一種鋰離子電池及其封裝檢測方法與流程

2023-06-01 11:05:16 2

本發明涉及一種鋰離子電池及其封裝檢測方法。

背景技術：

近年來隨著行動裝置的普及、電動車的推廣，市場對鋰離子電池需求不斷增加。鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它一般採用含有鋰元素的材料作為電極，主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作，是現代高性能電池的代表。根據鋰離子電池所用電解質材料的不同，鋰離子電池分為液態鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。聚合物鋰離子電池所用的正負極材料與液態鋰離子都是相同的，電池工作原理也基本一致，它們的主要區別在於電解質的不同，液態鋰離子電池使用液體電解質，聚合物鋰離子電池則以固體聚合物電解質來代替，這種電解質可以是固態或者膠態的高分子電解質，目前大部分採用的是聚合物凝膠電解質。

軟包電池是一種常見的鋰離子電池，其具有安全性能好、重量輕、容量大、內阻小、外形設計靈活等優點；軟包電池一般以鋁塑膜為外殼實現電芯的封裝，因此產品封裝工藝的穩定性會直接影響產品的長期使用的穩定性，甚至影響電池安全。目前電池封裝狀態的檢驗方法主要是厚度檢驗法，即測量封裝後鋁塑膜的厚度，一般是在封裝線上抽樣取點以檢驗是否有漏氣，但該方法檢驗精度低，容易出現漏判現象。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中鋰離子電池的封裝密封性檢測方法精度低，容易出現漏判現象的缺陷，提供了一種不破壞電池結構並且驗漏精度高的鋰離子電池及其封裝檢測方法。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

本發明提供了一種鋰離子電池，包括電池殼體和設於所述電池殼體內部的芯包，所述芯包包括正極片、負極片和隔膜，所述正極片與延伸至所述電池殼體外側的正極極耳電連接，所述負極片與延伸至所述電池殼體外側的負極極耳電連接，所述電池殼體的內部還設有氣囊，所述氣囊的內部包含被檢氣體，所述被檢氣體為不與電池內物質反應的氣體。

本發明中，所述鋰離子電池為本領域常規的鋰離子電池，較佳地為軟包電池；所述軟包電池為本領域常規，一般呈扁平狀，採用鋁塑膜為外殼，芯包被首先封裝在絕緣層內，然後再封裝在鋁塑膜內，當軟包電池成型後，一般在中間部分為具有一定厚度的本體部分，電池的一側為與芯包內電極片電連接的電極極耳。

本發明中，當所述鋰離子電池為軟包電池時，所述氣囊可位於所述電池殼體內部任意位置，較佳地與所述芯包位於同一平面上，更佳地設於所述電池殼體的封裝口側。

本發明中，所述被檢氣體為不與電池內物質反應的氣體，較佳地為氮氣、氫氣或惰性氣體；所述惰性氣體較佳地為氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣或氡氣。

本發明中，所述氣囊的數量至少為1；當所述氣囊的數量大於1時，多個所述氣囊較佳地設置於所述電池殼體的同一內側邊上。

本發明中，所述氣囊的材質為本領域常規，一般為不與電解液反應的高分子化合物，較佳地為PP(Polypropylene，聚丙烯)、PE(Polyethylene，聚乙烯)、PET(Polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)和PVC(Polyvinyl chloride，聚氯乙烯)中的一種。

本發明中，所述氣囊的形狀為常規的球形、圓柱形和方形等幾何形狀，較佳地為長條形。

本發明中，所述氣囊較佳地包括一密封邊。

本發明中，所述氣囊較佳地包括一破裂口；所述破裂口較佳地設於所述氣囊的中部。

本發明中，所述鋰離子電池的封裝方法為本領域常規，一般包括下述步驟：

(1)鋁塑膜衝殼得電池殼體；

(2)將芯包與氣囊放入所述電池殼體中，並向所述電池殼體中注入電解液；

(3)真空封裝，即可。

其中，步驟(1)中，所述衝殼為本領域常規操作，一般在衝殼階段控制電池殼體的內部空間與芯包基本一致，以減少後續工藝如真空封裝的處理難度；本發明較佳地在所述衝殼時留出額外空間以安置所述氣囊，具體操作可按領域常規進行。

