專利名稱：圓柱形軟包裝鋰離子電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及 一 種電池，特別是 一 種圓柱形軟包裝鋰離子電池。
背景技術：
目前圓柱形鋰離子電池均采用不銹鋼外殼進行包裝封口，采用此種電 池殼電池安全系數(shù)低，因為鋰離子電池的安全問題主要是由于電池內(nèi)部物 質(zhì)分解后產(chǎn)生高壓氣體泄放不及時造成的，圓柱形不銹鋼外殼電池的泄氣 裝置目前有兩種，小容量圓柱電池，如筆記本電腦電池，采用電池殼和電 池蓋帽機械巻邊封口，通過在電池蓋帽內(nèi)加裝帶有刻痕的金屬薄片的方式 達到泄放氣體的目的，當電池內(nèi)部氣壓升高到一定壓力值時，金屬片的刻 痕處破裂后電池泄氣，破裂壓力是靠金屬片刻痕的深度控制的，受金屬片 材質(zhì)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(jīng)常出 現(xiàn)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，外殼的不銹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) 則采用電池蓋和電池殼焊接密封的形式，電池殼壁和電池蓋的金屬材質(zhì)較
厚，通常采用在電池蓋上開直徑3mm—5mm圓孔，然后在圓孔處上安裝聚 合物薄膜或錫紙膜的方式達到泄放氣體的目的，薄膜厚度一般為O.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(xiàn)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(zhì)材料容易受到外力意外破裂造成電池內(nèi)部電解液泄露從 而造成電池失效報廢。
方形鋰離子電池因為采用了軟包裝技術成功解決了上述問題，外部的
3復合鋁塑薄膜材料能夠承受的壓力和溫度一定，當電池內(nèi)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(zhì)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 電池可以采用不同厚度的鋁塑膜，小容量電池可采用厚度較小的鋁塑膜， 大容量電池可采用厚度較大的鋁塑膜，應用便捷，而且可以根據(jù)需要將電 池設計成不同的形狀，不受不銹鋼外殼固定結(jié)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銹鋼外殼來維持其圓柱形狀，如果直接采 用鋁塑膜進行包裝，電池將形狀各異，而且電池內(nèi)部電芯得不到保護，因 此工藝成型的可行性甚微。 發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本實用新型提供一種圓柱形軟包裝鋰離子電池， 通過合理的結(jié)構設計輔助裝置的作用，使電池軟包裝技術在圓柱形電池得 到成功應用，有效解決圓柱形鋰離子電池的安全問題。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術解決方案是提供一種圓柱形軟包 裝鋰離子電池，該鋰離子電池結(jié)構包括有一個非金屬材質(zhì)的極芯套筒，在 極芯套筒的兩端分別設有一個孔板，在孔板的圓周對稱設有孔板定位槽， 在孔板的中心設有注液孔，在極芯套筒內(nèi)裝有電池極芯為該電池的主體， 在電池極芯的兩端連接有多條集流條，并通過設在孔板上的集流條導出孔 將多條集流條引出，并連接輸出端子進行電流的輸出和輸入，在極芯套筒 的外層包裹預先進行有縱向封邊的復合鋁塑膜，在縱向封邊上留有排氣口， 在復合鋁塑膜的兩端與輸出端子密封形成橫向封邊。
本實用新型的效果是該結(jié)構能夠使圓柱形鋰離子電池采用軟質(zhì)材料 進行包裝，解決了圓柱形電池不能采用軟包裝的問題。該結(jié)構的套筒和孔 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
4中能有效防止損傷電池極芯和外層鋁塑復合薄膜。注塑模具費用低，約為 5000元，大批量生產(chǎn)此模具費用可忽略。在電池內(nèi)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(zhì)可采用聚丙烯、聚乙稀和聚 四氟等材料，價格低廉，供應充足，成本約為不銹鋼外殼的十分之一。通 過本實用新型的應用可批量生產(chǎn)圓柱形軟包裝成品電池，該電池結(jié)構起到 了保護電池極芯不受外力和電池整體的成形的作用，使軟包裝技術在圓柱 形電池制造領域得到成功應用。
圖1為本實用新型的電池主視圖2為本實用新型電池的復合鋁塑膜巻曲外形示意圖3為本實用新型電池的孔板示意圖4為本實用新型電池的極芯套筒示意圖5為本實用新型電池的電池極芯示意圖6為本實用新型電池的輸出端子示意圖。
圖中
1、孔板 2、孔板定位槽
4、注液孔 5、極芯套筒
3、集流條導出孔 6、極芯套筒定位塊 9、輸出端子 12、排氣口
7、電池極芯8、集流條 10、復合鋁塑膜11、縱向封邊 13、橫向封邊 14、成品電池具體實施方式
結(jié)合附圖及實施例對本實用新型的圓柱形軟包裝鋰離子電池結(jié)構加以說明。
