CN114069052A - 电芯封装方法及电池的制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯封装方法及电池的制备方法，所述电芯封装方法适用于电池的软包装封装，包括：将裸电芯装配于高聚物制成的膜体中并进行封边，得到电芯主体；将电芯主体的侧边进行切边，以使侧边的下层膜体的长度大于侧边的上层膜体的长度；将切边后的侧边进行成型，实现电芯封装，成型包括对侧边的下层膜体进行180度折叠。本公开对电芯两侧边切边，使得下层膜体的长度大于侧边的上层膜体的长度，以降低侧边折边的厚度，有利于增加电芯宽度空间。本公开的方法操作简单，成本低，增大了电芯宽度空间，有利于提升电芯容量。

Description

电芯封装方法及电池的制备方法

技术领域

本发明一般涉及电子技术领域，具体涉及一种电芯封装方法及电池的制备方法。

背景技术

聚合物锂离子电池是通过铝塑膜作为封装材料，将电芯装入铝塑膜中。通常采用双折边工艺，双折边艺虽然避免了铝塑膜端面铝层与手机仓接触，有效的改善电芯因微短路而发生腐蚀漏液的问题。但双折边的厚度使得电芯的宽度方向受限，能量密度难以提升。因此，现有通过单折边工艺，将电芯封装于铝塑膜后侧边精切完成后，在铝塑膜端面铝层裸露处涂覆UV胶，起到绝缘滤层的效果。

然而，现有的单折边工艺需要单独开发涂UV胶设备和固化胶水的设备，技术难度大，成本高，并且UV胶在后续运输及电芯包装作业过程已发生脱落，从而导致仍有铝层接触手机仓带来的电池腐蚀漏液风险。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种电芯封装方法及电池的制备方法，实现封装过程简单、增加电芯宽度空间的同时避免了由于铝层接触外仓带来的电池腐蚀漏液问题。

第一方面，本发明提供的一种电芯封装方法，适用于电池的软包装封装，包括：

将裸电芯装配于高聚物制成的膜体中并进行封边，得到电芯主体；

将电芯主体的侧边进行切边，以使侧边的下层膜体的长度大于侧边的上层膜体的长度；

将切边后的侧边进行成型，实现电芯封装，成型包括对侧边的下层膜体进行180度折叠。

作为可选的方案，将电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

按照一定倾斜角对侧边进行倾斜裁切，倾斜角是刀片所在平面与侧边所在平面的夹角，夹角为锐角。

作为可选的方案，倾斜角小于或等于30度。

作为可选的方案，将电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

将侧边的上层膜体和侧边的下层膜体分别进行裁切，侧边的上层膜体的裁切长度大于侧边的下层膜体的裁切长度。

作为可选的方案，在对电芯主体的侧边进行切边后，包括：

碾压侧边，以使切边后的侧边保持平整。

作为可选的方案，碾压侧边的过程，包括：采用平板、皮辊或滚轮对侧边进行碾压。

作为可选的方案，对侧边的下层膜体进行180度折叠的过程，包括：

将侧边的下层膜体的切口折叠180度与侧边的上层膜体切口正对接触。

作为可选的方案，对侧边的下层膜体进行180度折叠的过程，包括：将侧边的下层膜体的切口折叠180度覆盖在侧边的上层膜体的切口边缘。

作为可选的方案，将切边后的侧边进行成型的过程，还包括：

将折叠180度后的侧边进行热压；

将热压后的侧边进行点胶；

将点胶后的侧边进行90度弯折，使得侧边与电芯主体的侧面贴紧。

作为可选的方案，点胶方式包括点状涂胶和/或直线涂胶。

作为可选的方案，在侧边与电芯主体的侧面贴紧后，还包括：

对侧边的外表面进行挤压。

作为可选的方案，高聚物制成的膜体为铝塑膜。

第二方面，本发明提供一种电池的制备方法，包括第一方面的电芯封装方法。

本公开通过对电芯侧边进行裁切，使得下层铝塑膜相对上层铝塑膜延伸出一定长度，降低侧边折边后的厚度，有利于增加电芯宽度空间；将下层铝塑膜180度折叠覆盖在上层铝塑膜边缘处，使得铝塑膜端面裸露的铝层完全封装在内侧，保证电芯封装后不会造成铝层接触外仓带来的微短路腐蚀漏液。本公开的单折边工艺，操作简单，成本低，增大了电芯宽度空间，有利于提升电芯容量。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的实施例的一种电芯封装方法流程示意图；

