容置位外，所述第一铝塑膜、第二铝塑膜层分别呈平整状，第一表面相贴，
所述第二铝塑膜层与所述第一铝塑膜层在所述电芯容置位的外侧热封形成有热封带，所述热封带上的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层的聚丙烯聚合物层热熔密封结合，所述电芯容置位密封于所述热封带内；
在至少一所述热封带的外侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还涂有第一固化胶层，所述第一固化胶层与所述第一固化胶两面的所述第一铝塑膜、第二铝塑膜相固化连接。
4.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
在各所述热封带的外侧均设置有所述第一固化胶层。
5.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
所述第一固化胶层呈连续或间断线状。
6.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
所述第一固化胶层各处的厚度一致。
7.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
所述第一固化胶层的厚度小于80um。
8.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
在至少一热封带靠近所述芯包容置位侧的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层之间还涂有第二固化胶层，所述第二固化胶层与位于所述第二固化胶层两面的所述第一铝塑膜层、第二铝塑膜层固化连接。
9.根据权利要求3所述的适用于软包锂离子电池的铝塑膜壳体，其特征是，
所述铝塑膜壳体为方形，
所述第二固化胶层设置在所述铝塑膜壳体的长度边缘的两所述热封带的其中之一侧。
10.一种软包锂离子电池，其特征是，包括：
权利要求3至9之任一所述的铝塑膜壳体，
锂离子电池芯包，密封于所述芯包容置位内；
电解液，浸润在所述锂离子电池芯包内。
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CN112635876A (zh) * 2020-12-31 2021-04-09 远景动力技术(江苏)有限公司 一种电池的封装结构及包含其的软包锂离子电池和制备方法

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CN112635876A (zh) * 2020-12-31 2021-04-09 远景动力技术(江苏)有限公司 一种电池的封装结构及包含其的软包锂离子电池和制备方法

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