一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池及制作方法与流程

专利2022-05-10  4



1.本发明涉及软包锂离子电池技术领域,特别涉及一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池及制作方法。


背景技术:

2.软包锂离子电池采用轻量化的铝塑膜作为电池壳体材料,通过加热熔化铝塑膜内部的聚丙烯层实现电池密封,因此,软包锂离子电池具有高能量密度、高安全性能以及灵活的外观可设计特性,在3c、储能和动力电池领域应用广泛。
3.与3c消费类电池相比,动力电池通常需要大电流充放电,故而需要更厚、更宽的极耳以保障功率性能。目前软包动力电池通常采用直焊工艺进行极耳焊接,电芯顶部存在外未封溢胶区、封印区和内未封区,未利用区域宽度约13mm~18mm,在一定程度上降低了电池体积能量密度。
4.现有技术中的实施方法是:切除封装后的半成品电芯顶部外未封溢胶区及部分封印区,同时保留足够的封印区以保证封装可靠性,从而可以在相同体积空间内设计容纳更多的活性物质,通过此方法制备的电池具有更高的体积能量密度。
5.虽然通过切除外未封溢胶区和部分封印区的方法可以在一定程度上提高电池的体积能量密度,但由于外未封溢胶区仅1~3mm,为了确保有效封印宽度,封印区切除区域也受到限制,实际能量密度提升效果并不显著。


技术实现要素:

6.本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷,提供一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池及制作方法;可以提升锂离子电池体积能量密度,还具有更高的生产效率。
7.为实现上述目的,本发明提供了一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池,包括由正极极片、负极极片和隔膜组成的裸电芯,所述裸电芯表面包覆有铝塑膜,所述铝塑膜用于对裸电芯进行封装;所述裸电芯上方设有用于封装裸电芯的顶封区,所述裸电芯还装设有正极极耳和负极极耳,所述顶封区包括位于正极极耳和负极极耳两侧的“l形”封印区、位于“l形”封印区下方的内未封区和覆盖于“l形”封印区上方的外未封溢胶区;所述正极极耳和负极极耳两侧外未封溢胶区上的铝塑膜已全部切除。
8.作为优选的,所述顶封区为使用“l形”封头对裸电芯进行封装;或者使用“凸形”封头对裸电芯进行封装。
9.作为优选的,所述外未封溢胶区为使用“l形”切刀切除正极极耳和负极极耳两侧的铝塑膜。
10.作为优选的,所述正极极耳与铝塑膜之间装设有正极极耳胶,所述正极极耳胶与“l形”封印区之间的距离在0mm~3mm之间;
11.所述负极极耳与铝塑膜之间装设有负极极耳胶,所述负极极耳胶与“l形”封印区之间的距离也在0mm~3mm之间。
12.作为优选的,所述内未封区的宽度在0mm~3mm之间;所述“l形”封印区的宽度在3mm~8mm之间。
13.作为优选的,所述正极极耳和负极极耳为同侧极耳或者异侧极耳。
14.作为优选的,所述“l形”封头和“凸形”封头均设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间。
15.作为优选的,所述“l形”切刀相交位置设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间。
16.本发明还提供了一种制作上述所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的方法,包括以下步骤:
17.步骤s1:使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体;
18.步骤s2:使用常规封头对裸电芯进行顶部封边;形成第一带状封印区;
19.步骤s3:使用“l形”封头对正极极耳和负极极耳的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行二次封装,形成“l形”封印区;
20.步骤s4:使用“l形”切刀切除正极极耳和负极极耳两侧外未封溢胶区上的铝塑膜。
21.本发明还提供了一种制作上述所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的方法,包括以下步骤:
22.步骤s1:使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体;
23.步骤s2:使用“凸形”封头对正极极耳和负极极耳的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行封装,形成“l形”封印区;
24.步骤s3:使用“l形”切刀切除正极极耳和负极极耳两侧外未封溢胶区上的铝塑膜。
25.与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
26.本发明使用“l形”封头或者使用“凸形”封头对裸电芯进行封装,形成裸电芯的顶封区,所述正极极耳和负极极耳两侧外未封溢胶区上的铝塑膜已全部切除,这样减少了软包锂离子电池所占用的空间,提高了体积能量密度,还具有更高的生产效率;同时切除未封溢胶区后留下的通道或者空间,可以作为软包锂离子电池的风冷散热流道,改善了软包锂离子电池的风冷散热效果,还可以在上述通道或者空间内部布置动力线束,提高软包锂离子电池的空间利用率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明提供的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的正视图;
29.图2是图1中ⅰ的放大示意图;
30.图3是本发明提供的实施例一的“凸形”封头封装示意图;
31.图4是本发明提供的实施例一的“l形”切刀切除示意图;
32.图5是本发明提供的实施例四的现有技术封装示意图;
33.图6是本发明提供的实施例四的“l形”封头封装示意图;
34.图7是本发明提供的实施例四的“l形”切刀切除示意图。
35.在图中包括有:
[0036]3‑
顶封区、31
‑“
l形”封印区、32

