CN111509282A - 电池、电芯及其顶封工艺 - Google Patents

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Abstract

一种电芯的顶封工艺，包括：通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳；卷绕后对胶条和极耳进行热压，形成同胶异带极耳结构；对同胶异带极耳结构进行硬封封装。上述的电芯的顶封工艺，首先通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳；然后卷绕后对胶条和极耳进行热压，形成同胶异带极耳结构；最后对同胶异带极耳结构进行硬封封装。由于通过点焊表面处理后的金属带，卷绕后对胶条和极耳进行热压形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯的极耳的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度。

Description

电池、电芯及其顶封工艺
技术领域
本发明涉及一种电池生产制造领域，特别是涉及一种电池、电芯及其顶封工艺。
背景技术
随着当前市场穿戴类产品越来越广泛，功能越来越复杂，对电池的能量密度的要求也越来越高。电池的能量密度与电池的封装工艺强相关，特别是小型号电池。
电池如软包锂电池采用的顶封封装工艺为：首先点焊成型极耳；然后使用热压工艺把极耳PP与铝塑膜PP进行封装融合。虽然上述的顶封封装工艺对于白胶极耳封装具有密封性好的优点，即顶封边最窄处做到1mm，有效地提高了电池的能量密度，但是白胶极耳顶封必须采用硬封工艺，即封头是具有限位高度及极耳槽的铜模。
白胶极耳的硬封工艺对卷芯极耳中心距及边心距具有较高要求，必须使极耳金属带定位在封头极耳槽处，否则造成压金属带异常，导致电池极耳与铝塑膜铝层短路，从而造成电化学腐蚀。封头极耳槽的宽度尺寸由极耳金属带两侧极耳胶宽度尺寸决定，极耳胶宽度越大封头极耳槽宽度越大，压金属带的不良率越低，允许卷芯极耳中心距及边心距的公差也越大。
因此，在有限的极片点焊及卷芯卷绕工艺水平下，小型号电池受极耳胶宽度的限制不能采用白胶硬封工艺，只能增大顶封边宽度，并牺牲能量密度采用软封工艺。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种能提高封装性能和提升能量密度的电池、电芯及其顶封工艺。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种电芯的顶封工艺，包括：
通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳；
分别对胶条和所述极耳进行热压，形成同胶异带极耳结构；
对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装。
在其中一个实施例中，分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤具体为：采用双热压封头分别对所述胶条和所述极耳热压成型。
在其中一个实施例中，在分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤之后，所述顶封工艺还包括：
将点焊所述金属带后的极片进行卷绕。
在其中一个实施例中，分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤包括：
分别对所述胶条和所述极耳进行加热；
将所述胶条和所述极耳加压粘合于一体，形成所述同胶异带极耳结构。
在其中一个实施例中，所述极耳包括正极耳和负极耳，所述胶条分别与所述正极耳和负极耳贴合；
所述分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤具体为：分别对所述胶条、所述正极耳和所述负极耳进行热压。
在其中一个实施例中，在分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤之后，所述顶封工艺还包括：
将所述胶条、所述正极耳和所述负极耳进行定位。
在其中一个实施例中，所述正极耳和所述负极耳均与所述胶条垂直。
在其中一个实施例中，对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装的步骤具体为：
采用封头通槽对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装。
一种电芯，采用上述任一实施例所述的电芯的顶封工艺进行制造。
一种电池，包括上述的电芯。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、由于先点焊表面处理后的金属带，再与胶条进行热压形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题；
2、顶封工艺采用先通过点焊表面处理后的金属带形成极耳，再分别对胶条和极耳进行热压，可大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯的极耳的小中心距同样能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为一实施例中顶封工艺的流程图；
图2为采用图1所示顶封工艺的步骤S103的示意图；
图3为图2所示顶封工艺的步骤S103的热压示意图；
图4为采用图1所示顶封工艺的步骤S105的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图2所示，一实施例的电芯10的顶封工艺用于制造电芯。同时参见图1，在一个实施例中，顶封工艺包括以下步骤的部分或全部：
S101，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳。
