CN113178613A - 一种软包电池的二次封装方法、成型方法及软包电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开了一种软包电池的二次封装方法、成型方法及软包电池。软包电池的二次封装方法包括步骤：对铝塑膜进行第一次热封以形成第一热封边，第一次热封的温度为T₁，电解液的沸点为T₀，其中T₁≥T₀‑10℃；在第一热封边靠近电芯的一侧进行第二次热封，以形成使铝塑膜封闭的第二热封边。通过将第一次热封的热封温度设置为接近甚至高于电解液的气化温度，使第一热封边附近的电解液气化，接着快速进行第二次封装，此时第二次热封区域的铝塑膜内壁不存在粘附的电解液，从而保证第二次热封不会出现虚封的问题，提高软包电池的二次封装质量。软包电池的成型方法采用上述的二次封装方法，成型的电池良品率高、密封效果好。

Description

一种软包电池的二次封装方法、成型方法及软包电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种软包电池的二次封装方法、成型方法及软包电池。

背景技术

软包电池通常包括铝塑膜、包覆在铝塑膜内的电芯及设置在铝塑膜内的电解液组成。在软包电池成型过程中，需要将正极片、负极片及隔膜进行卷绕/堆叠而成电芯、在铝塑膜上进行冲坑操作；接着将电芯放入铝塑膜冲好的坑内，并将冲好坑的铝塑膜对折，以包覆电芯；且为了防止水汽进入铝塑膜内部，需要用加热的封头对铝塑膜进行热封装，通常情况下，封装包括一次封装和二次封装，一次封装用于将对折后的铝塑膜的顶部和一个侧边进行封装(即顶封和侧封)，以使铝塑膜仅剩一个侧边开口，且开口与电芯之间留有气囊；接着，从开口向铝塑膜内注入电解液并进行静置和化成；最后，从气囊靠近电芯的一侧进行热压封装，即二次封装，以使电芯完全密封在铝塑膜内。

但是，由于注液结束后，铝塑膜内有较多的电解液，软包电池进行化成后，会有部分气液混合物黏在铝塑膜的内层表面，且难以清洁，因此，在软包电池进行二次封装时，会出现虚封等问题，进而导致软包电池的二次封装难度大、封装效果差的问题。

因此，亟待需要一种软包电池的二次封装方法、成型方法及软包电池来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提出一种软包电池的二次封装方法，其封装质量好，不易出现虚封的情况。

本发明的第二个目的在于提出一种软包电池的成型方法，通过采用上述的软包电池的二次封装方法，成型的软包电池良品率高、密封效果好。

本发明的第三个目的在于提出一种软包电池，通过采用上述的软包电池的成型方法，密封效果好。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种软包电池的二次封装方法，所述软包电池的二次封装方法包括步骤：

对所述铝塑膜进行第一次热封以形成第一热封边，所述第一次热封的温度为T₁，所述电解液的沸点为T₀，其中T₁≥T₀-10℃；

在所述第一热封边靠近所述电芯的一侧进行第二次热封，以形成使所述铝塑膜封闭的第二热封边。

可选地，所述第二次热封的温度低于所述第一次热封的温度。

可选地，所述第一热封边与所述第二热封边间隔设置，所述第一热封边与所述第二热封边之间的间隔距离不大于2mm；或

所述第一热封边与所述第二热封边间隔距离为0；

所述第一热封边与所述第二热封边部分重叠设置。

可选地，所述软包电池的二次封装方法还包括：

在所述第二次热封后，在所述第二热封边靠近所述电芯的一侧进行第三次热封，以形成第三热封边；

一种软包电池的成型方法，包括步骤：

对铝塑膜及包覆于其内的电芯进行一次封装；

采用所述的软包电池的二次封装方法对所述铝塑膜及包覆于其内的所述电芯行二次封装。

一种软包电池，采用上述的软包电池的成型方法制成。

本发明有益效果为：

采用本发明的方法对软包电池进行二次封装时，通过将第一次热封的热封温度设置为接近甚至高于电解液的气化温度，使得第一热封边附近的电解液气化；在一次封装结束后，接着快速进行第二次封装，此时，第二次热封区域的铝塑膜内壁已经不存在粘附的电解液，从而保证第二次热封时不会出现虚封的问题，提高软包电池的二次封装质量，进而提高软包电池封装的良品率。

本发明的软包电池的成型方法，通过采用上述的软包电池的二次封装方法，成型的软包电池良品率高、密封效果好。

本发明的软包电池，通过采用上述的软包电池的成型方法，密封效果好。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的电芯放置在铝塑膜的冲坑内时的状态示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的铝塑膜对折并覆盖电芯后的状态示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的铝塑膜及其内的电芯一次封装后的结构示意图；

图4是本发明具体实施方式提供的一种软包电池的二次成型方法的工艺流程图；

图5是本发明具体实施方式提供的铝塑膜及其内的电芯在二次封装的第一次热封后的结构示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的铝塑膜及其内的电芯在二次封装的第二次热封后的结构示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的铝塑膜及其内的电芯在二次封装后的结构示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的另一种软包电池的二次成型方法的工艺流程图。

