一种铝塑膜软包装锂离子电芯的顶封封头
技术领域
本实用新型属于锂离子电池领域,尤其涉及一种铝塑膜软包装锂离子电芯的顶封封头。
背景技术
随着现代社会不断发展,锂离子电池因其能量密度高、无环境污染等优点越来越广泛地应运到手机、笔记本电脑、MP3/4、数码相机、移动DVD甚至汽车行业等移动设备。
锂离子电芯的使用过程是一个不断充电放电的过程,其内部存有有机溶剂和遇水等能迅速分解产生大量氢氟酸的电解质锂盐,一旦电芯内部氢氟酸含量过高,电芯电性能(如容量、循环寿命、放电平台等)会发生损耗,严重影响电芯的使用,因此电芯的封装可靠性对电芯的正常使用起着关键作用,只有使电芯内部处于真空、无氧、无水的环境,才能保证聚合物锂离子电芯的高性能使用要求。
随着便携式电子器件朝着轻便、灵巧发展,锂离子电芯通常以铝塑膜作为包装材料, 其主要构成为:内层聚丙烯层(简称PP)、中间铝层及表层尼龙层。另外,锂离子电芯需焊接正负极耳后形成引出线,后续还需对极耳进行焊接保护板,保护板通常放置于铝塑膜冲坑的深坑面顶封边上,通常需要控制组装保护板后的装配厚度。正极通常采取铝片作为极耳,负极通常采取镍片作为极耳,因此,铝塑膜与极耳之间的封装(简称为顶封)是铝塑膜软包装聚合物锂离子电芯制造工艺的重要环节。顶封时,为使正负极耳不被压断且保持极耳位置与非极耳位置较一致的聚丙烯层热延伸率,通常的做法是将上下封头正负极耳位置各加工成一定的槽深,通常上下封头极耳处槽深为0.08-0.12mm,此要求封头槽深的加工精度高才能满足,封头单个槽深精加工的精度通常为±0.005mm。铝塑膜在上下封头一定的压力、温度、时间作用下将铝塑膜内层聚丙烯层与极耳处的密封胶热封装在一起。研究表明,顶封封头槽深对顶封封装效果起重要作用:即当槽深过浅时,极耳处受压时,尤其是薄铝极耳质地软,容易被压断或过渡延伸而存在封装后断路隐患;当槽深过深时,极耳在受压时,铝塑膜内层聚丙烯层与极耳的密封胶热融合效果不好而存在漏液、涨气隐患。因此,顶封上下封头的槽深精度是顶封的一个关键控制因素。另外,由于上下封头正负极耳位置各加工成一定的槽深,顶封封装后的极耳两侧分别形成一处突台,突台高度约为0.1-0.2mm,此突台将影响后续焊保护板组装后的高度。
图1为现有技术锂离子电芯顶封上下封头结构示意图,对顶封上下封头的封头宽、槽深采用对称设计,上下封头材质为具有一定硬度和强度的铜、铁金属材料。其中1为顶封上封头;8为顶封下封头;第一凹槽2和第二凹槽7为防止铝塑膜PP过压与防铝塑膜PP热熔合不紧密设计的,第一凹槽2和第二凹槽7的槽深根据所选用的铝塑膜的厚度、材料特性等设置,通常铝塑膜的厚度为0.08~0.20mm厚,通常槽深范围为0.15~0.3mm;第三凹槽3、第四凹槽4、第五凹槽5和第六凹槽6的槽深为极耳处槽深,此槽深根据极耳厚度与材料特性及极耳密封胶的厚度与材料特性综合决定,通常单个槽深范围为0.06~0.12mm。第一凹槽2和第二凹槽7采取中心对称设计,需分别对上下封头进行加工成型,两处槽深都要求高的加工精度与匹配度。
图2为使用现有技术锂离子电芯顶封上下封头,铝塑膜与极耳经封装后的切断面示意图,封装后极耳14处两侧形成上下两处对称的第一突台15和第二突台17,第一突台15和第二突台17高度为0.1-0.2mm,由于电芯一般最终还需要在焊接保护板,焊接后需将保护板放置于电芯深坑处16的顶封边上,第一突台15的高度将影响放置保护板后的总高度,可能引起该位置超厚。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足,而提供一种铝塑膜软包装锂离子电芯的顶封封头,本实用新型消除上下硬封头加工后匹配度以及上下封头两个槽深加工公差叠加的影响,根据焊保护板与组装的要求,可获得顶封封装后的极耳只有一侧形成突台,有利于焊保护板组装后的高度控制。
为实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:一种铝塑膜软包装锂离子电芯的顶封封头,包括上封头和下封头,所述上封头包括第一凹槽,第三凹槽和第四凹槽,所述第三凹槽和所述第四凹槽设置于所述第一凹槽,所述下封头正对于所述上封头的表面设置为平面结构。