在本实施例中，通过点焊表面处理后的金属带，制作出极耳100，这种极耳100能够避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，使电芯10的极耳中心距可根据实际需求进行设计，不必考虑极耳胶重叠和极耳胶对芯体的阻碍等问题。
S103，分别对胶条和极耳进行热压，形成同胶异带极耳结构。
在本实施例中，先通过点焊表面处理后的金属带制作极耳100，再分别对胶条200和极耳100进行热压，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度。同胶异带极耳结构为同一胶条200分别与正极耳110和负极耳120连接的结构。
如图3所示，具体地，分别对胶条200和极耳进行热压的步骤具体为：采用双热压封头20分别对胶条200和极耳100热压成型，以同时对胶条200和极耳100进行热压，使胶条200与极耳100更好地粘接。
S105，对同胶异带极耳结构进行硬封封装。
上述的电芯10的顶封工艺，首先通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100；然后分别对胶条200和极耳100进行热压，形成同胶异带极耳结构；最后对同胶异带极耳结构进行硬封封装。由于先通过点焊表面处理后的金属带，再与胶条200进行热压形成同胶异带极耳结构，相比传统带胶极耳，能够避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，即无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度。
为了方便极片卷绕，在其中一个实施例中，在分别对胶条和极耳进行热压的步骤S103之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤S101之后，顶封工艺还包括：
将点焊金属带后的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率将点焊金属带后的极片进行卷绕。
在其中一个实施例中，分别对胶条200和极耳100进行热压的步骤S103包括：
分别对胶条200和极耳100进行加热，即分别对胶条200和极耳100加热到预定温度，使胶条200与极耳100处于可以粘合的状态；
将胶条200和极耳100加压粘合于一体，形成同胶异带极耳结构，加压使胶条200与极耳100粘合更加牢固。
在一个实施例中，在分别对胶条和极耳进行热压的步骤S103之前，以及在将点焊金属带后的极片进行卷绕之后，顶封工艺还包括：对胶条200和极耳100进行定位，使胶条200与极耳100的相对位置保持不变，从而使胶条200与极耳100的贴合精度较高。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，分别对胶条200和极耳100进行热压，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，对同胶异带极耳结构进行硬封封装。
如图2所示，在其中一个实施例中，极耳100包括正极耳110和负极耳120。胶条200分别与正极耳110和负极耳120贴合。分别对胶条200和极耳100进行热压的步骤具体为：分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合。在本实施例中，正极耳110和负极耳120并排设置，使胶条200更好地粘合于正极耳110和负极耳120。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题；然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，对同胶异带极耳结构进行硬封封装。
在其中一个实施例中，在分别对胶条200和极耳100进行热压的步骤之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤之后，顶封工艺还包括：将胶条200、正极耳110和负极耳120进行定位，使胶条200、正极耳110和负极耳120连接的精度较高。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，将胶条200、正极耳110和负极耳120进行定位，使胶条200、正极耳110和负极耳120的相对位置保持不变，从而使胶条200、正极耳110和负极耳120的贴合精度较高；然后，分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，对同胶异带极耳结构进行硬封封装。
如图2所示，为避免正极耳110与负极耳120触碰造成短路的问题，在其中一个实施例中，正极耳110和负极耳120均与胶条200垂直，使正极耳110和负极耳120平行设置，避免正极耳110与负极耳120触碰造成短路的问题。
如图4所示，在其中一个实施例中，对同胶异带极耳结构进行硬封封装的步骤具体为：采用封头通槽32对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。在本实施例中，封头30的封头通槽32的正极耳槽和负极耳槽为同一个槽。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，将胶条200、正极耳110和负极耳120进行定位，使胶条200、正极耳110和负极耳120的相对位置保持不变，从而使胶条200、正极耳110和负极耳120的贴合精度较高；然后，分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，采用封头通槽对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。
