專利名稱：一種鋰離子電池的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的制造方法，尤其涉及到 一種軟包裝的鋰離 子電池的制造方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池自二十世紀九十年代開發(fā)成功以來，由于它具有能量高、循 環(huán)壽命長、工作電壓高、無污染等獨特的優(yōu)勢，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于移動電話、 數(shù)碼相機、筆記本電腦等電子電器中，并逐步向電動自行車、電動汽車，備 用電源等領(lǐng)域拓展應(yīng)用。鋰離子電池如果按電池殼包裝形式可以分為兩種，
一種為硬包裝鋰離子電池，通常以鋼殼或鋁殼包裝；另一種為軟包裝鋰離子 電池，通常以軟質(zhì)鋁塑復合膜包裝，還分為液態(tài)軟包裝鋰離子電池和聚合物 鋰離子電池兩類。軟包裝鋰離子電池因其重量輕、安全性能好、成本低已得 到迅速的推廣。
軟包裝鋰離子電池所用的鋁塑復合膜包裝， 一般外層為尼龍，中間層為 鋁箔，內(nèi)層為聚丙烯或聚乙烯，其設(shè)計思想主要是利用鋁箔的金屬原子之間 的致密性來阻隔水分、氧氣等，從而防止鋰離子電池性能劣化；利用聚丙烯 或聚乙烯的高分子特性，起到防止電池短路，便于在一定溫度、壓力和時間 的條件下熱封(熱融合)以密封制作電池的作用。由于鋁塑復合膜特殊的高 性能要求，鋁塑復合膜價格也比較高。
在鋰離子電池生產(chǎn)過程中，水分對電池的性能會產(chǎn)生極大的破壞作用， 因此在電池注液前電池芯要進行深度干燥，并且在注液時要盡量在無水和無 氧的條件下進行，中國專利200510016706. 8對傳統(tǒng)的制造工藝進行了改進,該專利提供了一種電池坯封袋，并^f吏用該電池坯封袋經(jīng)過電池坯封袋、電池 坯封袋打通孔、深度干燥和充惰性氣體、封閉電池坯封袋的開口、加電解質(zhì) 溶液、放置活化、化成分檢、終封和分離導流環(huán)、電池整形和打標記的工藝 制造鋰離子電池，實現(xiàn)軟包裝鋰離子電池在該袋內(nèi)的制造，雖然可實現(xiàn)在局 部無氧和無水的條件下制造鋰離子電池，但制造程序復雜，操作繁瑣，且不 能完全避免電池材料接觸到空氣中的水分，以致于影響電池的性能。
電池注液后要開始電解液潤濕，其目的是使電解液均勻分布于極片及隔 膜中，排出電極材料微孔中的氣體，以提高電池的性能?，F(xiàn)有的制造方法中 需要專用且昂貴的注液和潤濕設(shè)備才能達到好的潤濕效果。
電池潤濕后，鋰離子電池首次化成時會在負極表面形成SEI膜(Solid Electrolyte Interface),而在SEI膜的形成過程中會產(chǎn)生大量氣體，又由 于鋰離子電池對水分十分敏感，少量的水就能對鋰離子電池的性能造成致命 性的破壞，因此形成的大量氣體不能直接排放，否則就會出現(xiàn)電池與空氣中 的水分接觸，導致電池性能惡化的結(jié)果，因此傳統(tǒng)的軟包裝鋰離子電池的制 造過程中，如圖1所示，都是將電池芯1裝入具有一個一定面積的氣嚢3的 鋁塑復合膜袋2內(nèi)進行熱封，在袋子完全封口前注入電解液。當電池進行化 成時，SEI膜形成時產(chǎn)生的大量氣體進入氣嚢3,化成結(jié)束后，再將鋁塑復 合膜袋2放入專用的真空抽氣熱封設(shè)備中，將氣嚢3刺破后將鋁塑復合膜袋 2內(nèi)抽成近似真空，并在緊靠電池芯1的一邊將鋁塑復合膜熱合密封，最后 剪去氣嚢3，整形即成封好的電池。這種制造方法的缺點 一是作為氣嚢的 鋁塑復合膜要切除，作為廢料處理，浪費了昂貴的鋁塑復合膜；另一方面要 用專用的真空抽氣熱封設(shè)備刺破氣嚢進行熱封，設(shè)備成本高，通用性低。
