利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法
2023-10-09 08:15:04
專利名稱：利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法
技術領域：
本發明涉及 一 種製作鋰離子電池工藝，特別是 一 種利用圓柱形軟 包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法。
背景技術：
目前圓柱形鋰離子電池均採用不鏽鋼外殼進行包裝封口，採用此種電 池殼電池安全係數低，因為鋰離子電池的安全問題主要是由於電池內部物 質分解後產生高壓氣體洩放不及時造成的，圓柱形不鏽鋼外殼電池的洩氣 裝置目前有兩種，小容量圓柱電池(如筆記本電腦電池)採用電池殼和電 池蓋帽機械巻邊封口，通過在電池蓋帽內加裝帶有刻痕的金屬薄片的方式 達到洩放氣體的目的，當電池內部氣壓升高到一定壓力值時，金屬片的刻 痕處破裂後電池洩氣，破裂壓力是靠金屬片刻痕的深度控制的，受金屬片 材質和刻痕精度的影響很大，因此破裂壓力控制精度很低，金屬片經常出 現到達破裂壓力不破裂的情況，造成電池因來不及釋放高壓氣體而爆炸燃 燒，外殼的不鏽鋼材料又大大增加了爆炸造成的破壞性，殺傷力巨大，筆 記本電腦電池的爆炸就是此原因所致。大容量圓柱電池(如電動汽車電池) 則採用電池蓋和電池殼悍接密封的形式，電池殼壁和電池蓋的金屬材質較厚，通常採用在電池蓋上開直徑3mm—5mm圓孔，然後在圓孔處上安裝聚合 物薄膜或錫紙膜的方式達到洩放氣體的目的，薄膜厚度一般為0. lmm— 0.2mm，此種方式是依靠破裂薄膜的強度控制破裂壓力，受薄膜厚度的影響 較大，往往出現沒有達到破裂壓力時薄膜便破裂的情況，耐壓能力很差， 而且此薄膜為軟質材料容易受到外力意外破裂造成電池內部電解液洩露從 而造成電池失效報廢。
方形鋰離子電池因為採用了軟包裝技術成功解決了上述問題，外部的 複合鋁塑薄膜材料能夠承受的壓力和溫度一定，當電池內部壓力過大或溫 度過高時，外包裝會隨之變形、破裂，可以有效防止電池的安全隱患，而 且軟質材料不具有破壞性，有效緩解的電池的安全問題。不同能量體系的 電池可以採用不同厚度的鋁塑膜，小容量電池可採用厚度較小的鋁塑膜， 大容量電池可採用厚度較大的鋁塑膜，應用便捷，而且可以根據需要將電 池設計成不同的形狀，不受不鏽鋼外殼固定結構的限制。
上述成熟的方形電池軟包裝技術一直未在圓柱形電池上得到應用，原 因是圓柱形電池是依靠外部的不鏽鋼外殼來維持其圓柱形狀，如果直接採 用鋁塑膜進行包裝，電池將形狀各異，而且電池內部電芯得不到保護，因 此利用該工藝成型圓柱形狀電池的可行性甚微。
發明內容
為解決上述技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種利用圓柱形 軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法，使電池的軟包裝技術可以在圓柱 形電池製造領域廣泛應用，可以提高電池的安全性。
為實現上述目的，本發明的技術解決方案是提供一種利用圓柱形軟包 裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法，該方法包括以下步驟
步驟一將巻繞成的電池極芯7裝入極芯套筒5;
步驟二將集流條8通過孔板定位槽3穿過孔板1，並將孔板l和極芯 套筒5的定位結構孔板定位槽2和極芯套筒定位塊6相互合緊定位；
步驟三將集流條8和輸出端子9進行焊接，形成電極組，將電極組 進行低溫烘乾、待用；
步驟四採用熱合的方式將鋁塑複合膜ll製作成圓筒形，圓筒直徑較 極芯套筒5略大；
步驟五將烘乾後的電極組裝入圓筒，將圓筒的一端與9熱合密封形成電池封邊12;
步驟六通過注液孔4向內部注入一定量的電解液；
步驟七將整體置入真空裝置內，當真空度達到一定值時進行熱合封□。
本發明的效果是該輔助裝置的套筒和孔板通過注塑成型，外形尺寸
精度高一致性好；表面性好，在電池裝配過程中能有效防止損傷電池極芯 和外層鋁塑複合薄膜。注塑模具費用低，約為5000元，大批量生產此模具 費用可節省。在電池內部起到支撐外層包裝膜的作用，同時保護了電池極 芯不受外力，材質可採用聚丙烯、聚乙稀和聚四氟等材料，價格低廉，供 應充足，成本約為不鏽鋼外殼的十分之一。
圖1為本發明的輔圓柱形軟包裝鋰離子電池結構示意圖。
圖中
1、孔板 2、孔板定位槽 3、集流條導出孔4、注液孔
5、極芯套筒6、極芯套筒定位塊7、電池極芯 8、集流條
9、輸出端子10、輸出端子連接孔11、鋁塑複合膜 12、電池封邊13、成品電池
