CN113437406A - 软包电池封装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，具体公开了一种软包电池封装方法，软包电池封装方法包括步骤：S1、将电芯置于包装膜后，对折所述包装膜，使所述包装膜形成两个待封边开口侧及一个待注液开口侧；S2、对所述包装膜的两个所述待封边开口侧进行密封，以形成两个封边；对所述待注液开口侧进行点封，并形成粘连结构，所述点封能够使所述待注液开口侧形成注液口。由于形成两个封边后，半成品的软包电池需要注液，待注液开口侧不能进行封装，本发明提供的软包电池封装方法在注液前进行点封，从而有效防止待注液开口侧出现卷边，且点封方式能够保证待注液开口侧不被完全封装，以留有用于注液的注液口。
Description
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封装方法。
背景技术
现有技术中软包电池采用铝塑膜对电芯进行封装，电芯的封装过程为：在铝塑膜上冲坑形成容纳电芯的凹坑；将电芯放入凹坑后；对折铝塑膜，铝塑膜的对折线的对侧为顶部，两侧为侧部，使用封装设备对顶部和其中一侧部分别进行顶封和侧封；并通过未封边的侧部向电芯内注入电解液或液体添加剂，之后静置及预封装未封装的侧部形成半成品的软包电池。
但半成品软包电池在顶封和侧封后、注液及预封装前，未封边的侧部长时间放置存在卷边现象，并且单个软包电池的尺寸越大，卷边现象越明显(见图3)，容易给后续的工序产生不利影响，例如静置等上下料的夹取工序不能成功夹取、无法准确注入电解液或液体添加剂，亦或者夹取到单片包装膜导致不平衡使得软包电池的铝塑膜在电芯重力影响下产生包装不平整乃至撕裂。
因此，亟需一种软包电池封装方法或生产方法，以避免未封边的侧部发生卷边现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软包电池封装方法，以避免待封边开口侧发生卷边现象。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种软包电池封装方法，包括步骤：
S1、将电芯置于包装膜后，对折所述包装膜，使所述包装膜形成两个待封边开口侧及一个待注液开口侧；
S2、对所述待注液开口侧进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连。
作为优选，在对所述待注液开口侧进行处理后，在注液开口侧的两层铝塑膜形成的粘连结构至少两个；且所述粘连结构之间形成注液口。
作为优选，单个所述粘连结构的面积不小于0.25mm2。
作为优选，还包括步骤：
S3、注液装置夹取于所述粘连结构处，并通过所述注液口进行注液；
S4、对进行所述粘连后的所述待注液开口侧进行预封，并形成预封边。
作为优选，通过点封机构形成所述粘连结构，所述点封机构包括上封头和下封头，所述上封头包括凸部，所述下封头具有与所述凸部配合的凹部；
所述对所述待注液开口侧进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连包括：
将所述待注液开口侧放置于所述下封头，所述凸部与所述凹部压合，以形成所述粘连结构。
作为优选，所述点封机构进行所述粘连的封装温度为190℃±10℃，封装压力为0.3-0.5kpa。
作为优选，所述粘连结构的数量至少为两个，且所述待注液开口侧的长度方向的中心线两侧均设置有所述粘连结构。
作为优选，所述注液口形成于相邻的两个所述粘连结构之间。
作为优选，所述粘连结构距离所述待注液开口侧边缘不大于10mm。
作为优选，所述粘连结构与所述预封边重合。
本发明的有益效果：
由于形成两个封边后，半成品的软包电池需要注液，待注液开口侧不能进行封装，本发明提供的软包电池封装方法在注液前进行点封，从而有效防止待注液开口侧出现卷边，且点封方式能够保证待注液开口侧不被完全封装，以留有用于注液的注液口。
附图说明
图1是本发明实施例提供的铝塑膜的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的半成品软包电池的结构示意图；
图3是现有技术中单个软包电池的卷边现象。
图中：
1、铝塑膜；11、第一凹坑；12、第二凹坑；
2、气袋；
10、折边侧；
20、待封边开口侧；201、侧封边；202、顶封边；
30、待注液开口侧；301、粘连结构；302、预封边；