為了在化成過程中能排出電池內(nèi)部各層間封裝時殘留的氣體和在化成時 反應(yīng)新生成的氣體，使之緊密接觸，電解液分布均勻全面，從而保證高質(zhì)量 完成電池的化成在負極表面形成致密均勻的SEI膜，傳統(tǒng)方法一般采用在化成時把電池固定在帶加壓裝置的兩塊平板間，然后施加一定的壓力從而盡量 使殘留的氣體排除。這種方法存在操作麻煩，壓力^艮難保證均勻，且化成時 還會有部分氣體停留在電池內(nèi)部。
因此用傳統(tǒng)方法來制造軟包裝鋰離子電池， 一是浪費昂貴的封裝袋材料
鋁塑復合膜包裝材料；二是需要昂貴的且通用性低的真空抽氣熱封設(shè)備；三 是向氣嚢內(nèi)注入電解液時需要嚴格控制環(huán)境水分，電池注液和潤濕設(shè)備成本
并且壓力^^保證均勻，損壞電池性能。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池制造方法，其制造過 程筒單，不需要昂貴且通用性低的注液設(shè)備、真空抽氣熱封設(shè)備等設(shè)備。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下 一種鋰離子電池的制造方 法，包括以下步驟將裝有電池芯的封裝袋進行預熱封，并將中空管一端開 口封于封裝袋內(nèi)，另一端開口置于封裝袋外，所述封裝袋四周密封，通過中 空管與外界相通；抽真空將封裝袋通過中空管與抽真空設(shè)備連接抽真空； 注入電解液，并靜置；化成、抽真空；將電池封口、整形，制得鋰離子電池 成品。
該方案的有益效果是該方法實現(xiàn)了真空排氣，且可節(jié)約昂貴的封裝袋 材料鋁塑復合膜，工藝流程筒單，使用一般通用設(shè)備即可完成，該方法不僅 節(jié)約成本且有利于提高鋰離子電池的性能。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。 進一步，所述注入電解液為注液i殳備通過所述中空管與電池的封裝袋 連接注入電解液。
采用上述進一步方案的有益效果是可實現(xiàn)電池內(nèi)真空注液，電解液在外
6界大氣壓的作用下自然均勻注入電池內(nèi)，且完成真空條件的均勻潤濕過程應(yīng) 用通用注液設(shè)備即可實現(xiàn)，操作簡單，且有利于提高電池性能。
進一步，化成同時通過所述中空管抽真空的方式排出氣體。
進一步，化成后通過中空管對電池抽真空。
; 采用上述進一步方案的有益效果是采用通用的真空抽氣設(shè)備即可實現(xiàn)， 操作筒單，易實現(xiàn)，且利于排除電池內(nèi)殘留氣體及化成時產(chǎn)生的氣體，有利
于避免由于電池內(nèi)殘留氣體而影響電池性能。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案還包括如下 一種鋰離子電池的封
裝袋，袋內(nèi)裝有電池芯，該封裝袋的側(cè)邊設(shè)有中空管，該中空管一端的開口
封在封裝袋內(nèi)，另一端的開口置于該封裝袋外，該中空管與外界相通。
該方案的有益效果是具有中空管的鋰離子電池封裝袋，可大大改善鋰
離子電池的制造工藝，不需要昂貴且通用性低的注液設(shè)備、真空抽氣熱封設(shè)
