CN1992391A - 极耳及其制造方法和包括该极耳的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

一种极耳及其制造方法和包括该极耳的锂离子电池。其中，所述极耳包括极耳片，其中，该极耳还包括热熔胶膜，热熔胶膜直接热压在该极耳片的外表面。其中，所述电池极耳的制造方法包括以下步骤：根据极耳片的尺寸截取热熔胶膜的尺寸；将两片热熔胶膜夹住极耳片；用加热模块对夹住极耳片的热熔胶膜进行上下热压；冷却热压后的极耳片。采用本发明提供的极耳，由于热熔胶膜可以与极耳片牢固地粘接在一起，且两片热熔胶膜热熔后融为一体，冷却后形成一层密合的塑料片，保证了极耳片的绝缘，有效地避免了原先的胶布破损、脱落造成的短路，而引发电池出现的发热、发鼓，甚至爆炸的问题，大大提高锂离子电池的安全性能。

Description

极耳及其制造方法和包括该极耳的锂离子电池

技术领域

本发明涉及一种极耳及其制造方法和包括该极耳的锂离子电池。

背景技术

目前用作锂离子电池极耳的绝缘装置主要是胶布。但是胶布本身存有两点缺陷：1、韧性不够，极易被极耳边缘的毛刺划破，造成极耳和外壳接触发生短路；2、电解液长期浸泡胶布，造成胶布从极耳上脱落，造成极耳和外壳接触发生短路。由此引起电池出现发热、发鼓，甚至爆炸等安全问题。

CN1540785A公开了一种软包装的锂离子电池极耳的制作方法，在铝塑复合膜热封位置的金属极片上用粘结剂贴一圈外带热熔胶膜的铝箔，制造成外带热熔胶膜的极耳，由于极耳的外层为热熔胶膜与铝塑复合膜的热熔胶膜紧紧的热合在一起，而达到保证电池的密封而不发生电解液泄漏事故。CN1540785A的发明目的在于防止软包装的锂离子电池在制造时由于正、负极金属极耳与铝塑复合膜热合时粘结性不好的问题，而造成的电池电解液外漏，而并非把热熔胶膜直接热合在极耳上保护极耳绝缘，并且用粘结剂粘结也存在粘结度的问题。而对于锂离子电池的极耳来说，存在的问题是极耳易于与外壳接触而发生短路，存在安全隐患。

发明内容

本发明针对现有的锂离子电池用胶布包裹极耳易造成短路的缺点，提供一种防止短路、安全性能好、绝缘性好的极耳及其制造方法和包括该极耳的锂离子电池。

本发明提供了一种极耳，所述极耳包括极耳片，其中，该极耳还包括热熔胶膜，热熔胶膜直接热压在该极耳片的外表面。

本发明还提供了一种极耳的制造方法，其中，所述方法包括以下步骤：根据极耳片的尺寸截取热熔胶膜的尺寸；将两片热熔胶膜夹住极耳片；用加热模块对夹住极耳片的热熔胶膜进行上下热压；冷却热压后的极耳片。

本发明还提供了一种锂离子电池，包括盖帽组合件、正极、隔膜、负极、电池芯、有机电解液和电池壳；其中，所述的正极和负极通过极耳与电池端子连接，所述极耳为本发明提供的极耳。

本发明所采用的热熔胶膜是一种在受热熔融状态下进行粘合的胶粘剂，其特点是不含溶剂，在室温下呈固态，且没有黏性；加热到其熔点左右则呈液态，具有流动性，并显出优异的粘接性能，能很快地与其他物体粘接在一起，待冷却后即形成高强度的粘接，可以完全替代硬包装锂离子电池内部所有的胶布，起到绝缘、粘接的效果。采用本发明提供的电池极耳，由于热熔胶膜受热后呈液态，与极耳片接触的部分冷却后可以牢固地粘接在一起，相互接触的两层热熔胶膜热熔后融为一体，冷却后形成一层密合的塑料片，此种粘接可以保证极耳受到良好的保护和绝缘，有效地避免了原先的胶布破损、脱落造成的短路，而引发电池出现的发热、发鼓，甚至爆炸的问题，大大提高锂离子电池的安全性能。

附图说明

图1为本发明所提供的电池的极耳示意图；

图2是热熔胶膜的热压示意图；

图3是锂离子电池内部结构剖面图；

图4是热熔胶膜与极耳片叠放位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图作进一步的说明。

如图1所示，本发明提供了一种极耳，所述极耳包括极耳片2，其中，该极耳还包括热熔胶膜1，热熔胶膜1直接热压在该极耳片2的外表面。

其中，所述极耳片2为本领域技术人员所公知，本发明对其没有特别的限制，其一般为金属箔，如钢、铝、铜，优选为镍，因为镍可以降低电阻，具有很好的导电性。

所述热溶胶膜1的材料为本领域技术人员所公知，本发明对其没有特别的限制，其一般是以热塑性树脂为基料并含有少量改性剂(石蜡、松香)、增塑剂、填充剂、防老剂等加工而成。按其化学组成可分为以下几类：EVA类、聚酯类、聚氨酯类、SBS、SIS类，优选为聚酰胺类，因为聚酰胺类为高分子材料，黏附性好，能与极耳片2更好地结合，不易脱落，从而起到更好的保护效果。