40、二封边。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，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。
本发明中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本发明保护范围的限制。
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。
本实施例提供了一种软包电池封装方法，用于封装软包电池。如图1所示，如图1所示，软包电池包括包装膜和电芯，包装膜用于包覆电芯，铝塑膜1优选为铝塑膜1。设有容纳电芯的第一凹坑11，第一凹坑11可以是一个也可以是两个。
如图1和图2所示，本实施例提供的软包电池封装方法包括步骤：
S1、将电芯置于铝塑膜1的第一凹坑11后，对折铝塑膜1，使铝塑膜1形成折边侧10、两个待封边开口侧20及一个待注液开口侧30；
S2、并对待注液开口侧30进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连。在可选的实施例中，在对所述待注液开口侧进行处理后，在注液开口侧的两层铝塑膜形成的粘连结构301至少两个；且粘连结构301之间形成注液口。
本申请对粘连结构的形成没有特别的要求，只要使得上下两层铝塑膜能粘结在一起形成结合力即可。粘结是指铝塑膜受热熔融而彼此贴合，与封装时的熔融原理上相同。形成粘连结构可以通过电烙铁进行，也可以通过类似封装时所使用的封装装置进行，包括但不限于上封头和下封头的组合。作为一种实施方式，上封头和下封头可以设置有凸部或凹部，或者直接将上封头和下封头的形状设置成与粘连结构的尺寸相同即可。通过调整上封头凸部与下封头凹部实现粘连结构301间距、封印形状的调整。
优选地，通过点封机构进行粘连，点封机构包括上封头和下封头，上封头包括凸部，下封头具有与凸部配合的凹部；
对待注液开口侧30进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连包括：
将待注液开口侧30放置于下封头，凸部与凹部压合，以形成粘连结构301。点封机构结构简单，便于操作，并便于形成粘连结构301。
更进一步地，点封机构进行粘连的封装温度为190℃±10℃，封装压力为0.3-0.5kpa，以保证粘连的强度。更进一步地，单个粘连结构301的面积不小于0.25mm2，单个粘连结构301的面积上限受到预封边302以及注液口尺寸的限制，以进一步保证粘连的强度。粘连结构301形状可以是线状、矩形点、圆点等任意形状。
粘连结构301与预封边302重合，以避免粘连结构301占据气袋2的位置，保证气袋2的容积。
优选地，封边和二封边40的封装拉力大于或等于70N/15mm，以避免电芯脱出。
作为一种实施方式，还包括对铝塑膜1的两个待封边开口侧20进行密封，以形成两个封边。具体而言，两个封边分别为侧封边201和顶封边202，顶封边202与对折边侧10相对，侧封边201与待注液开口侧30相对，并位于顶封边202和对折边侧10之间。
本申请对两个待封边开口侧进行封装的方法没有特别限定，在不违背本申请发明构思的基础上，任何已知的顶封、侧封方法均能用于本申请中，包括但不限于，通过可以在垂直方向升降的上封头和下封头对铝塑膜的对应位置进行封装。
封装温度高于铝塑膜的熔点，通过封装位置处铝塑膜的熔化使得对折后铝塑膜的上下两层熔融粘连。
作为一种优选的实施方式，所述粘连结构位于开口侧与一封位置之间。
一封指的是注入电解液或液体添加剂之后，对注液口进行封装的工序，也叫预封。一封过后，电芯内部与外部隔绝。
由于粘连结构位于一封位置外侧。由此，粘连结构不会对一封结构以及铝塑膜产生不利影响。
本申请中，由于粘连结构的存在，使得铝塑膜注液口侧的上下两层铝塑膜粘结在一起，不会发生翘边、卷曲等现象，大大有利于后续夹具夹取、注液枪伸入等工序的进行。
作为一种优选的实施方式，粘连结构301的数量至少为两个，且待注液开口侧30的长度方向的中心线两侧均设置有至少一个粘连结构301。
至少两个的粘连结构301可以等距或非等距设置。粘连结构结构的均匀分布有利于注液口侧的铝塑膜更加平整。
作为一种实施方式，所述粘连结构为一个。优选地，所述粘连结构位于注液口侧的中心位置处。