内未封区、33

外未封溢胶区、1

正极极耳、2

负极极耳、5
‑“
l形”封头、6
‑“
凸形”封头、7
‑“
l形”切刀、11

正极极耳胶、21

负极极耳胶、41

第一带状封印区。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本发明本实施方式中的附图,对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式,而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式,都属于本发明保护的范围。
[0038]
实施例一
[0039]
请参考图1至图4,本发明实施例一提供了一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池。
[0040]
所述软包锂离子电池,包括由正极极片、负极极片和隔膜组成的裸电芯,所述裸电芯表面包覆有铝塑膜,所述铝塑膜用于对裸电芯进行封装;并且铝塑膜作为软包锂离子电池的壳体材料,使得软包锂离子电池更加轻量化,减轻软包锂离子电池的重量,同时通过加热熔化铝塑膜内部的聚丙烯层实现裸电芯的密封,如图1和2所示,所述裸电芯上方设有用于封装裸电芯的顶封区3,具体的,在本实施例一中,如图3所示,所述顶封区3使用“凸形”封头6对裸电芯进行封装,并形成封装裸电芯的顶封区3。
[0041]
所述裸电芯还装设有正极极耳1和负极极耳2,所述顶封区3包括位于正极极耳1和负极极耳2两侧的“l形”封印区31、位于“l形”封印区31下方的内未封区32和覆盖于“l形”封印区31上方的外未封溢胶区33;所述正极极耳1和负极极耳2两侧外未封溢胶区33上的铝塑膜已全部切除。
[0042]
进一步的,采用上述结构,可以减少软包锂离子电池所占用的空间,提高了体积能量密度,还具有更高的生产效率;同时切除未封溢胶区33后留下的通道或者空间,可以作为软包锂离子电池的风冷散热流道,改善了软包锂离子电池的风冷散热效果,还可以在上述通道或者空间内部布置动力线束,提高软包锂离子电池的空间利用率。
[0043]
更进一步的,在本实施例一中,如图4所示,所述外未封溢胶区33为使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧的铝塑膜。
[0044]
如图2所示,所述正极极耳1与铝塑膜之间装设有正极极耳胶11,所述正极极耳胶11与“l形”封印区31之间的距离在0mm~3mm之间;同理,所述负极极耳2与铝塑膜之间装设有负极极耳胶21,所述负极极耳胶21与“l形”封印区31之间的距离也在0mm~3mm之间;以保证封装效果,并且使得封装不影响正极极耳1和负极极耳2的正常功能。
[0045]
具体的,所述内未封区32的宽度在0mm~3mm之间;这样可以保证封装效果,同时可以尽可能减小软包锂离子电池所占用的空间,并且不影响裸电芯的正常功能。
[0046]
进一步的,所述“l形”封印区31的宽度在3mm~8mm之间这样可以确保裸电芯封装
可靠性,并且可以确保封装强度,同时可以有效提升软包锂离子电池的体积能量密度。
[0047]
如图1至4所示,在本实施例中,所述正极极耳1和负极极耳2为异侧极耳,具体的,所述正极极耳1位于负极极耳2的上方;进一步的,在其他实施例中,所述正极极耳1和负极极耳2为同侧极耳,具体的,所述正极极耳1位于负极极耳2的一侧。
[0048]
如图3所示,所述“凸形”封头6设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间,同时所述“l形”切刀7相交位置也设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间;这样可以降低正极极耳1和负极极耳2两侧的铝塑膜发生撕裂的风险。
[0049]
实施例二
[0050]
请参考图1至图4,本发明实施例二提供了一种制作实施例一所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的方法,包括以下步骤:
[0051]
步骤s1:使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体;
[0052]
步骤s2:使用“凸形”封头6对正极极耳1和负极极耳2的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行封装,形成“l形”封印区31;
[0053]
步骤s3:使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧外未封溢胶区33上的铝塑膜。
[0054]
采用“凸形”封头6对裸电芯进行封装,一次封装就能完成封装过程;形成裸电芯的顶封区3,如此,可以提高裸电芯的封装效率,节约生产时间。
[0055]
实施例三
[0056]
请参考图1至图4,本发明实施例三提供了一种制作实施例一所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的具体实施方式。
