CN112382830A - 一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止极耳结构断裂的方法，旨在提供一种缓解外部振动、撞击对箔材带来的直接拉扯的负面影响，有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法。具体方案大致为：顶底封工序内，裸电芯两端的正负极箔材极耳各自弯曲形变成一个半圆弧形的缓冲板结构，采用极耳固定装置将位于裸电芯两端的正负金属极耳分别往靠近裸电芯方向移动，使得极耳上的极耳胶露出壳体，将正负极金属极耳与正负极箔材极耳一一对应焊接。采用本方案制造的极耳，能够有效防止箔材因外界拉扯而撕裂，提高电芯制作及测试过程的良率；同时大幅度提高电池的防冲击、振动、挤压、碰撞等能力。
Description
技术领域
本发明涉及软包电池封装技术领域，具体涉及一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法。
背景技术
现有的组装电池中金属极耳与裸电芯外露箔材直接连接，由于箔材的厚度薄且韧性较差，后期在电芯的出货运输、极耳打孔测试以及电芯振动、冲击试验中很容易造成箔材极耳与金属极耳连接处的箔材发生断裂，导致电芯失效。
中国专利公开号CN105977441A，公开日2016年9月28日，发明创造的名称为一种电池极耳及极耳整理装置，该申请案公开了一种电池极耳及极耳整理装置，包括极耳及极耳整理装置，所述极耳为厚度不均匀形极耳，极耳下部厚度小于上部厚度；所述极耳整理装置包括压板、整理板及导向轴，压板的两端分别贯穿式安装有导向轴，导向轴两端经弹簧及螺母固定在整理板上，整体构成工装。该发明为一种可自动熔断的极耳以及整理该极耳的工装装置。但是在该发明创造中，极耳为厚度不均匀形极耳，这种极耳加工难度大，生产成本高，不能从根本上解决箔材极耳容易断裂的技术难题。
发明内容
本发明克服了现有技术中的缺点，提供了一种缓解外部振动、撞击对箔材带来的直接拉扯的负面影响，有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，在顶底封工序内，裸电芯两端的正负极箔材极耳各自弯曲形变成一个半圆弧形的缓冲板结构，采用极耳固定装置将位于裸电芯两端的正负金属极耳分别往靠近裸电芯方向移动，使得极耳上的极耳胶露出壳体，将正负极金属极耳与正负极箔材极耳一一对应焊接。
这里提到的软包电池是指一种在液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，具有设计灵活，安全性好，内阻小、不易爆炸等特点。
极耳包括裸电芯外露箔材（极耳）与连接外部电路的金属（极耳）两部分，共同形成与外电路的导通作用。
现有的极耳通常是箔材极耳和金属极耳平直连接在一起，这样的极耳结构在遭到外界的振动或冲击时，极易发生断裂。本发明是将正负极的箔材极耳设计成弯曲形态的类似半圆弧状结构，也就是上文提到的缓冲板结构，用来缓冲外部对电芯造成的冲击。弯曲后的箔材极耳提高了韧性，且能防止箔材被直接拉扯。尤其是在进行电芯出货运输时，极耳容易被拉扯，而原本箔材极耳和金属极耳平直连接（连接形成一块平板）、抗拉能力很弱，极易被拉扯断裂。
作为优选，将裸电芯与极耳之间的焊接采用超声波焊接方式。超声波焊接速度快，且焊接材料不熔融，不会导致金属特性变脆弱，还能保证焊接后金属间的导电性能。
作为优选，正负极箔材极耳上设有极耳胶，所述极耳胶露出壳体的部分具有一定的高度，高度在0.1-0.5mm之间。箔材极耳设计成弯曲圆弧状，整块极耳不再是平直的直板。正负极箔材极耳上的极耳胶会因为箔材的弯曲而高出壳体，把极耳胶高出壳体的部分控制在0.1-0.5mm之间，可以保证极耳胶和壳体进行熔化黏结，形成有效的封装结构。
作为优选，在正负极金属极耳与一一对应的正负极箔材极耳焊接之前，所述正负极箔材极耳与裸电芯之间先进行预焊。为了便于正负金属极耳向裸电芯方向移动，控制好移动的距离，使箔材极耳弯曲，建议预先将正负极箔材极耳的一端与裸电芯进行焊接，方便正负极金属极耳调节位置。
作为优选，所述壳体采用铝塑膜制成，铝塑膜由外层尼龙层（ON）、粘合剂、中间层铝箔（Al）、粘合剂、内层热封层（CPP）构成的多层膜。壳体采用的铝塑膜具有极高的阻隔性、良好的热封性能、良好的延展性、柔韧性且耐强酸腐蚀。
作为优选，所述裸电芯底面和所述正负极金属极耳的底面处在同一高度。将裸电芯底面和正负极金属极耳底面控制在同一高度，方便后续外壳（铝塑膜）的封装。