单个粘连结构301虽然工序简单，但其设置于注液口侧的中心位置处时，由于大多数工艺过程注液均是在铝塑膜的中心位置处进行，因此，在注液时，需要人工撕开粘连结构再进行注液。这一方面增加了人工成本，另一方面，人工的操作失误极容易造成铝塑膜1变形；如果采用机械设备自动化进行，由于铝塑膜变形方向具有一定随机性，对设备的精度要求高，且需要定制化的设备增加了工艺难度。
优选地，待注液开口侧30设置至少两个粘连结构301，且所述注液口位于两个所述粘连结构301之间。
进一步优选地，待注液开口侧30设置有两组以上粘连结构，每组粘连结构包括至少两个粘连结构，每组粘连结构等距设置。
更进一步优选地，每一组的相连两个粘连结构间均设置有一个注液口。
所述铝塑膜注液口侧的最高点和最低点的距离小于3mm；优选地，小于2mm；更有选地，小于1mm。
最高点和最低点的距离越小，代表铝塑膜的平整度越好，后续工序越容易进行；同时，注液口位于相邻两个粘连结构间，当粘连结构之间的铝塑膜平整性较好时，依赖注液口进行的注液工序越容易进行。
优选地，注液口形成于相邻的两个粘连结构301之间。注液口的个数可以为一个、两个或多个，技术人员可以根据实际使用需求自行设定。粘连结构301的数量可多于注液装置的机械手夹取半成品软包电池的夹取点，以在机械手夹取半成品软包电池时，机械手夹取粘连结构301的位置。
本申请中，沿待注液开口侧30长度方向的注液口长度并不做任何限制，能够满足注液装置的注液嘴注液并且不易导致卷边即可，示例性的待注液开口侧30长度300-500mm，注液口长度为95-110mm。示例性的形成粘连结构时采用两个圆点状的凸部在待注液开口侧30形成两个圆点状的封印，两个圆点状的封印之间具有未封装的注液口，当待注液开口侧30长度较长时技术人员可在设定注液口后增加粘连的粘连结构301数量。
优选地，粘连结构301距离待注液开口侧30边缘不大于10mm，以保证气袋2有足够的容积盛放化成工序排出的气体。更进一步地，粘连结构301距离待注液开口侧30边缘距离为2-5mm，如2mm、3mm或5mm等，以进一步保证粘连结构301的强度。
作为优选，所述点封机构进行所述粘连的封装温度为190℃±10℃，封装压力为0.3-0.5kpa。
作为优选，单个所述粘连结构的面积不小于0.25mm2。
粘连结构301能够使待注液开口侧30形成注液口。可以理解的是，本实施例不对粘连结构301、侧封边201和顶封边202的形成顺序作限定。
优选地，在步骤S2之后还可以包括步骤：
S3、注液装置夹取于粘连结构301处，并通过注液口进行注液；
S4、对进行粘连后的待注液开口侧30进行预封，并形成预封边302，从而防止注入的液体流出。
由于形成两个封边后，半成品的软包电池需要注液，待注液开口侧30不能进行封装，本发明提供的软包电池封装方法在注液前进行粘连，从而有效防止待注液开口侧30出现卷边，且粘连方式能够保证待注液开口侧30不被完全封装，以留有用于注液的注液口。相比于待注液开口侧30完全不做封装会导致卷边，注液夹取时容易无法准确夹取或者夹偏现象，本实施例提供的软包电池封装防止在注液装置注液时，注液装置可以根据粘连结构301的位置设定夹取位置，保证后工序夹取的准确性和夹持的稳定性，大大提高了封装效率，效益高。
本申请对铝塑膜的结构和种类没有特别的要求。在不违背本申请发明构思的基础上，任何已知的能确定用于软包锂离子电池的铝塑膜均能用于本申请中。铝塑膜的常规结构通常由聚合物材料制成的外部绝缘层和内部粘合层、和插置在外部绝缘层和内部粘合层之间的金属层。金属层可由铝制成，但不限于铝这一技术方案。
优选地，在步骤S4之后还可以包括步骤：
S5、进行化成工序；
S6、在与预封边302的一侧进行二封，形成二封边40，二封边40与预封边302之间形成气袋2，并剪除气袋2。二封边40能够将化成工序排出的气体与电芯隔绝，并通过剪除气袋2的方式将气体排出。
化成的作用在于激活电池，利用小电流充电将电池内部正负极物质激活，并在负极形成SEI膜，使电池性能更加稳定，电池只有经过化成后才能体现真实性能。
本申请对化成工序没有特别限定，在不违背本申请发明构思的情况下，任何已知的化成工序均能用于本申请中，包括但不限于已知的恒流恒压工艺。
大部分电池体系中，化成工序会使得电池内部产生气体，产生的气体进入气袋中，并在二封工序中在负压条件下被抽出。
二封工艺指的是电池化成后，在气袋内侧进行第二次封装，以将电芯和气袋分离的工序，经过二封工序后，电芯内部与外部空间完全隔离，外部空气、水汽不会再进入电芯内。
