CN111509149A - 胶囊锂电池及胶囊锂电池的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了胶囊锂电池,包括:上壳体、下壳体、电池卷心、金属片及电解液,其中的上壳体开设有用于注入或排除多余电解液和气体的泄气孔,上、下壳体内分别设置有金属片,金属片除末端外均包裹有塑胶层,上壳体与下壳体对接后密封并形成容纳电池卷心和电解液的容纳腔,电池卷心的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上,本锂离子电池结构简单,容易生产,生产效率高,生产出来的锂离子电池直径可以达到5mm以下,可以满足市场上对小型电池的需求。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池相关技术领域,特别涉及胶囊锂电池及胶囊锂电池的制作方法。
背景技术
锂电池是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池。锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂金属电池通常是不可充电的,且内含金属态的锂。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。虽然锂金属电池的能量密度高,理论上能达到3860瓦/公斤。但是由于其性质不够稳定而且不能充电,所以无法作为反复使用的动力电池。而锂离子电池由于具有反复充放电的能力,被作为主要的动力电池发展。
现有的可充电锂电池广泛应用在电动汽车、电单车、充电宝等领域,但是都是大型化结构,在蓝牙耳机、医疗器械等领域,往往需要用到小型化电池,较大体积的锂电池无法满足市场的需求;另外,微小型锂电池在生产加工方面存在工艺繁琐,生产效率底等问题,成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供胶囊锂电池及胶囊锂电池的制作方法以解决上述技术问题。
本发明解决技术问题所采用的技术方案如下:
根据本发明的一个方面,设计出胶囊式锂电池结构,包括:上壳体、下壳体、电池卷心、金属片及电解液,其中的上壳体开设有用于注入或排除多余电解液和气体的泄气孔,上、下壳体内分别设置有金属片,金属片除末端外均包裹有塑胶层,上壳体与下壳体对接密封并形成容纳电池卷心和电解液的容纳腔,电池卷心的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上。
本发明还公开了该胶囊式锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、将金属片置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成上壳体与下壳体;
b、预制电池卷心;
c、分别把正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上;
c、使用超声波焊接机将上、下壳体无缝焊接;
e、通过泄气孔注入电解液;
d、开口化成,化成完毕后把泄气孔密封好,胶囊式锂电池就制作完成。
根据本发明的另一个方面,本申请还提交了另胶囊式锂电池的结构,包括:上壳体、下壳体、含有电解液的电池卷心及金属片,上、下壳体内分别设置有金属片,金属片除末端外均包裹有塑胶层,上壳体与下壳体对接密封并形成容纳电池卷心和电解液的容纳腔,电池卷心的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上。
本发明还公开了该胶囊式锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、将金属片置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成上壳体与下壳体;
b、把电池卷芯做好,用真空烤箱将水分烘烤干净;
c、把烘干的电池卷芯放入内充满99.0~99.9%的氮气手套箱进行浸泡电解液;
d、饱液后的电池卷芯的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上;
e、使用超声波焊接机将上、下壳体无缝焊接;
f、化成、检测,电池就制作完成了。
本专利还提供了第三种胶囊式锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、预制电池卷心;
b、将电池卷芯进行浸泡电解液,饱液后将其上的正极耳和负极耳上分别固接金属片,然后将电池卷心置于注塑机注塑电池壳体,使电池壳体包裹电池卷心和两个金属片,其中,电池壳体不完全包裹两金属片,即制作成闭口未化成电池;
c、对闭口未化成电池进行化成处理,即完成胶囊锂电池的制作。
电池卷芯进行浸泡电解液前需对其进行处理,其处理包括:用真空烤箱将其水分烘烤干净,之后将其放入手套箱,手套箱内充有99.0~99.9%的氮气;金属片的厚度为0.1~2mm,所述电池壳体的壁厚为0.2~2mm。
为了更好的解决上述技术缺陷,本发明还具有更佳的技术方案:
本锂离子电池结构简单,容易生产,生产效率高,生产出来的锂离子电池直径可以达到5mm以下,可以满足市场上对小型电池的需求。
采用上述技术方案,电池上壳体与电池下壳体通过注塑工艺将金属片固设在其上,能简化电池后期的组装,可以提升电池的生产效率;本制作方法使用了开口化成处理,对环境要求比较宽松,生产步骤简单,生产效率更高;本发明方法生产出来的锂电池直径可以达到5mm以下,可以满足市场上对小型电池的需求。