[0057]
使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体。
[0058]
如图1和2所示,使用“凸形”封头6对正极极耳1和负极极耳2的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行封装,形成“l形”封印区31。
[0059]
所述顶封区3的总宽度为16mm,所述“l形”封印区31的宽度为5mm,所述正极极耳胶11与“l形”封印区31之间的距离为1mm;所述负极极耳胶21与“l形”封印区31之间的距离为1mm。
[0060]
如图3所示,所述“凸形”封头6设有倒圆角,所述倒圆角的半径为2mm,同时所述“l形”切刀7相交位置也设有倒圆角,所述倒圆角的半径也为2mm。
[0061]
如图1所示,使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧外未封溢胶区33上的铝塑膜后,所述“l形”封印区31的宽度为4mm,最终得到如图1所示的半成品软包锂离子电池。
[0062]
实施例四
[0063]
请参考图5至图7,本发明实施例四提供了一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池。
[0064]
本实施例四与实施例一基本相同,不同的是采用的封装装置不同;具体的,在本实施例四中,如图6所示,所述顶封区3使用“l形”封头5对裸电芯进行封装,并形成封装裸电芯的顶封区3。
[0065]
进一步的,在本实施例四中,如图7所示,所述外未封溢胶区33为使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧的铝塑膜。
[0066]
如图6所示,所述“l形”封头5设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间,同时所述“l形”切刀7相交位置也设有倒圆角,所述倒圆角的半径在1mm~8mm之间;这样可以降低正极极耳1和负极极耳2两侧的铝塑膜发生撕裂的风险。
[0067]
实施例五
[0068]
请参考图5至图7,本发明实施例五提供了一种制作实施例四所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的方法,包括以下步骤:
[0069]
步骤s1:使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体;
[0070]
步骤s2:使用常规封头对裸电芯进行顶部封边;形成第一带状封印区41,如图5所示;
[0071]
步骤s3:使用“l形”封头5对正极极耳1和负极极耳2的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行二次封装,形成“l形”封印区31;
[0072]
步骤s4:使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧外未封溢胶区33上的铝塑膜。
[0073]
采用“l形”封头5对裸电芯进行封装,需要进行两次封装才能完成封装过程;形成裸电芯的顶封区3,如此,封装效率就低于实施例二的封装效率,但是也能减少软包锂离子电池所占用的空间,提高了体积能量密度。
[0074]
实施例六
[0075]
请参考图1和图5至图7,本发明实施例六提供了一种制作实施例一所述的一种可提高体积能量密度的软包锂离子电池的具体实施方式。
[0076]
使用正极极片、负极极片和隔膜制作出裸电芯,并制作出用以容纳裸电芯的铝塑膜壳体。
[0077]
如图5所示,使用常规封头对裸电芯进行顶部封边;形成第一带状封印区41。
[0078]
在第一次封装后,所述第一带状封印区41的宽度为5mm,所述顶封区3的总宽度为16mm,所述外未封溢胶区33为1mm。
[0079]
如图6所示,使用“l形”封头5对正极极耳1和负极极耳2的两侧以及裸电芯顶部铝塑膜进行二次封装,形成“l形”封印区31。
[0080]
所述“l形”封印区31的宽度为5mm,所述内未封区32的宽度2mm,所述正极极耳胶11与“l形”封印区31之间的距离为1mm;所述负极极耳胶21与“l形”封印区31之间的距离为1mm。
[0081]
如图6和7所示,所述“l形”封头5设有倒圆角,所述倒圆角的半径为2mm,同时所述“l形”切刀7相交位置也设有倒圆角,所述倒圆角的半径也为2mm。
[0082]
如图1所示,使用“l形”切刀7切除正极极耳1和负极极耳2两侧外未封溢胶区33上的铝塑膜后,所述“l形”封印区31的宽度为4mm,最终得到如图1所示的半成品软包锂离子电池。
[0083]
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,
均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
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