作为优选，所述负极箔材极耳采用铜箔制成，所述正极箔材极耳采用铝箔制成。铜铝箔导电性好且价格便宜，在空气中也比较稳定，所以采用铜铝箔作为箔材极耳的正负极。锂离子电池的正极电位高，与铜箔相比，铝箔的氧化层比较致密，可防止集流体氧化。铜在高电位下会发生嵌锂反应，不宜做正极集流体，所以正极集流体一般采用铝箔；而锂离子电池的负极电位低，铝箔在低电位下易形成铝锂合金，故负极集流体一般采用铜箔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明涉及的极耳结构改进方法易操作，而且制造成本低；采用本设计方法加工的极耳，能够有效防止箔材因外界拉扯而撕裂，提高电芯制作及测试过程的良率；大幅度提高电池的防冲击、振动、挤压、碰撞等能力。
附图说明
图1是现有技术中的极耳结构示意图；
图2是本发明的极耳结构示意图；
图中：裸电芯 1、箔材极耳2、金属极耳3、正极铝箔极耳4、负极铜箔极耳5、正极金属极耳6、负极金属极耳7。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
如图1所示，改进前，设在裸电芯1两端的箔材极耳2和金属极耳3平直连接，然而这样的极耳结构在电芯的出货运输、极耳打孔测试、电芯振动等过程中，极易发生断裂。
一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，在顶底封工序内，裸电芯1两端的正负极箔材极耳各自弯曲形变成一个半圆弧形的缓冲板结构，所述正极箔材极耳采用铝箔制成，所述负极箔材极耳采用铜箔制成（如图2所示的正极铝箔极耳4和负极铜箔极耳5）。采用极耳固定装置将位于裸电芯两端的正负金属极耳（包括图2中的正极金属极耳6和负极金属极耳7）分别往靠近裸电芯方向移动，使得极耳上的极耳胶（图中未示出）露出壳体（图中未示出），将正负极金属极耳与正负极箔材极耳（如图2所示的正极铝箔极耳4和负极铜箔极耳5）一一对应焊接。图2为根据本方法加工成型的极耳结构示意图。将裸电芯1与极耳之间的焊接采用超声波焊接方式。正负极箔材极耳上设有极耳胶，所述极耳胶露出壳体的部分具有一定的高度，高度在0.1-0.5mm之间。在正负极金属极耳与一一对应的正负极箔材极耳焊接之前，所述正负极箔材极耳与裸电芯之间先进行预焊。所述壳体采用铝塑膜制成，铝塑膜由外层尼龙层（ON）、粘合剂、中间层铝箔（Al）、粘合剂、内层热封层（CPP）构成的多层膜。所述裸电芯底面和所述正负极金属极耳的底面处在同一高度。
将正负极箔材极耳均设计成半圆弧状，可以提高每个箔材极耳的抗拉性能，增加了箔材的韧性，防止正负极箔材极耳和对应的正负极金属极耳的连接处发生断裂。
采用超声波焊接，不仅速度快，且焊接材料不熔融，不会导致金属特性变脆，还能保证焊接后金属间的导电性能。壳体采用的铝塑膜具有极高的阻隔性、良好的热封性能、良好的延展性、柔韧性且耐强酸腐蚀。将裸电芯底面和正负极金属极耳底面控制在同一高度，方便铝塑膜的封装。
正负极箔材之所以采用铜铝箔，不仅因为两者的导电性好，而且它们价格便宜，在空气中也比较稳定、不易氧化。
Claims (7)
1.一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其特征在于，在顶底封工序内，裸电芯两端的正负极箔材极耳各自弯曲形变成一个半圆弧形的缓冲板结构，采用极耳固定装置将位于裸电芯两端的正负金属极耳分别往靠近裸电芯方向移动，使得极耳上的极耳胶露出壳体，将正负极金属极耳与正负极箔材极耳一一对应焊接。
2.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，将裸电芯与极耳之间的焊接采用超声波焊接方式。
3.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，正负极箔材极耳上设有极耳胶，所述极耳胶露出壳体的部分具有一定的高度，高度在0.1-0.5mm之间。
4.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，在正负极金属极耳与一一对应的正负极箔材极耳焊接之前，所述正负极箔材极耳与裸电芯之间先进行预焊。
5.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，所述壳体采用铝塑膜制成，铝塑膜由外层尼龙层（ON）、粘合剂、中间层铝箔（Al）、粘合剂、内层热封层（CPP）构成的多层膜。
6.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，所述裸电芯底面和所述正负极金属极耳的底面处在同一高度。
7.根据权利要求1所述的一种有效防止软包电池箔材极耳断裂的方法，其中，所述负极箔材极耳采用铜箔制成，所述正极箔材极耳采用铝箔制成。
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Application publication date: 20210219 |