为了更好的解决上述个电池的技术缺陷,本发明还具有更佳的技术方案:
在一些实施方式中,所述电池卷芯进行浸泡电解液前需对其进行处理,其处理包括:用真空烤箱将其水分烘烤干净,之后将其放入手套箱,手套箱内充有99.0~99.9%的氮气。
在一些实施方式中,所述电池上壳体与电池下壳体通过超声波无缝焊接在一起。
在一些实施方式中,所述金属片的厚度为0.1~2mm。
在一些实施方式中,所述电池上壳体与电池下壳体比较,其上除了比电池下壳体多设置一个泄气通孔之外,其它尺寸均与电池下壳体一致,其壁厚均为0.2~2mm。
在一些实施方式中,所述泄气通孔直径为0.1~2mm,所述电池上壳体与电池下壳体采用高分子有机塑料。
所述金属片的厚度为0.1~2mm,所述电池壳体的壁厚为0.2~2mm。
在一些实施方式中,步骤c中闭口未化成电池进行化成处理后,需要对电池进行检测,以确定是否合格。
附图说明
图1为本发明提供的胶囊锂电池的结构示意图;
图2为胶囊锂电池的分解结构示意图;
图3为另一种实施方式的胶囊锂电池的分解结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确,以下参照附图对本发明进一步详细说明。
实施例1
参考图1、图3所示,本发明提供的胶囊锂电池,包括:上壳体1、电池下壳2和电池卷心3,上壳体1一端固设有第一金属片11,电池上壳体1另一端敞口,上壳体1内部具有上容置腔;下壳体2一端固设有第二金属片21,下壳体2另一端敞口,下壳体2内部具有下容置腔20,上壳体1敞口端与下壳体2敞口端对应接触并固接,进一步,上壳体1与下壳体2通过超声波无缝焊接连接在一起,上壳体1的上容置腔与下壳体2的下容置腔20形成电池容置腔,电池卷心3设置在电池容置腔内,且电池卷心3的正极耳31和负极耳32中的一个与第一金属片11连接,电池卷心3的正极耳31和负极耳32中的另一个与第二金属片21连接。
进一步,电池上壳体1与电池下壳体2尺寸一致。
实施例2
参考图1、图2所示,本发明提供的一实施方式的胶囊锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、将厚度为0.1~2mm的第一金属片11置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成一端包裹第一金属片11外围且另一端敞口的上壳体1,电池上壳体1上预制有泄气通孔12,泄气通孔12直径为0.1~2mm;进一步,泄气通孔12可以在电池上壳体1注塑时形成,也可以在电池上壳体1注塑成型后再加工形成;将厚度为0.1~2mm的第二金属片21置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成一端包裹第二金属片21外围且另一端敞口的下壳体2。其中,上壳体1与下壳体2比较,上壳体1上除了比下壳体2多设置一个泄气通孔12之外,其它尺寸均与下壳体2一致,池上壳体1与电池下壳体2壁厚为0.2~2mm。
b、预制电池卷心3。电池卷芯的制作:有卷绕式、碟片式,根据不同的需求,可以做成圆形,方形,梯形,菱形,锥形,橄榄形等。
c、将电池卷心3上的正极耳31和负极耳32中的一个与电池上壳体1上的第一金属片11连接,将电池卷心3上的正极耳31和负极耳32中的另一个与下壳体2上的第二金属片21连接,之后将电池卷心3一部分置于上壳体1内,电池卷心3另一部分置于下壳体2内,池上壳体1与下壳体2敞口端对应接触,从而将电池卷芯3设置在上壳体1与下壳体2形成的电池容置腔内;
或者将电池卷心3一部分置于上壳体1内,并使卷芯3置于上壳体1内的一端上的正极耳31或负极耳32与第一金属片11连接,将电池卷心3另一部分置于下壳体2内,并使卷芯3置于下壳体2内的一端上的负极耳32或正极耳31与第二金属片21连接,使上壳体1与下壳体2敞口端对应接触,从而将电池卷芯3设置在上壳体1与下壳体2形成的电池容置腔内;
将上壳体1与下壳体2接触位置进行超声波无缝焊接,从而使上壳体1与下壳体2固接在一起,通过上壳体上1的泄气通孔12向电池卷心3内注入电解液,即制作成开口未化成电池。
d、对开口未化成电池进行开口化成处理,处理完毕将上壳体1上的泄气通孔12进行封堵,即完成胶囊锂电池的制作。
在一些实施例中,上壳体1与电池下壳体2采用高分子有机塑料。
在一些实施例中,上壳体1上的泄气通孔12封堵后,需要对电池进行检测,以确定是否合格。
本方案,电池上壳体与电池下壳体通过注塑工艺将金属片固设在其上,能简化电池后期的组装,可以提升锂离子电池的生产效率;使用了开口化成处理,对环境要求比较宽松,生产步骤简单,生产效率更高,另外,设置泄气通孔为了将化成中产生的气体与多余的电解液排出,减轻内部压力,防止电池壳体变形或者开裂。
实施例3
参考图1、图2所示,本发明提供的另一实施方式的胶囊锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、将厚度为0.1~2mm的第一金属片11置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成一端包裹第一金属片11外围且另一端敞口的上壳体1,将厚度为0.1~2mm的第二金属片21置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成一端包裹第二金属片21外围且另一端敞口的下壳体2。其中,上壳体1与下壳体2尺寸一致,上壳体1、下壳体2的壁厚为0.2~2mm。