图中：

1-铝塑膜；2-电芯；21-正极耳；22-负极耳；3-第一热封边；4-第二热封边；5-侧封；6-顶封；7-气囊；8-预封。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本申请提及的一次封装指的是，将电芯2放入充好坑的铝塑膜1内，将铝塑膜1进行对折并对除气囊7一侧的边以外的两边进行热封，以下称为顶封6和侧封5，通过气囊7一侧注入电解液后保留气囊7，在气囊7远离电芯2的一侧进行一次热封，以下称为预封8。以上步骤统称为一次封装。

本申请提及的二次封装是指一次封装后的电池经静置、化成后，在真空环境中划开气囊7，将其中化成时产生的气体和多余的电解液吸出后，在电芯2和气囊7中间的位置通过高温进行热封，称为二次封装。

本实施例提供了一种软包电池的成型方法及软包电池，其中，软包电池的成型方法包括：电芯2成型、铝塑膜1冲坑、一次封装、注入电解液、静置和化成、二次封装等步骤。具体地，如图1所示，在铝塑膜1冲坑后，将成型后的电芯2放置在铝塑膜1的冲坑内，且使得电芯2的正极耳21、负极耳21均至少部分凸出于铝塑膜1；接着，如图2所示，将铝塑膜1进行对折，以覆盖住电芯2，此时电芯2位于对折后的铝塑膜1的一端，铝塑膜1的另一端为气囊部；接着，如图3所示，对此时的铝塑膜1和其内的电芯2进行侧封5和顶封6，此时铝塑膜1一端的内部为电芯2，另一端为气囊7；接着，从气囊7处向铝塑膜1内注入电解液后，对气囊7远离电芯的一侧进行一次热封，即预封8，然后进行静置和化成步骤；最后，对铝塑膜1和其内的电芯2进行二次封装，即可使电芯2完全密封于铝塑膜1内。本实施例中，侧封5和顶封6的宽度均为4～8mm。优选地，侧封5与顶封6有不大于2mm的重叠区域，从而避免在顶封6和侧封5交接部位处出现虚封漏液的问题。可选地，一次封装和二次封装均可选用上下封头压合的方式进行，当然，在不违背本申请的发明构思的基础上，现有技术中任意一种可以实现将两层铝塑膜1热压封装的结构或装置均可用于对铝塑膜1和电芯2进行一次封装和二次封装。

优选地，如图4所示，软包电池的二次封装方法包括步骤：

对铝塑膜1进行第一次热封以形成第一热封边3，第一次热封的温度为T₁，电解液的沸点为T₀，其中T₁≥T₀-10℃；

在第一热封边3靠近电芯2的一侧进行第二次热封，以形成使铝塑膜1封闭的第二热封边4。

采用本实施例的方法对软包电池进行二次封装时，通过将第一次热封的热封温度设置为接近甚至高于电解液的气化温度，使得第一热封边3附近的电解液气化；在一次封装结束后，快速进行第二次封装，此时，第二次热封区域的铝塑膜1内壁已经不存在粘附的电解液，从而保证第二次热封时不会出现虚封的问题，提高软包电池的二次封装质量，进而提高软包电池封装的良品率。软包电池的成型方法通过采用本实施例的二次封装方法，成型的软包电池良品率高、密封效果好。

具体而言，本实施例中，第一次热封的时间为2～4s，第一次热封的温度190℃≤T₁≤260℃。需要说明的是，该温度范围仅表示在常用的电解液的成分基础上，T₁的常用的范围，并不是对本申请的限定，具体T₁的选取需要根据实际使用的电解液的沸点进行选择设置。

可选地，如图6和图7所示，在第二次热封后，去除第二热封边4远离电芯2一侧的材料(包括第一热封边3及未被热封的铝塑膜1)，从而能避免二次封装时产生封边宽度尺寸过大，即在解决二次封装过程因电解液残留而造成的虚封、弱封问题的同时，不影响最终软包电池的尺寸。具体地，本实施例中，如图6所示，第一热封边3与第二热封边4之间的间隔距离为0，即两条热封边之间没有间隔的相邻设置。进一步地，第二热封边4的宽度为3～7mm，故在裁切后，二次封装形成的封边的宽度为3～7mm(即第二热封边4的宽度)。当然，软包电池的实际生产过程中，第一热封边3和第二热封边4的宽度可以结合电芯2的尺寸、铝塑膜1的厚度等因素，进行合理调整，在此不做具体限定。

由于第一次热封温度较高，容易造成铝塑膜1出现过熔或过封的问题而产生遗留问题，进而影响最终成型的软包电芯2的质量。优选地，第二次热封的温度低于第一次热封的温度，一方面，第二次热封不会产生铝塑膜1出现过熔或过封带来的问题，另一方面，第二次热封形成的第二热封边4设置在靠近电芯2的一侧，且第二次热封后会将第一热封边3切除，从而能够避免第一次热封可能带来过熔或过封问题遗留到软包电池的成品中。具体而言，本实施例中，第二次热封的温度为T₂，150℃≤T₂≤200℃，热封时间为3-6s。需要说明的是，此热封时间和热封温度仅代表在常用的铝塑膜1的规格基础上的参数，并不是对本申请的限定，具体T₂的选取可以参照所使用的铝塑膜1的DSC曲线，以能够保证铝塑膜1内层的塑料层能够软化粘合且低于第一次热封的温度为准。