图2为本发明的实施例的一种电芯封装方法中裸电芯封装侧面结构示意图；

图3为本发明的实施例的一种电芯封装方法中裸电芯封装与铝塑膜中侧面封装完的俯视结构示意图；

图4为本发明的实施例的一种电芯封装方法的流程示意图；

图5为本发明的实施例的一种电芯封装方法中侧边成型的流程示意图；

图6为本发明的另一实施例的一种电芯的结构示意图。

图中，101.裸电芯，102.铝塑膜，103.上封头，104.下封头，105.侧边，106.刀片，107.滚轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或模块的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或模块，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或模块。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

随着手机5G时代的到来，对大容量电池的需求更加强烈。目前在电芯材料方面提升能量密度的技术难度大，成本高，周期长，而在电芯制程工艺上提升容量具有成本低，周期短，技术易实现等优势，所以在电芯制程工艺上提升能量密度变的越来越普遍。现有的聚合物锂离子电池通常采用铝塑膜作为封装材料，将电芯装入铝塑膜中进行侧封后，采用双折边工艺处理铝塑膜的侧边，将电芯左右两侧的侧边进行精切、第一次折边、点热熔胶以及第二次折边，将侧边粘接在电芯本体侧面。由于现有对侧边进行垂直裁切，将铝塑膜进行两次翻折后，导致电芯宽度受限于两层铝塑膜封装厚度以及两层间的间隙，电芯宽度缩小，能量密度降低。

现有的单折边通过在电芯裙边切完后，在端面涂层UV胶，经过紫外线照射后固化，起到绝缘铝层的保护效果，但是单折边工艺要单独开发涂UV胶和固化胶水的设备，技术难度大，成本高。另外，UV胶在后续运输及电芯包装作业过程易发生脱落，仍有铝层接触手机仓而带来售后电池的腐蚀漏液风险。

基于上述问题，本公开的实施例提供的技术方案中，提供的一种电芯封装方法，如图1至图5所示，适用于电池的软包装封装，包括：

S100、将裸电芯装配于高聚物制成的膜体中并进行封边，得到电芯主体；

S200、将电芯主体的侧边进行切边，以使侧边的下层膜体的长度大于侧边的上层膜体的长度；

S300、将切边后的侧边进行成型实现电芯封装，成型包括对侧边的下层膜体进行180度折叠。

本公开的上述实施例的方案中，在S100中，将裸芯片置于高聚物制成的膜体中并进行侧边封边，得到电芯主体。高聚物制成的膜体主要是多层结构的复合铝塑膜，一般地，复合铝塑膜包括三层，由内至外分别为尼龙、铝和聚丙烯。组成膜体的材料并不限于以上三种，还可以是其他的高聚物，不影响本公开的实施。铝塑膜封装电芯经过封装工序后，可能会在电芯主体的侧面和/尾部形成侧边，根据铝塑膜封装的不同工序和要求来定。示例地，本实施例在装配工序中，如图2和图3所示，将裸电芯101装配于铝塑膜102中，先对电芯非排气侧的侧边使用上封头103和下封头104进行热压预封，然后在进行排气侧封装工序，电芯排气后，对排气侧的侧边进行热压预封得到电芯主体，如图3所示，电芯主体的两侧面形成侧边105。在具体的实施过程中，电芯两侧热压预封的工况条件如下：电芯两侧预封的封边的宽度为1.0mm～1.5mm，使用的封头宽幅为0.8mm～1.3mm，热压温度为175℃～195℃，时间为1s～3s，压强为0.2MPa～0.5MPa。具体的侧边预封过程，此处不做阐述。

在S200中，为了保证电芯成型规整性，折边处理后的侧边需要与电芯主体的厚度保持一致，这就需要折边的侧边具有一个精确地预设宽度，因此在折边之前，需要精确切除侧边的多余部分，以保证折边的进行。为保证裸电芯的封装，侧边封装后的电芯主体的每一侧边均具有上下两侧铝塑膜，本实施例中通过切边使得侧边105的下层膜体的长度大于侧边的上层膜体，即侧边的下层的铝塑膜边缘相比位于上层的铝塑膜具有一定长度延伸部，其中延伸部的长度不做具体限定，在一个具体实施例中可以是0.5mm～1.0mm。相比于现有切边后侧边两层膜体的长度相等，本实施例切边有利于降低了侧边的厚度，增加电芯在宽度方向的空间。

