一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池及其封装工艺制造技术

本发明专利技术涉及锂电池技术领域，公开了一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，包括极耳、电芯，及包覆在电芯外部的铝塑膜，所述锂电池的极耳与所述铝塑膜之间设有顶封区，所述正、负极耳分别通过正、负极耳焊接区与所述电芯连接，所述铝塑膜顶封区设有正、负极耳气囊，所述正、负极耳焊接区分别位于正、负极耳气囊内。本发明专利技术通过在顶封区分别设置正、负极耳气囊，用于储存锂离子电池化学反应产生的气体，减少电池内部气体气压对极耳胶和PP熔合层的剥离力，从而抑制锂离子电池寿命周期内在封装区的漏液，减少电池绝缘不良，提升电池循环寿命和日历寿命的时间；同时节约电池的物理空间，不影响极耳处的设置，最大化提供电池内部可用的活性的空间。性的空间。性的空间。

【技术实现步骤摘要】
一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池及其封装工艺


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其涉及一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池及其封装工艺。

技术介绍

[0002]锂离子电池外壳一般分为方形、圆柱和软包，软包锂离子电池相对方形和圆柱能量密度大、重量轻、安全性能好和设计灵活等优点，在移动通信、储能和动力等领域应用广泛。软包锂离子电池的外壳材料一般选用易成型加工的铝塑膜复合材料，常见的铝塑膜在结构上内层为PP层，中间为铝箔层，外层为PP或PET同尼龙的复合层。锂离子电池制作过程中，铝塑膜先被冲压成凹形的单坑或双坑，而后电芯被放入凹形坑中。电芯一般为叠片式或卷绕式，正极极片和负极极片上分别突出的箔材和正、负极极耳通过超声焊焊接在一起，然后极耳和铝塑膜通过热压，极耳胶和PP层熔融热封，同时单侧部热封，电池注液后进行另一侧热封，最后二次封装。
[0003]软包锂离子电池在日历寿命周期内常因以下原因漏液失效：（1）包装材料物理划伤、破损、绝缘不良，铝塑膜铝层同锂离子发生化学反应生成铝锂合金；（2）电池过充、过放等滥用及电池正常使用时内部化学反应产生气体鼓胀撕裂热封；（3）电解液渗透极耳胶和极耳粘合处并使其剥离，极耳基材化学腐蚀、电化学腐蚀和内部化学反应产生气体共同作用下导致极耳处漏液；（4）封装质量问题，如铝塑膜封装区内层PP过熔、气泡、裂纹等，特别是二次封边时铝塑膜内层黏附电解液，热封强度差、绝缘不良。
[0004]锂离子电池漏液会导致电池的失效，甚至会发生起火、爆炸等安全事故。而软包锂离子动力电池在日历寿命周期内绝大部分的漏液发生在负极极耳基体与极耳胶粘合处。
[0005]申请号CN201611154701.6，公开日2017年03月08日的中国专利公开了提供了一种软包电池，包括电芯，及包覆在电芯外部的包装膜，所述包装膜形成具有容纳电芯的电池腔及至少一个气囊，所述电池腔与气囊之间通过气孔相连通。当电芯内部由于异常化学反应而产生气体时，气体可以通过气孔进入气囊中，可以有效改善软包电池在过充、过放、高温等情况下的胀气情况，提高电池的安全性能和循环寿命。
[0006]该专利设置的气囊位于电池电芯的一侧或者两侧，占用了大量的物理空间，增加了电芯整体的物理体积，在电池的体积固定时，电池内部可用的活性空间减少，电池性能下降。

