一种电芯封装方法及装置制造方法及图纸

技术编号:7673310 阅读:160 留言:0更新日期:2012-08-11 15:25
本发明专利技术公开了一种电芯封装方法,用于改善聚合物锂离子电池或软包装锂离子电池的过充安全性能,包括以下步骤:在由高聚物材料制成的膜体上冲压出坑槽并将电芯置于其中,使用多个封装封头分别对所述膜体进行顶封装、侧封装或抽气封口并分别形成三个封装区,至少一个所述封装区具有封装缺口。本发明专利技术还公开了一种电芯封装装置。实施本发明专利技术一种电芯封装方法和装置,能够预防电芯在过充状态下因温度过高复合隔膜层未能及时闭孔,使电化学反应失控,导致隔膜收缩、破裂,发生电池内短路、引起起火爆炸等情况的发生,进一步提升电芯的过充安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池领域,尤其涉及一种用于改善聚合物锂离子电池或软包装锂离子电池的过充安全性能的电芯封装方法及装置
技术介绍
随着聚合物锂离子电池(软包锂离子电池)的广泛应用,人们对软包锂离子电池的过充安全性能的关注度也越来越高,为了防止软包锂离子电池在过充状态下发生起火和爆炸,主要通过采用PP (聚丙烯)和PE (聚こ烯)相结合的复合隔膜层依次隔离电芯电极的措施实现过充保护。例如,当电芯内部温度上升至135°C吋,PE (聚丙烯)层率先融化闭孔,而PP (聚こ烯)层保持原状,阻止锂离子的迁移,从而达到关断电流的作用。但是,在实际应用中的过充电流往往很对大,隔膜PE (聚丙烯)不会瞬间完全关闭,以及受热滞后效应的影响,电芯内部温度会继续增加,正极继续分解释氧,与电解液和负极LiC6、锂枝晶剧烈反应使热量继续增加,一但达到PP (聚こ烯)的熔点,PP (聚こ烯)层也会出现急剧收缩,造成正负极片发生大面积短路。这时能量会瞬间急剧释放,有机电解质受热发生剧烈分解,电芯会发生起火、瀑炸等现象。针对单纯PP (聚丙烯)和PE (聚乙烯)相结合的复合隔膜层依次隔离电芯电极措施的不足,还有ー种通过增加电解液添加剂的方式改善过充性能的方案。该种过充保护方案也存在一定缺陷,例如,如添加少量添加剤,则效果不明显;如添加较多量的添加剂会对电池的电化学性能产生较大的负面影响。如何在不影响电池循环等性能的情况下改善软包锂离子电池的过充性能成为锂电行业研究的ー个方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于,提供一种电芯封装方法和装置,能够预防电芯在过充状态下因温度过高复合隔膜层未能及时闭孔,使电化学反应失控,导致隔膜收缩、破裂,发生电池内短路、引起起火爆炸等情况的发生,进ー步提升电芯的过充安全性能。为了解决上述技术问题,本专利技术的实施例提供了一种电芯封装方法,用于改善聚合物锂离子电池或软包装锂离子电池的过充安全性能,包括以下步骤 活性物质按照一定的比例混合成浆料,将所述浆料涂覆在铜铝箔上制成正负极片,使用复合隔膜将所述正负极片依次隔离,组装形成电芯; 在由高聚物材料制成的膜体上冲压出坑槽并将所述电芯置于其中,使用多个封装封头分别对所述膜体进行顶封装、侧封装或抽气封ロ并分别形成三个封装区,至少ー个所述封装区具有封装缺ロ。所述顶封装的封装区、所述侧封装的封装区以及所述抽气封ロ的封装区均具有封装缺ロ。所述封装缺ロ位于所述电芯的中部。所述顶封装、侧封装步骤之后,所述抽气封ロ步骤之前还包括如下步骤对电芯和所述膜体进行整体真空干燥,在所述膜体的其他坑槽中注入电解液,对所述电芯进行预封口和化成エ序。本专利技术还公开了ー种电芯封装装置,包括多个用于进行顶封装、侧封装或抽气封ロ的封装封头,至少ー个所述封装封头的封装端具有封装缺ロ。所述封装缺ロ呈三角形。所述封装缺ロ位于所述封装封头的封装端的中部,是为边长为2. 5mm的正三角形。