在S300中，对切边后的侧边进行成型处理，其中成型包括对侧边进行180度折叠(如图4C)。侧边的180度折叠可以将下层铝塑膜的切口折叠180度朝向电芯主体的侧面，或者还可以将下层铝塑膜相比上层铝塑膜的延伸部折叠180度覆盖在上层铝塑膜的切口边缘，将上层铝塑膜切口端面铝层覆盖，或者还可以将切边后的侧边的下层铝塑膜的切口折叠180度与侧边的上层铝塑膜切口正对接触。用以实现下层铝塑膜切口端面滤层和上层铝塑膜切口端面铝层的绝缘处理。需要注意的是，此处对于下层铝塑膜覆盖在上层铝塑膜边缘的宽度不做限定。考虑到降低电芯主体的侧边厚度，下层铝塑膜折叠180度后刚好和上层铝膜边缘对齐接触即可。考虑到方便生产加工，下层铝塑膜折叠180度后其边缘刚好搭接在上层铝塑膜的边缘，实现上层铝塑膜端面滤层绝缘的同时降低了侧边的厚度。在具体实施过程中，可以在下层铝塑膜相对上层铝塑膜延伸部的2/3处(也就是0.3mm～0.6mm处)进行180度折叠。

其中，180度折叠是通过两个具有不同倒角的滚轮组件对侧边进行180度的折叠，滚轮直接作用于侧边的硬性应力较小，且没有棱角，两个具有不同倒角的滚轮通过滚动的方式对折角后的侧边进行180度折叠，不仅过程流畅，而且不会对侧边造成损坏。具体的，不同倒角的滚轮组件，两个滚轮组件之间具有间隙，每一滚轮组件包括依次排列的多个折边滚轮，位于上方的滚轮组件的多个折角滚轮与位于下方的滚轮组件的多个折角滚轮一一正对，且沿着折边滚轮的排列次序的方向，也就是折角后的侧边的移动的方向，上下正对的两个折边滚轮形成的倒角不同，使得侧边经过的倒角逐渐变小，进而使得折角后的侧边经过的间隙的宽度逐渐减小，从而完成侧边的180度的折叠。

本公开的实施例对侧边切边后使得侧边的下层膜体的长度大于上层膜体的长度，相比于现有技术，本公开的方案可以降低折叠后侧边的厚度。具体的，现有侧边垂直切边平切后，侧边的上层膜体和下层膜体长度相同，使得侧边的厚度是两层铝塑膜的厚度，为了保证切口滤层的绝缘处理，经过180度的折叠使得侧边的厚度为4倍铝塑膜厚度，而通过本公开的切边后侧边的下层铝塑膜相对上层铝塑膜具有一定长度的延伸部，180度折叠后侧边的厚度仍然是原来的厚度，两倍铝塑膜的厚度，减少了侧边的厚度。本公开实现了单折边作业，既减小了双折边占用的电芯宽度，增加容量，又减小了宽度公差的波动范围，提高手机仓宽度宽度方向的尺寸设计效果。

作为可实现的方式，将电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

按照一定倾斜角对侧边进行倾斜裁切，倾斜角是刀片所在平面与侧边所在平面的夹角，夹角为锐角。示例地，通过按照刀片106所在平面与侧边105所在平面成一定角度进行倾斜切边(如图4A)，本实施例中刀片106所在平面与侧边105所在平面的夹角为锐角，本公开的对电芯的侧边进行倾斜切边，使得下层铝塑膜相对上层铝塑膜延伸出一定长度，倾斜切边降低侧边折边后的厚度，有利于增加电芯宽度空间；将下层的铝塑膜折叠180度覆盖在上层铝塑膜边缘处，使得铝塑膜端面裸露的滤层完全封装在内侧，保证电芯封装后不会造成铝层接触外仓带来的微短路腐蚀漏液。本公开的封装方法采用，操作简单，成本低，增大了电芯的宽度空间。