備等即可實現(xiàn)電池的制造。
進一步，所述封裝袋的側(cè)邊還設(shè)有注液孔或注液邊。 采用上述進一步方案的有益效果是方便采用現(xiàn)有注液孔或注液邊的方
式完成電池的注液過禾呈。
進一步，所述中空管置于封裝袋外的開口處設(shè)有膠帽。 采用上述進一步方案的有益效果是在鋰離子電池的制造工藝中，抽真空
后使用膠帽封上中空管露在空氣中的一端開口，有利于防止在制造過程中空 ' 氣通過中空管進入電池內(nèi)，從而影響電池性能。
進一步，所述中空管與所述封裝袋內(nèi)層具有相同的熔點或材質(zhì)。 采用上述進一步方案的有益效果是有利于中空管與封裝袋接觸的部分
密封嚴密，防止空氣通過中空管與封裝袋熱封邊的密封處進入封裝袋內(nèi)。 進一步，若所述封裝袋的材質(zhì)為鋁塑復合膜，所述中空管為聚丙烯管或
聚乙烯管。采用上述進一步方案的有益效果是有利于中空管與封裝袋接觸的部分 密封嚴密，防止空氣通過中空管與封裝袋熱封邊的密封處進入封裝袋內(nèi)。 進一步，所述中空管的數(shù)量為至少一根。
采用上述進一步方案的有益效果是方便根據(jù)待加工的鋰離子電池的容 量、形狀及尺寸等實際情況來設(shè)置中空管的數(shù)量，方便電池的加工制造。 進一步，所述中空管設(shè)置在所述封裝袋的任一側(cè)或同時設(shè)置在多側(cè)。 采用上述進一步方案的有益效果是可根據(jù)實際需要安排中空管設(shè)置的 位置。
圖1為傳統(tǒng)的軟包裝鋰離子電池制造方法的示意圖2為本發(fā)明鋰離子電池的封裝袋的結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明鋰離子電池的制造方法的實施例一的框圖4為本發(fā)明鋰離子電池的制造方法的實施例二的框圖5為本發(fā)明鋰離子電池的制造方法的實施例三的框圖6為本發(fā)明鋰離子電池的制造方法實施例三另一種實現(xiàn)方式的框圖。
附圖中，各標號所代表的部件列表如下
1、電池芯，2、封裝袋，3、氣嚢，4、熱封邊，5、中空管，6、膠帽
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本 發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
如圖2所示，本發(fā)明所提供的一種鋰離子電池的封裝袋，封裝袋2的三 個側(cè)邊為熱封邊4，袋內(nèi)裝有電池芯l,該電池芯l由正負極片、隔膜制成， 在該封裝袋的任一熱封邊4上設(shè)有中空管5,中空管5 —端開口置于封裝袋 內(nèi)，另一端開口置于封裝袋外，并在該端設(shè)有膠帽6，用于抽真空后將中空管密封，防止外界氣體等進入袋內(nèi)，膠帽6也可用三通閥等代替。使用時， 將電池芯裝入封裝袋2內(nèi)，并將封裝袋上的兩個熱封邊4進行熱封，之后再 將中空管5內(nèi)插入金屬絲，并置于封裝袋2未封的側(cè)邊上，將該封裝邊與中 空管熱封，熱封后拔掉金屬絲，此時，該封裝袋只通過該中空管5與外界連 通?；蛘咴谏鲜鰺岱膺^程中，留有一注液邊或在任一熱封邊上預留一注液通 孔，用于注液。另外，可根據(jù)實際需要，在封裝袋上設(shè)置多個中空管5，且 可根據(jù)需要設(shè)置在封裝袋2的多個熱封邊上。該中空管5的熔點或材質(zhì)與封 裝袋2內(nèi)層相同，從而使得中空管與熱封邊4熱封更嚴密。 一般封裝袋2為 鋁塑復合膜袋，中空管則一般采用聚丙烯管4交佳，其次采用聚乙烯管。