优选地，第一次热封与第二次热封的时间间隔为2～10s。从而避免因第二次热封与第一次热封之间的间隔时间过长，而造成气化后的电解液重新液化，影响第二次热封的效果。

经实验验证，采用本实施例的二次封装方法进对厚度为153μm的铝塑膜1行封装后的封装效果进行检测，溶胶(铝塑膜1的内层热熔的塑料)分布均匀，溶胶厚度维持在45.7±0.5μm范围内，具有均一性，且无封装不良处。进行拉力测试，拉力为41.24N，能够达到要求的标注，且制得的软包电池样品在60℃烘烤24h后，不出现漏液、气胀等现象，将制成的软包电池样品置于60℃，相对湿度90％的环境中保持96h后无鼓胀和漏液现象。

综上所述，本实施例软包电池的二次封装方法包括：

对铝塑膜1进行第一次热封以形成第一热封边3，第一次热封的温度为T₁，电解液的沸点为T₀，其中T₁≥T₀-10℃；

在第一热封边3靠近电芯2的一侧进行第二次热封，以形成使铝塑膜1封闭的第二热封边4，第二次热封的温度为T₂，T₂≤T₁；

将第一热封边3及第一热封边3远离电芯2一侧的材料(即未被热封的铝塑膜1)去除。

在一实施例中，第一热封边3与第二热封边4还可以间隔设置。优选地，第一热封边3与所述第二热封边4之间的间隔距离不大于2mm，从而能够避免因为第一热封边3与第二热封边4之间的距离过大，而出现第一次热封的温度不足以使第二次热封的区域的电解液完全气化的情况发生。此实施例中，第二次热封结束后，仍可将第二热封边4远离电芯2一侧的材料(包括第一热封边3及未被热封的铝塑膜1)全部去除，此时二次封装形成的封边的宽度也是第二热封边4的宽度。

在另一实施例中，第一热封边3与第二热封边4部分重叠设置。这种情况下，在第二次热封结束后，可以仅裁去第一热封边3远离电芯2一侧的材料及第一热封边3未与第二热封边4重叠的部分，在裁边结束后，以整个二次封装的封装宽度在4～10mm为佳。

在再一个实施例中，在第二次热封后，继续在第二热封边4靠近电芯2的一侧进行第三次热封，以形成第三热封边，通过增加热封的次数和热封的区域，可以进一步降低第一次热封温度过高对软包电池的影响，但同时也会相应增加封装工序和相应降低生产效率，实际操作时可以根据实际情况选择是否进行第三次热封。可选地，第三次热封时的温度也可以参照所使用的铝塑膜1的DSC曲线，以能够保证铝塑膜1内层的塑料层能够软化粘合且低于第一次热封的温度为准。进一步可选地，第三热封边与第二热封边4可以为贴合设置或者间隔设置或者重叠设置。此外，在第三次热封后，可以选择将第二次热封边及其远离电芯2一侧的材料(包括第一热封边3及未被热封的铝塑膜1)全部裁切掉，也可以选择仅将第一次热封边及其远离电芯2一侧的材料、裁切掉，具体裁切的位置可以灵活选择，以最终整个二次封装的封装宽度在4～10mm为佳。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种软包电池的二次封装方法，其特征在于，所述软包电池的二次封装方法包括如下步骤：

对铝塑膜(1)进行第一次热封以形成第一热封边(3)，所述第一次热封的温度为T₁，电解液的沸点为T₀，其中T₁≥T₀-10℃；

在所述第一热封边(3)靠近电芯(2)的一侧进行第二次热封，以形成使所述铝塑膜(1)封闭的第二热封边(4)。

2.如权利要求1所述的软包电池的二次封装方法，其特征在于，所述第二次热封的温度低于所述第一次热封的温度。

3.如权利要求1所述的软包电池的二次封装方法，其特征在于，所述第一热封边(3)与所述第二热封边(4)间隔设置，所述第一热封边(3)与所述第二热封边(4)之间的间隔距离不大于2mm；或

所述第一热封边(3)与所述第二热封边(4)之间间隔距离为0；或

所述第一热封边(3)与所述第二热封边(4)部分重叠设置。

4.如权利要求1-3任一项所述的软包电池的二次封装方法，其特征在于，所述软包电池的二次封装方法还包括：

在所述第二次热封后，在所述第二热封边(4)靠近所述电芯(2)的一侧进行第三次热封，以形成第三热封边。

5.一种软包电池的成型方法，其特征在于，包括步骤：

对铝塑膜(1)及包覆于其内的电芯(2)进行一次封装；

采用权利要求1-4任一项所述的软包电池的二次封装方法对所述铝塑膜(1)及包覆于其内的所述电芯(2)进行二次封装。

6.一种软包电池，其特征在于，采用权利要求5所述的软包电池的成型方法制成。

Images