步驟(3)中，所述真空封裝為本領域常規操作，用於除去電池殼體中的多餘氣體，防止其影響鋰離子電池的穩定工作。

本發明還提供了一種如上所述的鋰離子電池的封裝檢測方法，其包括下述步驟：

(1)擠壓電池殼體中氣囊所在位置，使所述氣囊破裂；

(2)通過氣體檢測設備檢測是否有被檢氣體逸出，即可。

本發明中，步驟(1)中，所述擠壓的方式為本領域常規；為提高效率，一般採用常規的外壓提供裝置進行，如壓力機等。

本發明中，步驟(2)中，所述氣體檢測設備為本領域常規，本領域技術人員均知根據鋰離子電池中的被檢氣體選擇對應的氣體檢測設備，一般可為可攜式氣體檢測儀，也可採用在線大型儀器檢測，例如在線質譜儀，在線氣相色譜等。

在符合本領域常識的基礎上，上述各優選條件，可任意組合，即得本發明各較佳實例。

本發明的積極進步效果在於：本發明的鋰離子電池利用氣囊結構使被檢氣體同時封裝於電池內部，然後通過外加壓力使氣囊破裂，通過對逸出的被檢氣體的直接檢測達到電池封裝效果檢驗的目的，不僅解決了現有鋰離子電池密封性檢測方法精度低、易漏判的缺陷，氣囊結構也不會影響電池的正常安全使用，不會造成電池鼓脹或是爆炸的風險，具有良好的應用前景。

附圖說明

圖1為本發明實施例1的鋰離子電池俯視結構示意圖。

圖2為本發明實施例1的芯包和氣囊的俯視結構示意圖。

圖3為本發明實施例1的芯包軸測結構示意圖。

圖4為本發明實施例1的氣囊軸測結構示意圖。

圖5為本發明實施例1的氣囊俯視結構示意圖。

圖6為本發明實施例2的芯包和氣囊的俯視結構示意圖。

圖7為本發明實施例2的氣囊軸測結構示意圖。

圖8為本發明實施例2的氣囊俯視結構示意圖。

附圖標記說明：

1-電池殼體，2-芯包，3-極耳，4-氣囊，5-破裂口，6-密封邊。

具體實施方式

下面通過實施例的方式進一步說明本發明，但並不因此將本發明限制在所述的實施例範圍之中。

實施例1

如圖1～3所示，本實施例提供了一種鋰離子電池，包括電池殼體1和設於所述電池殼體1內部的芯包2。所述電池殼體1為方形，由本領域常規鋁塑膜衝殼製得；所述芯包2呈扁平狀，包括正極片、負極片和隔膜等常規電芯結構，由所述芯包2引出的極耳3(包括正極極耳和負極極耳)位於電池殼體1的外側，並分別與所述芯包2中的正極片和負極片電連接；所述電池殼體1內部還設有氣囊4，所述氣囊4設於所述極耳3下方，位於電池殼體1內靠近封裝口的側邊上，氣囊4內含有被檢氣體；本實施例中的氣囊4形狀為長條形，材質為PE，被檢氣體為氮氣。

如圖4～5所示，本實施例採用的氣囊4包括破裂口5和密封邊6，所述破裂口5設於所述氣囊4的中部。

本實施例的封裝方法包括下述步驟：

(1)鋁塑膜衝殼得電池殼體，並在電池殼體內部預留一定空間以容納芯包和氣囊；

(2)將芯包放入所述電池殼體中，並同時將裝有氮氣的氣囊植入電池上部空間，位於電池殼體封裝口側，之後向所述電池殼體中注入電解液；

(3)真空封裝，即可。

本實施例的封裝檢測方法包括下述步驟：

(1)將電池置於真空室內部的壓力機上，適度擠壓電池殼體中氣囊所在位置使氣囊破裂，氮氣便通過破裂口釋放並擴散至電池內部；

(2)通過設於真空室內部的MDA-X-N2型可攜式氮氣檢測儀(購自美達安科技有限公司)檢測是否有被檢氣體逸出，即可；如果檢驗結果中含有氮氣，則判斷電池密封不良，如果氮氣則為密封良品。

實施例2

本實施例的鋰離子電池主要結構與實施例1相同，區別在於：

如圖6～8所示，本實施例中，氣囊4位於電池殼體1內與封裝口垂直的側邊上；氣囊4的數量為三，所述氣囊4共用一條密封邊6以便於設置於芯包的同側；每個氣囊4均包括一破裂口5，所述破裂口5設於所述氣囊4的中部。

本實施例的封裝方法和封裝檢測方法與實施例1相同。

需要說明的是，本發明的氣囊不局限於實施例1和實施例2中的形狀和材質，任何符合說明書要求的形狀與材質均可應用；被檢氣體種類也不局限於氮氣，任何不與電池內物質反應的氣體均可應用。

雖然以上描述了本發明的具體實施方式，但是本領域的技術人員應當理解，這些僅是舉例說明，本發明的保護範圍是由所附權利要求書限定的。本領域的技術人員在不背離本發明的原理和實質的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發明的保護範圍。