其中在极耳片2上用于与电池端子的连接片7和电极片9固定连接的连接部分不具有所述热熔胶膜1。

如图2所示，本发明提供了一种极耳的制造方法，其中，所述方法包括以下步骤：根据极耳片2的尺寸截取热熔胶膜1的尺寸；将两个热熔胶膜1夹住极耳片2；用加热模块5对夹住极耳片2的热熔胶膜1进行上下热压；冷却热压后的极耳片2。

所述热熔胶膜1的宽度优选为比极耳片2的宽度宽6-8毫米。

所述根据极耳片2的尺寸截取热熔胶膜1的尺寸为根据极耳片2的长度截取热熔胶膜1的长度。

所述热熔胶膜1的长度L为极耳片2的长度H与极耳片2两端用于固定连接的连接部的长度的差值。其中，如图3和图4所示，所述极耳片2的一端与电极片9固定连接时的连接部的长度为A，另一端与电池端子的连接片7固定连接时的连接部的长度为D，则截取热熔胶膜1的长度尺寸为L＝H-A-D。如图3中的3所示，热熔胶膜1包住极耳片2的部分是易于与电池外壳接触而发生短路部分，这样更为安全。

所述D优选为1.8-2.5毫米，为本领域技术人员所共知。

所述用加热模块5对夹住极耳片2的热熔胶膜1进行上下热压的步骤，如图2中所示，所述加热模块5的热压的温度为100摄氏度-150摄氏度，优选为140摄氏度-150摄氏度，热压的时间为10秒-20秒，优选为10秒-15秒，热压的压力为0.01兆帕-0.12兆帕，优选为0.08兆帕-0.10兆帕。

所述加热模块5为本领域的技术人员所公知，如普通的电热丝加热模块。

所述冷却热压后的极耳2优选为暴露在空气中，自然冷却。

本发明提供的一种锂离子电池，该电池包括包括盖帽组合件、正极、隔膜、负极、电池芯、有机电解液和电池壳；其中，所述的正极和负极通过极耳与电池端子连接，所述极耳为本发明提供的极耳。

本发明所提供的锂离子电池其改进在于极耳，所采用的其它材料和组装过程为本领域的技术人员所公知，本发明对其没有特别的限制，在此不作详细说明。

下面通过具体实例来举例说明。

                        对比例1

本对比例1用于说明现有的锂离子电池的极耳的制造方法。

采用比亚迪公司生产的型号为LP-043450A3的极片，在常温下，用黄胶胶布将为镍带的极耳片除与电极片和电池端子的连接片固定连接时所需连接部分以外的极耳片包裹住。其中胶布为两块，分别位于极耳片的需保护部分的上下两面，用贴胶布机的机械的挤压力把黄胶胶布包裹在极耳片的保护部分上。其中，所述黄胶胶布为市面上常见的一般胶布，为本领域的技术人员所公知的。

                          对比例2

本对比例2用于现有的锂离子电池的极耳的制造方法。

按将对比例1中的方法把胶布包裹在极耳片的保护部分上，所不同的是在包裹的胶布上用毫米尺量出3毫米，用贴胶布机挤压时，所述3毫米的胶布部分不被挤压，露在包住胶布的极耳片保护部分的外面。为本领域的技术人员所公知的。

                           实例1

本实例用于说明本发明所提供的锂离子电池的极耳的制造方法。

采用对比例1中的极片，所不同的是按照本发明所提供的极耳制造方法，如图2所示极耳片2的宽度为3毫米，长度H为24毫米，与电极片9连接的连接部的长度A为12毫米，与电池端子的连接片7连接的连接部的D为2.5毫米。热熔胶膜1的宽度为9毫米，长度为9.5毫米。将两个这样的热熔胶膜1放在极耳片2非连接部的部分的上下两面，夹住极耳片2，然后用加压模块5在温度为150摄氏度、压力0.08兆帕的条件下对热熔胶膜1上下热压10秒钟，然后取出热熔胶膜1包住的极耳片2，让其暴露在空气中自然冷却。

                          实例2

本实例用于说明本发明所提供锂离子电池的极耳的制造方法。

按实例1中所述的方法将热熔胶膜1包在极耳片2上，所不同的是在热压时，先把用毫米尺量好的两侧分别多出的宽度为3毫米的热熔胶膜1放置于加热模块5的外面。所述多出的热熔胶膜1的部分不被热压。