本申请还提供一种电芯10。电芯10采用上述任一实施例的电芯10的顶封工艺进行制造。在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，使电芯10的极耳中心距可根据实际需求进行设计，不必考虑极耳胶重叠和极耳胶对芯体的阻碍等问题；然后，分别对胶条200和极耳100进行热压，使胶条200与极耳100可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，将胶条200、正极耳110和负极耳120进行定位，使胶条200、正极耳110和负极耳120的相对位置保持不变，从而使胶条200、正极耳110和负极耳120的贴合精度较高；然后，分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，采用封头通槽对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。
本申请一种电池。电池包括上述任一实施例的电芯10。电芯10采用上述任一实施例的电芯10的顶封工艺进行制造。在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，使电芯10的极耳中心距可根据实际需求进行设计，不必考虑极耳胶重叠和极耳胶对芯体的阻碍等问题；然后，分别对胶条200和极耳100进行热压，使胶条200与极耳100可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。
在一个实施例中，顶封工艺包括步骤：首先，通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳100，避免极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的问题，然后对点焊金属带的极片进行卷绕，无需管控极耳中心距，及极耳胶高度，提高卷绕生产优率；然后，将胶条200、正极耳110和负极耳120进行定位，使胶条200、正极耳110和负极耳120的相对位置保持不变，从而使胶条200、正极耳110和负极耳120的贴合精度较高；然后，分别对胶条200、正极耳110和负极耳120进行热压，使胶条200分别与正极耳110和负极耳120可靠粘合，形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题，同时可以大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度；最后，采用封头通槽对同胶异带极耳结构进行硬封封装，以降低顶封压金属带的风险，提高了产品的正品率。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
1、由于先点焊表面处理后的金属带，然后把极片卷绕起来，再与胶条200进行热压形成同胶异带极耳结构，无需考虑极耳胶重叠、极耳胶阻碍卷绕及极耳胶留位的管控的问题；
2、顶封工艺采用先通过点焊表面处理后的金属带形成极耳100，再分别对胶条200和极耳100进行热压，可大幅扩大极耳中心距的调控范围，这样使得小型号电池的电芯10的极耳100的小中心距能够可靠地采用硬封工艺，不仅提高了电池的密封性能，而且提高了电池的能量密度。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电芯的顶封工艺，其特征在于，包括：
通过点焊表面处理后的金属带，以形成极耳；
分别对胶条和所述极耳进行热压，形成同胶异带极耳结构；
对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装。
2.根据权利要求1所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，在分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤之后，所述顶封工艺还包括：
将点焊所述金属带后的极片进行卷绕。
3.根据权利要求1所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤具体为：采用双热压封头分别对所述胶条和所述极耳热压成型。
4.根据权利要求1所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤包括：
分别对所述胶条和所述极耳进行加热；
将所述胶条和所述极耳加压粘合于一体，形成所述同胶异带极耳结构。
5.根据权利要求4所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，所述极耳包括正极耳和负极耳，所述胶条分别与所述正极耳和负极耳贴合；
所述分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤具体为：分别对所述胶条、所述正极耳和所述负极耳进行热压。
6.根据权利要求5所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，在分别对胶条和所述极耳进行热压的步骤之前，以及在通过点焊表面处理后的金属带的步骤之后，所述顶封工艺还包括：
将所述胶条、所述正极耳和所述负极耳进行定位。
7.根据权利要求5所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，所述正极耳和所述负极耳均与所述胶条垂直。
8.根据权利要求1所述的电芯的顶封工艺，其特征在于，对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装的步骤具体为：
采用封头通槽对所述同胶异带极耳结构进行硬封封装。
9.一种电芯，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的电芯的顶封工艺进行制造。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的电芯。
CN202010218817.1A 2020-03-25 2020-03-25 电池、电芯及其顶封工艺 Active CN111509282B (zh)

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