b、预制电池卷心3,用真空烤箱将其水分烘烤干净。其中,卷芯的制作:有卷绕式、碟片式,根据不同的需求,可以做成圆形,方形,梯形,菱形,锥形,橄榄形等。
c、将烘干后的电池卷心3放入手套箱,在手套箱内对电池卷芯进行浸泡电解液,饱液后将电池卷心3上的正极耳31和负极耳32中的一个与上壳体上1的第一金属片11连接,电池卷心3上的正极耳31和负极耳32中的另一个与下壳体2上的第二金属片21连接,然后将卷心3一部分置于上壳体1内,电池卷心3另一部分置于下壳体2内,使上壳体1与下壳体2接触,从而将电池卷芯3设置在上壳1体与下壳体2形成的电池容置腔内,上壳体1与下壳体2接触位置通过超声波无缝焊接,从而使上壳体1与下壳体2固接在一起,即制作成闭口未化成电池。
e、对闭口未化成电池进行化成处理,即完成胶囊锂电池的制作。
在一些实施例中,手套箱内充有99.0~99.9%的氮气。
在一些实施例中,闭口未化成电池进行化成处理后,需要对电池进行检测,以确定是否合格。
本方案,只需要制作一种样式的壳体,减少物料品种,工序得到简化,生产周期短,锂离子电池的生产效率高。
实施例4
本发明提供的再一实施方式的胶囊锂电池的制作方法,包括以下步骤:
a、预制电池卷心,用真空烤箱将电池卷心上水分烘烤干净。其中,电池卷芯的制作:有卷绕式、碟片式,根据不同的需求,可以做成圆形,方形,梯形,菱形,锥形,橄榄形等。
b、将烘干的电池卷心放入手套箱,在手套箱内对电池卷芯进行浸泡电解液,饱液后将电池卷心上的正极耳和负极耳上分别固接金属片,金属片厚度为0.1~2mm,然后将电池卷心置于注塑机注塑电池壳体,使电池壳体包裹电池卷心和两个金属片,电池壳体的壁厚为0.2~2mm,其中,电池壳体完全包裹电池卷心,不完全包裹两金属片,即制作成闭口未化成电池。
c、对闭口未化成电池进行化成处理,对电池进行检测,即完成胶囊锂电池的制作。
其中,手套箱内充有99.0~99.9%的氮气。
本方案,将锂离子电池卷心、电解液全封闭于注塑的电池壳体内,使内部结构紧凑,增强了电池的安全性与耐用性。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.胶囊式锂电池,包括:上壳体、下壳体、电池卷心、金属片及电解液,其特征在于,其中的上壳体开设有用于注入或排除多余电解液和气体的泄气孔,所述的上、下壳体内分别设置有金属片,所述的金属片除末端外均包裹有塑胶层,所述的上壳体与下壳体对接后密封并形成容纳电池卷心和电解液的容纳腔,电池卷心的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上。
2.根据权利要求1所述的胶囊式锂电池的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将金属片置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成上壳体与下壳体;
b、预制电池卷心;
c、分别把正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上;
c、使用超声波焊接机将上、下壳体无缝焊接;
e、通过泄气孔注入电解液;
d、开口化成,化成完毕后把泄气孔密封好,胶囊式锂电池就制作完成。
3.胶囊式锂电池,包括:上壳体、下壳体、含有电解液的电池卷心及金属片,其特征在于,所述的上、下壳体内分别设置有金属片,所述的金属片除末端外均包裹有塑胶层,所述的上壳体与下壳体对接密封并形成容纳电池卷心和电解液的容纳腔,电池卷心的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上。
4.根据权利要求3所述的胶囊式锂电池的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将金属片置于注塑模具内,并向注塑模具内注塑形成上壳体与下壳体;
b、把电池卷芯做好,用真空烤箱将水分烘烤干净;
c、把烘干的电池卷芯放入内充满99.0~99.9%的氮气手套箱进行浸泡电解液;
d、饱液后的电池卷芯的正极耳和负极耳分别连接未包裹有塑胶层的金属片末端上;
e、使用超声波焊接机将上、下壳体无缝焊接;
f、化成、检测,电池就制作完成了。
5.胶囊式锂电池的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、预制电池卷心;
b、将电池卷芯进行浸泡电解液,饱液后将其上的正极耳和负极耳上分别固接金属片,然后将电池卷心置于注塑机注塑电池壳体,使电池壳体包裹电池卷心和两个金属片,其中,电池壳体不完全包裹两金属片,即制作成未化成电池;
c、对未化成电池进行化成处理,即完成胶囊锂电池的制作。
6.根据权利要求5所述的胶囊锂电池的制作方法,其特征在于,所述电池卷芯进行浸泡电解液前需对其进行处理,其处理包括:用真空烤箱将其水分烘烤干净,之后将其放入手套箱,手套箱内充有99.0~99.9%的氮气;
所述金属片的厚度为0.1~2mm,所述电池壳体的壁厚为0.2~2mm。
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- 2020-06-04 CN CN202010500044.6A patent/CN111509149A/zh active Pending
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