技术实现思路

[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池及其封装工艺，通过极耳胶和极耳基体充分接触，保证了极耳和铝塑膜内层PP层的接触面
积，有效提高了顶封的封装强度，改善了电芯的密封性能，延缓铝塑膜封装部位的漏液时间，减少绝缘不良，提高循环性能和日历寿命；在正、负极耳焊接区和顶封区之间分别设置正极耳气囊、负极耳气囊，节约了电池占用的物理空间，不影响电池内部可用的活性的空间以及极耳处的设置，正、负极耳气囊之间通过气囊通道连接，当锂离子电池内部发生化学反应产生气体时，气体可以进入到正极耳气囊或者负极耳气囊，并通过气囊通道平衡两个气囊的气体压力，减少电池内部气体气压对极耳胶和PP熔合层的剥离力，抑制锂离子在电池日历寿命周期内在封装区的漏液，减少电池绝缘不良，提高电池的安全性能和循环寿命。
[0008]本专利技术的具体技术方案为：一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，包括极耳、电芯，及包覆在电芯外部的铝塑膜，其特征在于：所述锂离子电池的正极耳和负极耳与所述铝塑膜之间设有顶封区，所述正、负极耳分别通过正极耳焊接区、负极耳焊接区与所述电芯连接，所述铝塑膜顶封区设有正极耳气囊和负极耳气囊，所述正极耳焊接区位于正极耳气囊内，所述负极耳焊接区位于负极耳气囊内。
[0009]当电芯内部由于化学反应而产生气体时，气体可以进入气囊中，有效改善软包电池在正常使用或者过充、过放、高温等情况下的胀气情况，减少电池内部气体气压对极耳胶和PP熔合层的剥离力，防止PP层产生微裂纹而导致电解液和铝层接触，造成绝缘不良，同时也抑制电池在封装区的漏液，提高电池的安全性能和循环寿命；另外在铝塑膜顶封区与极耳焊接区之间设置气囊，有效的节约了电池的物理空间，不影响极耳处的结构设置，为电池内部提供足够可用的活性的空间。
[0010]作为优选，所述的铝塑膜两侧和底边分别设有侧封区和底封区。
[0011]作为优选，所述的顶封区封装宽度为8
‑
12mm，侧封、底封区封装宽度为5
‑
7mm，热封温度为150
‑
170℃。
[0012]作为优选，所述的正极耳气囊与所述负极耳气囊通过气囊通道连接，气囊通道高度为2
‑
8mm。
[0013]正、负极耳气囊通过气囊通道连接时，电芯内部化学反应产生的气体进入气囊，气囊通道保证正、负极耳气囊与电芯内的气体气压一致，减少电池因胀气对极耳焊接区造成破坏，抑制电池在封装区的漏液，减少电池绝缘不良。
[0014]作为优选，所述的正、负极耳气囊的截面形状为梯形，顶边为45
‑
60mm，底边为57
‑
80mm，高度为5
‑
8mm，气囊顶边距所述顶封区边缘5
‑
7mm，正、负极耳气囊设为单坑或双坑结构。
[0015]作为优选，所述的正、负极耳气囊的截面形状为长方形，长边为55
‑
80mm，高度为5
‑
8mm，气囊顶边距所述顶封区边缘5
‑
7mm，正、负极耳气囊设为单坑或双坑结构。
[0016]气囊的梯形结构底边长度大于顶边长度，有利于电芯内部化学反应产生的气体充分进入气囊中，气囊起到了储存气体的作用，减少电池内部气体气压对极耳胶和PP熔合层的剥离力，同时气囊顶边长度在大于极耳胶宽度的前提下尽量较短也能保证顶封区的封装强度。
[0017]作为优选，所述的正、负极耳气囊截面的4个角为R角。
[0018]气囊截面边缘的4个角设为R角能够减少拐角处的应力集中，气囊与顶封区的交界封装处不容易撕裂，达到更好的密封效果，也便于气囊的成型、制造。
[0019]作为优选，所述的正极耳包括正极耳基体和正极极耳胶，所述负极耳包括负极耳
基体和负极极耳胶。
[0020]作为优选，所述的极耳胶超出所述铝塑膜顶封区边缘外1
‑
2mm，在所述顶封区内超出所述极耳基体边缘1
‑
2mm。
[0021]一种封装所述锂离子电池的封装工艺，包括以下步骤：步骤一，将负极极片、隔膜、正极极片依次交叉叠放得到电芯，把正、负极极片极耳箔材分别叠放在一起，并和极耳焊接形成正、负极耳焊接区；步骤二，把所述电芯放入铝塑膜包材中，铝塑膜与极耳之间设有顶封区，封装区设有正、负极耳气囊，且正、负极耳焊接区分别位于正、负极耳气囊内；步骤三，将所述铝塑膜的边缘进行侧封和底封，构成电池区和气袋；步骤四，向电池区注液，电池经过浸润、预充、一次抽空、老化、二次抽空、辊压后，切除气袋，侧封切除边缘，此时正本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，包括极耳、电芯（3），及包覆在电芯外部的铝塑膜（4），其特征在于：所述锂离子电池的正极耳（1）和负极耳（2）与所述铝塑膜之间设有顶封区（5），所述正、负极耳分别通过正极耳焊接区（103）、负极耳焊接区（203）与所述电芯连接，所述铝塑膜顶封区设有正极耳气囊（8）和负极耳气囊（9），所述正极耳焊接区位于正极耳气囊内，所述负极耳焊接区位于负极耳气囊内。2.如权利要求1所述的一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，其特征在于，所述的铝塑膜两侧和底边分别设有侧封区（6）和底封区（7）。3.如权利要求2所述的一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，其特征在于，所述的顶封区封装宽度为8
‑
12mm，侧封、底封区封装宽度为5
‑
7mm，热封温度为150
‑
170℃。4.如权利要求1所述的一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，其特征在于，所述的正极耳气囊与所述负极耳气囊通过气囊通道（10）连接，气囊通道高度为2
‑
8mm。5.如权利要求4所述的一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，其特征在于，所述的正、负极耳气囊的截面形状为梯形，顶边为45
‑
60mm，底边为57
‑
80mm，高度为5
‑
8mm，气囊顶边距所述顶封区边缘5
‑
7mm，正、负极耳气囊设为单坑或双坑结构。6.如权利要求4所述的一种改善软包电池漏液失效的锂离子电池，其特征在于，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张道振，黄建根，韩笑，
申请(专利权)人：万向集团公司，
类型：发明
国别省市：