作为优选的实施方式，S200、对电芯主体的侧边进行切边，其中，倾斜角小于等于30度。该方式有利于在减小侧边厚度的同时，使得切边后下层铝塑膜相对上层铝塑膜的延伸长度，满足折叠180度后下层铝塑膜刚好覆盖在上层铝塑膜边缘。

作为可实现的方式，将电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

将侧边的上层膜体和侧边的下层膜体分别进行裁切，侧边的上层膜体的裁切长度大于侧边的下层膜体的裁切长度。即就是，对侧边切边时，可以对侧边的上层膜体进行垂直裁切后，再对下层膜体进行裁切；或者，对侧边的下层膜体进行垂直裁切后，再对上层膜体进行裁切，使得上层膜体短，下层膜体长。对侧边的上层膜体和侧边的下层膜体的切边可以是斜切，也可以是垂直切，此处不做限定。

作为可实现的方式，如图4B所示，在S200、对电芯主体的侧边进行切边后，还包括：

碾压切边后的侧边，使得切边后的侧边保持平整。有利于侧边的180度折叠。此处，碾压侧边可以采用平板或皮辊对侧边进行碾压，如图4B所示，采用滚轮107进行碾压。需要说明的是，对碾压后的侧边还可以进行折角预处理，折角预处理使得靠近电芯的侧边弯折起一定角度，弯折角度不做限定。折角预处理有便于后续的折边处理的顺畅进行，为折边的进行先提供一弯折角度，还可以减少折边处理时侧边直接受到的硬性应力，避免侧边直接进行大角度形变造成破损。

作为可实现的方式，S300、对切边后的侧边进行成型得到封装的电芯，如图4和图5所示，侧边成型还包括：

S301、将折叠后的侧边进行热压；

S302、将热压后的侧边进行点胶；

S303、将点胶后的侧边进行90度弯折，使得侧边与电芯主体的侧面贴紧。

上述对折叠后的侧边进行热压，折叠180度后的侧边，先经过热压，使得侧边的折叠形成和状态稳定，使得折叠的侧边规整，便于后续的点胶以及90度弯折的处理。在具体的一个实施例中，如图4D所示，使用上封头103和下封头104对其进行热压封装，其中上封头103和下封头104的宽度为0.5mm～0.8mm。例如还可采用热压机对折叠后的侧边进行热压。

对热压后的侧边进行点胶(如图4E)。胶水作为粘接剂，是为了折叠后的侧边能够和电芯主体的侧面粘在一起。胶水可以是一般的胶水，热熔胶、UV胶等，只要能够实现将侧边粘接在电芯主体的侧面即可。

对点胶后的侧边进行90度弯折(如图4F)，使得侧边与电芯主体的侧面贴紧。弯折90度的折叠侧边刚好与电芯主体的侧面贴合，而胶水的粘性使得折叠后的侧边与电芯主体的侧面粘合固定在一起，软包电芯的整体形状得以成型。本公开的实施例中采用滚轮组件对侧边进行90度弯折，滚轮组件包括一列倒角不同的折边滚轮，折边滚轮直接作用于侧边的硬性应力较小，且没有棱角，不仅过程流畅，而且不会对侧边造成损坏。

在具体的实施例中，在侧边与电芯主体的侧面贴紧后，还需对侧边的外表面进行挤压。使得弯折后的侧边表面平整，并使得侧边与电芯主体侧面之间的胶水得以均匀扩散。此处的挤压过程可以采用热压的形式，将封头进行加热，热压的温度可以使得胶水融化的均匀，有利于侧边的紧密贴合在电芯主体的侧面。还可以采用采用冷压的方式，直接进行挤压操作，冷压的方式操作简单且有利于胶水凝固。

基于上述实施例，本公开的电芯封装方法通过倾斜切边减小了侧边的厚度，通过180度折边使得铝塑膜端面裸露的滤层完全封装在内侧，保证电芯封装后不会造成铝层接触外仓带来的微短路腐蚀漏液；再通过后续的热压、点胶以及90度折叠实现电芯封装。本公开的方法操作简单，成本低，增大了电芯的宽度空间，提升了电芯容量，还能够避免铝塑膜端面铝层与手机仓接触，解决微短路腐蚀漏液的问题。