所述下封头的截面形状为矩形、梯形或正方形。
所述第三凹槽和所述第四凹槽沿所述第一凹槽的纵向中心线对称分布。
所述第一凹槽的深度0.15~0.3mm。
所述第一凹槽的深度0.15~0.18mm。
所述第三凹槽和所述第四凹槽的深度均为0.12~0.3mm。
所述第三凹槽和所述第四凹槽的深度均为0.18~0.22mm。
本实用新型的有益效果在于:本实用新型包括上封头和下封头,上封头包括第一凹槽,第三凹槽和第四凹槽,第三凹槽和第四凹槽设置于第一凹槽,下封头正对于上封头的表面设置为平面结构。通过对下封头表面设置为平面结构,消除上下硬封头加工后匹配度以及上下封头两个槽深加工公差叠加的影响,根据焊保护板与组装的要求,可获得顶封封装后的极耳只有一侧形成突台,有利于焊保护板组装后的高度控制,本实用新型主要用于超薄电池,减少了极耳一侧的突台,防止了超高更加明显。
附图说明
图1为现有技术锂离子电芯顶封上下封头结构示意图。
图2为现有技术锂离子电芯顶封封头封装后的切断面示意图。
图3为本实用新型的结构示意图。
图4为本实用新型的锂离子电芯顶封封头封装后的切断面示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图,对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施方式不限于此。
如图3和4所示,一种铝塑膜软包装锂离子电芯的顶封封头,包括上封头1和下封头8,上封头1和下封头8的材质为具有一定硬度和强度的铜、铁金属材料,上封头1包括第一凹槽2,第三凹槽3和第四凹槽4,第三凹槽3和第四凹槽4设置于第一凹槽2,下封头8正对于上封头1的表面设置为平面结构。
优选的,下封头8的截面形状为矩形、梯形或正方形。
优选的,第三凹槽3和第四凹槽4沿第一凹槽2的纵向中心线对称分布,第三凹槽3和第四凹槽4跟电芯的极耳14的位置相匹配。
优选的,第一凹槽2的深度0.15~0.3mm,第一凹槽2是为防止铝塑膜PP过压与防铝塑膜PP热熔合不紧密设计的,根据所使用的铝塑膜特性进行设计,通常铝塑膜的厚度为0.08~0.2mm,通常第一凹槽2的深度0.15~0.3mm,设置第一凹槽2槽深的原则是两层待封装的铝塑膜厚度的70-85%,槽宽比顶封边长度宽2mm以上即可。
更优的,一般所使用铝塑膜为86um~115um厚,第一凹槽2的深度0.15~0.18mm。
优选的,第三凹槽3和第四凹槽4的深度均为0.12~0.3mm,第三凹槽3和第四凹槽4是为防止极耳14被过压与防铝塑膜PP与极耳14密封胶热熔合不紧密设计的,通常极耳14的厚度为0.08~0.2mm,极耳14密封胶总厚度为0.10~0.2mm,通常第三凹槽3和第四凹槽4的深度均为0.12~0.3mm,设置第三凹槽3和第四凹槽4槽深的原则是极耳14厚度与极耳14密封胶总厚度70-85%,极耳14槽宽比极耳14宽1.5~3mm即可。
更优的,一般所使用厚度为0.08mm的极耳与厚度为0.2mm的极耳密封胶,第三凹槽3和第四凹槽4的深度均为0.18~0.22mm。
本实用新型封装后极耳14处朝有开槽的上封头1处一侧形成第一突台15,第一突台15的高度为0.1~0.3mm,而朝向未开槽的下封头8处一侧没有突台,因此保护板放置于电芯深坑处16没有突台的顶封边上,此处将获得一定的厚度空间用于存放保护板,有利于控制组装保护板后的高度,本实用新型的优势在于只需对其中一个封头进行精密加工即可,且设计与加工简单,槽深的精密度提高,在顶封封装时,保证了顶封封装品质。
根据焊保护板组装方式,决定封头开槽的封头,具体原则是:若保护板位于铝塑膜冲坑的深坑面,则在上封头1开槽,若保护板位于铝塑膜冲坑的浅坑面,则在下封头8开槽。通常保护板位于铝塑膜冲坑的深坑面。
根据上述说明书的揭示和教导,本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本实用新型并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本实用新型构成任何限制。