可以理解的是，将气袋扎破的工序包含在二封工序中，且应设置于实际进行第二次封装之前。本申请对如何扎破气袋，以使得化成产生的气体离开电芯的方法没有特别要求，在不违背本申请发明构思的基础上，任何已知的方法均能用于本申请中，包括但不限于使用可以随升降机构进行垂直方向上下移动的刺刀对气袋进行扎破。
对气袋进行扎破的工序优选在真空环境下进行，以使得气体能更迅速、有效地离开铝塑膜。
本申请对二封工序中的封装工艺没有特别要求，在不违背本申请发明构思的基础上，任何已知的二封工序均能用于本申请中，二封装置可以采用与顶封、侧封相同的设备和工艺，包括但不限于使用能随升降结构在垂直方向上做上下移动的上封头和下封头对铝塑膜进行封装。
电芯设置于由顶封边202、侧封边201、二封边40围设的包覆区域，顶封边202、二封边40和预封边302围设的包覆区域形成气袋2，气袋2区域可以冲第二凹坑12也可以不冲。
下面参考图1-图2描述本发明的一个具体实施例：
将电芯置于铝塑膜1的第一凹坑11内，采用封装机对铝塑膜1进行顶封和侧封，形成顶封边202和侧封边201后，将半成品软包电池传送至封装机的点封机构。将待注液开口侧30边置于点封机构的下封头，其中上封头具有两个凸部，凸部投影直径为0.6mm，两个凸部间距为100mm，上封头向下封头冲压，凸部与凹部的距离为3mm，温度190℃，压力0.4kpa进行粘连。粘连后向铝塑膜1内注液并对待注液开口侧30进行预封，以形成预封边302。完成预封后对半成品软包电池进行老化化成，真空抽气后进行二封，并形成二封边40，以围成气袋2，剪去气袋2完成软包电池的封装。
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。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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 (10)
1.一种软包电池封装方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将电芯置于包装膜后，对折所述包装膜，使所述包装膜形成两个待封边开口侧(20)及一个待注液开口侧(30)；
S2、对所述待注液开口侧进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连。
2.根据权利要求1所述的软包电池封装方法，其特征在于，在对所述待注液开口侧进行处理后，在注液开口侧的两层铝塑膜形成的粘连结构(301)至少两个；且所述粘连结构(301)之间形成注液口。
3.根据权利要求2所述的软包电池封装方法，其特征在于，单个所述粘连结构(301)的面积不小于0.25mm2。
4.根据权利要求2所述的软包电池封装方法，其特征在于，还包括步骤：
S3、注液装置夹取于所述粘连结构(301)处，并通过所述注液口进行注液；
S4、对进行所述粘连后的所述待注液开口侧(30)进行预封，并形成预封边(302)。
5.根据权利要求2所述的软包电池封装方法，其特征在于，通过点封机构形成所述粘连结构(301)，所述点封机构包括上封头和下封头，所述上封头包括凸部，所述下封头具有与所述凸部配合的凹部；
所述对所述待注液开口侧进行处理，以在注液开口侧的两层铝塑膜部分粘连包括：
将所述待注液开口侧(30)放置于所述下封头，所述凸部与所述凹部压合，以形成所述粘连结构(301)。
6.根据权利要求5所述的软包电池封装方法，其特征在于，所述点封机构进行所述粘连的封装温度为190℃±10℃，封装压力为0.3-0.5kpa。
7.根据权利要求2所述的软包电池封装方法，其特征在于，所述粘连结构(301)的数量至少为两个，且所述待注液开口侧(30)的长度方向的中心线两侧均设置有所述粘连结构(301)。
8.根据权利要求7所述的软包电池封装方法，其特征在于，所述注液口形成于相邻的两个所述粘连结构(301)之间。
9.根据权利要求2-8任意一项所述的软包电池封装方法，其特征在于，所述粘连结构(301)距离所述待注液开口侧(30)边缘不大于10mm。
10.根据权利要求4所述的软包电池封装方法，其特征在于，所述粘连结构(301)与所述预封边(302)重合。
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