经过试验，本公开的电芯封装方法，可以增加电芯宽度空间大约0.3mm～0.5mm，对于5.0mm*65.0mm*80.0mm电芯尺寸，能量密度可以提升3Wh/L～5Wh/L，容量提升20mAh～30mAh。

基于前述实施例，本公开的实施例还提供一种电池的制备方法，包括上述的电芯封装方法。该电池的制备方法可以适用于锂离子电池，该电池可以作为任意一种电子设备的电池，为电子设备的正常工作提供动力。图6示出了电池100的结构示意图，电池100的制备方法一般包括取正极极片和隔膜包覆的负极极片，按照负极、正极、负极依次叠片制备电芯，并焊接正极极耳(可以是铝)和负极极耳(可以是铜镀镍)，分别用两个金属片连接正极极耳和负极极耳，在两个金属片之间设置热敏绝缘材料，防止两个金属片接触，然后放置于裸电芯101与铝塑膜102之间，最后用铝塑膜进行封装。

需要说明的是，本公开的实施例中所涉及的电池的制备方法适用于锂离子电池，该电池可以应用于电子设备，电子设备可以包括但不限于智能电话，平板电脑(TabletComputer)，移动电话，视频电话，电子书阅读器，台式PC，上网本计算机，工作站，服务器，个人数字助理(PDA)，便携式多媒体播放器(PMP)，移动医疗设备，照相机或可穿戴设备(例如，诸如电子眼镜的头戴式设备(HMD))，电子服装，智能手表等。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (13)

1.一种电芯封装方法，适用于电池的软包装封装，其特征在于，包括：

将裸电芯装配于高聚物制成的膜体中并进行封边，得到电芯主体；

将所述电芯主体的侧边进行切边，以使所述侧边的下层膜体的长度大于所述侧边的上层膜体的长度；

将切边后的所述侧边进行成型，实现电芯封装，所述成型包括对所述侧边的下层膜体进行180度折叠。

2.根据权利要求1所述的电芯封装方法，其特征在于，将所述电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

按照一定倾斜角对所述侧边进行倾斜裁切，所述倾斜角是刀片所在平面与所述侧边所在平面的夹角，所述夹角为锐角。

3.根据权利要求2所述的电芯封装方法，其特征在于，所述倾斜角小于或等于30度。

4.根据权利要求1所述的电芯封装方法，其特征在于，将所述电芯主体的侧边进行切边的过程，包括：

将所述侧边的上层膜体和所述侧边的下层膜体分别进行裁切。

5.根据权利要求1所述的电芯封装方法，其特征在于，在对所述电芯主体的侧边进行切边后，还包括：

碾压所述侧边，以使切边后的所述侧边保持平整。

6.根据权利要求5所述的电芯封装方法，其特征在于，碾压所述侧边的过程，包括：采用平板、皮辊或滚轮对所述侧边进行碾压。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电芯封装方法，其特征在于，对所述侧边的下层膜体进行180度折叠的过程，包括：

将所述侧边的下层膜体的切口折叠180度与所述侧边的上层膜体切口正对接触。

8.根据权利要求1-6任一项所述的电芯封装方法，其特征在于，对所述侧边的下层膜体进行180度折叠的过程，包括：

将所述侧边的下层膜体的切口折叠180度覆盖在所述侧边的上层膜体的切口边缘。

9.根据权利要求1-6任一项所述的电芯封装方法，其特征在于，将切边后的所述侧边进行成型的过程，还包括：

将折叠180度后的所述侧边进行热压；

将热压后的所述侧边进行点胶；

将点胶后的所述侧边进行90度弯折，使得所述侧边与所述电芯主体的侧面贴紧。

10.根据权利要求9所述的电芯封装方法，其特征在于，所述点胶方式包括点状涂胶和/或直线涂胶。

11.根据权利要求9所述的电芯封装方法，其特征在于，在所述侧边与所述电芯主体的侧面贴紧后，还包括：

对所述侧边的外表面进行挤压。

12.根据权利要求1-6任一项所述的电芯封装方法，其特征在于，所述高聚物制成的膜体为铝塑膜。

13.一种电池的制备方法，其特征在于，包括权利要求1-12任一项所述的电芯封装方法。

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