具體實施例方式
結合附圖及實施例對本發明的利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝 置的工藝方法加以說明。圖l為本發明的輔圓柱形軟包裝鋰離子電池結構
示意圖。
本發明所涉及的輔助結構，由一個非金屬材質的極芯套筒5和兩個孔 板1組成，能夠使圓柱形鋰離子電池採用軟質材料進行包裝，解決了圓柱 形電池不能採用軟包裝的問題。通過本發明的工藝方法應用可批量生產圓 柱形軟包裝成品電池13，該電池結構起到了保護電池極芯7不受外力和電池整體的成形的作用，使軟包裝技術在圓柱形電池製造領域得到成功應用。
本發明的利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法，其步驟 如下
步驟一將巻繞成的電池極芯7裝入極芯套筒5;
步驟二將集流條8通過孔板定位槽3穿過孔板1，並將孔板l和極芯 套筒5的定位結構孔板定位槽2和極芯套筒定位塊6相互合緊定位；
步驟三將集流條8和輸出端子9進行焊接，形成電極組，將電極組 進行低溫烘乾、待用；
步驟四採用熱合的方式將鋁塑複合膜ll製作成圓筒形，圓筒直徑較 極芯套筒5略大；
步驟五將烘乾後的電極組裝入圓筒，將圓筒的一端與9熱合密封形 成電池封邊12;
步驟六通過注液孔4向內部注入一定量的電解液；
步驟七將整體置入真空裝置內，當真空度達到一定值時進行熱合封口。
通過以上生產過程得到圓柱形軟包裝成品電池13，該電池結構起到了 保護電池極芯7不受外力和電池整體的外形，使軟包裝技術在圓柱形電池 製造領域得到成功應用。
本發明涉及的結構部件均採用聚丙烯材料注塑成型，外形尺寸精度高 一致性好，表面性也好。在電池裝配過程中能有效防止損傷電池極芯和外 層鋁塑複合薄膜。同時聚丙烯材料耐腐蝕性好，不與電池的電解液發生化 學反應，具有一定的結構強度，有利於保護電池極芯，同時價格低廉，適 用於大批量應用。此種結構適於生產直徑10腿 500腿，長度10腿 1000腿 的軟包裝圓柱形鋰離子電池。
圓柱形軟包裝成品電池的電池極芯7是鋰離子電池的主體部分，是電能和化學能相互轉換的裝置，因此在電池的充放電過程中它需要有良好的 反應環境，不受外力損壞和形狀固定等條件，本發明的極芯套筒5和孔板 1很好的起到這個作用，同時需要輸出端子9作為電池內外部的連接件進行 電流的輸出和輸入，因此利用孔板1上多個位置的集流條導出孔3作為輸出端子9的通道，以滿足輸出端子9不同位置的需要。在孔板定位槽2和 極芯套筒定位塊6的配合作用下，孔板1和極芯套筒5為電池提供了良好 的輔助裝置結構，使在外層包裝複合鋁塑膜ll時，電池極芯7得到很好的 保護。包裝後電池結構固定，外形美觀，同時採用非金屬材料，大大降低 了對電池的破壞性，提高了電池的安全性。
權利要求
1、一種利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法，該方法包括以下步驟步驟一將卷繞成的電池極芯(7)裝入極芯套筒(5)；步驟二將集流條(8)通過孔板定位槽(3)穿過孔板(1)，並將孔板(1)和極芯套筒(5)的定位結構孔板定位槽(2)和極芯套筒定位塊(6)相互合緊定位；步驟三將集流條(8)和輸出端子(9)進行焊接，形成電極組，將電極組進行低溫烘乾、待用；步驟四採用熱合的方式將鋁塑複合膜(11)製作成圓筒形，圓筒直徑較極芯套筒(5)略大；步驟五將烘乾後的電極組裝入圓筒，將圓筒的一端與(9)熱合密封形成電池封邊(12)；步驟六通過注液孔(4)向內部注入一定量的電解液；步驟七將整體置入真空裝置內，當真空度達到一定值時進行熱合封口。
全文摘要
本發明提供一種利用圓柱形軟包裝鋰離子電池輔助裝置的工藝方法，其步驟為將卷繞成的電池極芯裝入極芯套筒；將集流條通過孔板定位槽穿過孔板，並將孔板和極芯套筒的定位結構孔板定位槽和極芯套筒定位塊相互合緊定位；將集流條和輸出端子進行焊接，形成電極組，將電極組進行低溫烘乾、待用；將鋁塑複合膜制熱合作成圓筒形，圓筒直徑較極芯套筒略大；將烘乾後的電極組裝入圓筒，將圓筒的一端與熱合密封形成電池封邊；通過注液孔向內部注入電解液；將整體置入真空裝置內，當真空度達到一定值時進行熱合封口。有益效果是該輔助裝置的套筒和孔板通過注塑成型，外形尺寸精度高一致性好，表面性好，價格低廉，在電池裝配過程中能有效防止損傷電池極芯和外層鋁塑複合薄膜。
文檔編號H01M10/38GK101202358SQ20071015067
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月3日 優先權日2007年12月3日
發明者錕 於, 劉振雙 申請人:天津市航力源科技有限公司