以下实例用于说明本发明所述热熔胶膜的特点。

                         实例3

将实例1和对比例1中分别制得的热熔胶膜热压的极耳和胶布包住的极耳分别浸泡在相同的锂离子电池电解液中。密封后分别置于常温和50摄氏度温度下，10个月后观察其耐腐蚀和脱落情况，并比较它们之间的差别。其中，所述电解液为本领域常用的电解液，是电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液。其中，电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂；有机溶剂为链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)，环状酸酯为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、。所述电解液中，电解质锂盐的浓度一般为0.1-2摩尔/升，优选为0.8-1.2摩尔/升。具体对比如表1所示。

表1示出了胶布包住的极耳和热熔胶膜热压的极耳，在相同的电解液和时间的条件下，在不同温度下胶布和热熔胶膜的变化。

表1

	25摄氏度	50摄氏度
			胶布的不良反应	胶布轻微变色，粘性减弱	胶布变色，粘性减弱
热熔胶膜的不良反应	无	无

从表1中，可明显看出热熔胶膜具有更好得耐腐蚀性，不易变形，黏附力强且受环境影响小的特点。

                         实例4

将实例2和对比例2中分别制得的热熔胶膜热压的极耳和胶布包住的极耳，在未储存、25摄氏度与实例3相同的电解液中储存10个月和50摄氏度与实例3相同的电解液中储存10个月三种不同的条件下，用相同的剥离速度为100毫米/分钟、剥离角度为180度的剥离强度测试仪，对其分别进行剥离度测试，分别测出三种不同条件下的胶布和热熔胶膜的黏附力大小，所测结果如表2所示。

表2示出了胶布包的极耳中的胶布和热熔胶膜热压的极耳中的热熔胶膜在不同条件下的黏附力的大小和变化。

表2

	未储存	25摄氏度电解液中储存10个月	50摄氏度电解液中储存10个月
				胶布的黏附力	0.21牛/毫米	0.13牛/毫米	0.07牛/毫米
热熔胶膜的黏附力	8.9牛/毫米	9.2牛/毫米	8.5牛/毫米

从表2可明显看出热熔胶膜的黏附力极强，而且受温度和电解液的腐蚀影响较小。

                          实例5

用千分尺分别测出实例1中热压后受保护极耳处厚度和对比例1中包有胶布的极耳处厚度。所测结果如表3所示。

表3示出了两种保护方法下保护极耳处厚度的大小。

表3

	实例1	对比例1
			保护极耳处的厚度	0.210毫米	0.172毫米

从表3可明显看出热熔胶膜热压的极耳仅比贴胶布的极耳厚0.038毫米，但却使极耳得到了很好的保护，提高了电池的安全性。

从表1、表2、表3可明显看出与现有的胶布对比，热熔胶膜对于极耳的保护具有黏附力强、耐溶剂腐蚀性、热稳定性高、剥离强度大的特点，而且厚度很薄，不会对锂离子电池的制造和形状有所影响，却能很好的提高锂离子电池的安全性优点。

Claims (9)

1.一种极耳，所述极耳包括极耳片(2)，其中，该极耳还包括热熔胶膜(1)，热熔胶膜(1)直接热压在该极耳片(2)的外表面。

2.根据权利要求1所述的极耳，其中，所述极耳片(2)为镍带。

3.根据权利要求1所述的极耳，其中，所述热熔胶膜(1)为聚酰胺类热熔胶膜。

4.根据权利要求1所述的极耳，其中，在极耳片(2)上用于与电池端子的连接片(7)和电极片(9)固定连接的连接部分不具有所述热熔胶膜(1)。

5.一种极耳的制造方法，其中，所述方法包括以下步骤：

根据极耳的极耳片(2)的尺寸截取热熔胶膜(1)的尺寸；

将两片热熔胶膜(1)夹住极耳片(2)；

用加热模块(5)对夹住极耳片(2)的热熔胶膜(1)进行上下热压；

冷却热压后的极耳片(2)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述热熔胶膜(1)的宽度为比极耳片(2)的宽度宽6-8毫米。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述热熔胶膜(1)的长度为极耳片(2)的长度和极耳片(2)两端用于与电池端子的连接片(7)和电极片(9)固定连接时的连接部的长度之间的差值。

8.根据权利要求5所述的方法，其中，所述加热模块(5)的热压的温度为140摄氏度-150摄氏度，热压时间为10秒-15秒，热压的压力为0.08兆帕-0.10兆帕。

9.一种锂离子电池，包括盖帽组合件、正极、隔膜、负极、电池芯、有机电解液和电池壳；所述的正极和负极通过极耳与电池端子连接，其特征在于，所述极耳为权利要求1-4所述的极耳。

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