本专利技术实施例所提供的一种电芯封装方法和装置,能够预防电芯在过充状态下因温度过高复合隔膜层未能及时闭孔,使电化学反应失控,导致隔膜收缩、破裂,发生电池内 短路、引起起火爆炸等情况的发生,进ー步提升电芯的过充安全性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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,下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图I是本专利技术实施例的电芯封装方法所使用的封装封头的结构示意 图2是经本专利技术实施例的电芯封装方法封装形成的电芯的结构示意 图3是本专利技术用于测试铝塑膜破裂压カ实施例的金属方块结构示意 图4是本专利技术用于测试铝塑膜破裂压カ实施例的电芯的正视结构示意 图5是本专利技术用于测试铝塑膜破裂压カ实施例的电芯的侧视结构示意图。具体实施例方式下面參考附图对本专利技术的优选实施例进行描述。本专利技术实施例所提供的一种电芯封装方法,用于改善聚合物锂离子电池或软包装锂离子电池的过充安全性能,包括以下步骤 SlO活性物质按照一定的比例混合成浆料,将所述浆料涂覆在铜铝箔上制成正负极片,使用复合隔膜将所述正负极片依次隔离,组装形成电芯; S20在由高聚物材料制成的膜体上冲压出坑槽并将所述电芯置于其中,使用多个封装封头分别对所述膜体进行顶封装、侧封装或抽气封ロ并分别形成三个封装区,至少ー个所述封装区具有封装缺ロ。以下以锰酸锂、三元为正极活性物质,石墨为负极活性物质,制作型号容量IOAh的电芯为例详细说明本专利技术电芯封装方法的实施方式,步骤SlO实施方式中,将活性物质制成混合浆料,在铜铝箔上涂覆浆料,烘干制成极片,用三层隔膜将正负极极片隔开,组装成电芯。其中,三层隔膜通常由PP (聚丙烯)和PE (聚こ烯)复合而成,PE (聚こ烯)位于两PP (聚丙烯)材料层之间。该隔膜复合材料在电芯过充保护中所起到的作用是关断电流、防止电芯过充造成起火爆炸等事故的发生,例如,当电芯内部温度上升到一定温度吋,PE (聚こ烯)层率先融化闭孔,PP (聚丙烯)层保持原状,从而实现阻止锂离子迁移,从而关断电流的目的。可以理解的是,本专利技术电芯封装方法是以上述采用复合隔膜层对正负极片隔离为实施基础的,但是,复合隔膜层所使用的材料以及具体复合的形式并不限定为上述PP(聚丙烯)+ PE (聚乙烯)+ PP (聚丙烯)的复合形式,可以采用其他高温关断电流作用的复合材料层。步骤S20,在由高聚物材料制成的膜体上冲压出坑槽并将所述电芯置于其中,本实施例子的高聚物材料膜体使用铝塑膜,坑槽可以使用冲坑模具进行冲压形成,坑槽的大小和深度可以根据实际电芯的大小进行调整,并将电芯放置在坑槽中。需要解释的是,实施中需要在铝塑膜上冲压出多个坑槽,其作用除放置电芯外,还用于盛装电解液。 紧接着,使用多个封装封头分别对所述膜体进行顶封装、侧封装或抽气封口,如图I所示,为本专利技术实施例的电芯封装方法所使用的封装封头的结构示意图,封装封头I包括底座端11和固定设置在底座端11上的封装端12,其中,底座端11是板状可以固定在封装设备上的连接件,而封装端12是垂直设置在底座端11表面用于对包覆电芯的铝塑膜进行加热封装的结构构件,其同样为板体结构。该封装封头I是以黄铜或硅胶铝片复合板为基材加工制作形成。封装时,由上下两块位置相对设置的封装封头I对对膜体进行顶封装、侧封装或抽气封口。本实施例中,在封装封头I封装端12的中部对应设置一边长为2. 5MM的正三角型缺口 122,如图I所示,经该套封装封头I封装后的电芯的封装边将形成对应的缺口,如图2所示的缺口 211、221、231。如图2所示,为经本专利技术实施例的电芯封装方法封装形成的电芯的结构示意图,该电芯的侧封区21、顶封区22以及抽气封口 23上分别具有经上述封装封头I封装后对应形成的缺口 211、221、231。正是由于对电芯进行顶侧封、侧封装以及抽气封口的封装封头分别具有边长为2. 5MM,呈正三角型缺口 122,经封装形成的侧封区21、顶封区22以及抽气封口 23均形成了缺口 211、221、231。正式由于电芯的侧封区21、顶封区22以及抽气封口23具有缺口 211、221、231,使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:刘露卢舜毅
申请(专利权)人:深圳市崧鼎实业有限公司
类型:发明
国别省市:

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