如圖1-6所示，本實用新型的圓柱形軟包裝鋰離子電池結(jié)構是該鋰離 子電池結(jié)構包括有一個非金屬材質(zhì)的極芯套筒5，在極芯套筒5的兩端設有
5定位塊6，分別安裝一個孔板1，在孔板1的圓周對稱設有孔板定位槽2， 在孔板1的中心設有注液孔4，在極芯套筒5內(nèi)裝有電池極芯7為該電池的 主體，在電池極芯7的兩端連接有多條集流條8，并通過設在孔板1上的集 流條導出孔3將多條集流條8引出，并連接輸出端子9進行電流的輸出和 輸入，在極芯套筒5的外層包裹有圓筒形復合鋁塑膜10，將圓筒形復合鋁 塑膜10的兩端與極芯套筒5的兩端密封形成橫向封邊13，形成成型電池 14。
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(zhuǎn)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(huán)境，不受外力損壞 和形狀固定等，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(nèi)外部的連接件進行電流的輸出和輸入，因此在孔板1上 開集流條導出孔3作為輸出端子9的通道，為滿足輸出端子9不同位置的 需要，故在多個位置留有集流條導出孔3將多條集流條8引出。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 供了良好的結(jié)構，在外層包裝復合鋁塑膜10時，電池極芯7得到很好的保 護，然后通過注液孔4向電池內(nèi)注入電解液。包裝后電池結(jié)構固定，外形 美觀，同時采用非金屬材料，大大降低了電池的破壞性，提高了電池的安 全性。
該圓柱形軟包裝鋰離子電池結(jié)構是這樣實現(xiàn)的
將巻繞成的電池極芯7裝入極芯套筒5;將集流條8通過集流條導出孔 3穿過孔板1，并將孔板1和極芯套筒5的孔板定位槽2和極芯套筒定位塊 6相互合緊定位；將集流條8和輸出端子9進行焊接，形成電極組，將電極 組進行低溫烘干、待用；采用熱合的方式將復合鋁塑膜10制作成圓筒形， 圓筒直徑較極芯套筒5略大;將烘干后的電極組裝入復合鋁塑膜10圓筒內(nèi)， 將圓筒的一端與輸出端子9熱合密封形成橫向封邊13;通過注液孔4向內(nèi)
6部注入一定量的電解液；將整體置入真空裝置內(nèi)，當真空度達到一定值時 進行熱合封口。通過以上生產(chǎn)過程后電池進行首次充放電，產(chǎn)生的氣體從 排氣口12排出；氣體排出后，再將電池置入真空裝置內(nèi)，在一定的真空度
下將排氣口12熱合密封，最后形成成品電池14。
通過以上本實用新型的圓柱形軟包裝鋰離子電池結(jié)構，使軟包裝技術 在圓柱形電池制造領域得到成功應用。
本實用新型的圓柱形軟包裝鋰離子電池結(jié)構件孔板1和極芯套筒5設 計采用聚丙烯材料，通過注塑方式成型，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復合薄膜。 此種材料耐腐蝕性好，不與電池的電解液發(fā)生化學反應，具有一定的結(jié)構 強度，有利于保護電池極芯，同時價格低廉，適用于大批量應用。此種結(jié) 構適于生產(chǎn)直徑10mm 500mm，長度10匪 1000腿的軟包裝圓柱形鋰離子
權利要求1、一種圓柱形軟包裝鋰離子電池，其特征是該鋰離子電池結(jié)構包括有一個非金屬材質(zhì)的極芯套筒(5)，在極芯套筒(5)的兩端分別設有一個孔板(1)，在孔板(1)的圓周對稱設有孔板定位槽(2)，在孔板1的中心設有注液孔(4)，極芯套筒兩端設有定位塊(6)，在極芯套筒(5)內(nèi)裝有該電池的主體為電池極芯(7)，在電池極芯(7)的兩端連接有多條集流條(8)，并通過設在孔板(1)上的集流條導出孔(3)將多條集流條(8)引出，并連接輸出端子(9)進行電流的輸出和輸入，在極芯套筒(5)的外層包裹預先進行有縱向封邊(11)的復合鋁塑膜(10)，在縱向封邊(11)上留有排氣口(12)，在復合鋁塑膜(10)的兩端與輸出端子(9)密封形成橫向封邊(13)。
2、根據(jù)權利要求l所述的圓柱形軟包裝鋰離子電池，其特征是所述 復合鋁塑膜(10)為圓筒形狀。
專利摘要本實用新型提供一種圓柱形軟包裝鋰離子電池，該電池結(jié)構包括有極芯套筒，在極芯套筒的兩端分別設有孔板，在孔板的圓周對稱設有孔板定位槽，在孔板的中心設有極芯套筒定位塊，在極芯套筒內(nèi)裝有電池極芯，在電池極芯的兩端連接有多條集流條，并連接輸出端子，在極芯套筒的外層包裝復合鋁塑膜，在極芯套筒的外層包裹有圓筒形復合鋁塑膜，將圓筒形復合鋁塑膜的兩端與極芯套筒的兩端密封形成橫向封邊。有益效果是該結(jié)構能夠使圓柱形鋰離子電池采用軟質(zhì)材料進行包裝，外形尺寸精度高一致性好，能有效防止損傷電池極芯和外層鋁塑復合薄膜，在電池內(nèi)部起到支撐外層包裝膜的作用。注塑模具費用低，成本約為不銹鋼外殼的1/10，使生產(chǎn)圓柱形軟包裝電池成為可能。
文檔編號H01M10/40GK201243063SQ20072009826
公開日2009年5月20日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權日2007年12月3日
發(fā)明者錕 于, 劉振雙 申請人:天津市航力源科技有限公司