中空管5的長度及尺寸可根據(jù)電池的容量、形狀或尺寸來確定， 一般中 空管的內(nèi)徑大約為0. 4~1. 6mm，外徑大約為1. 0~2. Omm，中空管長度大約 為30 ~ 100mm。例如，制作100Ah、長290mm、高240mm、厚25mm的液態(tài)軟包 裝鋰離子電池，采用長度為90mm、內(nèi)徑1.2mm、外徑1.6mm的中空管；制作 50Ah、長240mm、高180mm、厚20mm的聚合物鋰離子電池，則使用長度為60隱、 內(nèi)徑O. 8mm、外徑1.3mm的中空管；制作10Ah、長215ram、高90mm、厚9mm 的聚合物鋰離子電池，選取長度為40mm、內(nèi)徑0. 5mm、外徑1. Omm的中空管 為宜。
實施例一
如圖3所示，本發(fā)明所提供的鋰離子電池的制造方法的實施例一，包括 以下步驟
步驟301:封裝袋預熱封將電池芯裝入封裝袋內(nèi)，將封裝袋其他熱封
邊均進行熱封嚴密，然后將一根中空管的一端開口置于封裝袋的熱封邊內(nèi)， 另一端開口置于封裝袋外，熱封時在中空管內(nèi)置一金屬絲，封好后將金屬絲
去除即可，使得封裝袋只通過中空管與外界相通；
步驟302:抽真空將中空管與抽真空設(shè)備的抽氣管道相連接，對封裝袋抽真空，當封裝袋內(nèi)真空度達到鋰離子電池制造工藝要求時，夾住中空管， 斷開中空管與真空管道的連接，并用膠帽或三通閥將中空管密封，使得封裝
袋內(nèi)為真空，且不與外界相通；
步驟303:注液去除中空管的膠帽或通過三通闊將中空管置于封裝袋外 的開口打開并將該端開口與注液設(shè)備的注液管道相連接，由于封裝袋內(nèi)為真 空，而注液設(shè)備處在自然環(huán)境中即大氣壓的環(huán)境下，因此電解液會自然流入 封裝袋內(nèi)，該注液方式簡單，所需注液設(shè)備簡單；注液結(jié)束后，將中空管斷 開并通過膠帽等密封，封裝袋靜置進^f亍潤濕，由于袋內(nèi)注液前為真空，因此 電池的潤濕更加均勻，且無需專門的潤濕設(shè)備；
步驟304:化成將封裝袋上的電池芯的正負極與化成設(shè)備的相應(yīng)正負極 連接，化成電池；
步驟3G5:化成結(jié)束后，重復步驟302;
步驟306:將設(shè)有中空管的熱封邊進行嚴密熱封，然后將中空管置于電 池封裝袋外的部分去除，佳_得封裝袋完全密封，內(nèi)為真空，不與外界相通； 密封后，電池整形，即制成電池成品。
在上述方法進行的過程中，所使用的抽真空設(shè)備采用一般的真空泵即可 實現(xiàn)，不需要使用昂貴且通用性低的真空設(shè)備，可大大減小制造鋰離子電池 的設(shè)備成本；注液采用簡單設(shè)備即可完成，注液后的潤濕過程也無需專用的 潤濕設(shè)備即可實現(xiàn)均勻潤濕，不僅降低設(shè)備成本，電池的制作過程簡單易操 作，且制得的電池性能穩(wěn)定；化成后對電池進行抽真空可有效避免電池內(nèi)殘 留氣體從而影響電池壽命或使用效果。
實施例二
如圖4所示，本實施例與上述實施例一所述的方法其他步驟相同，所不 同的是
步驟401:預熱封過程中，封裝袋除通過中空管與外界相通外，還預留
10一熱封邊作為注液邊或在一熱封邊預留一注液通孔，用于注液；
步驟402:抽真空將中空管用膠帽密封，后通過預留的注液邊或注液 通孔將抽真空設(shè)備與封裝袋連接，進行抽真空；
步驟403則為充入干燥的氣體，然后通過預留的注液邊或注液通孔完 成注液過禾呈，注'液結(jié)束后，將該注'液邊或注、液通孑L熱去于。
步驟405:將中空管的膠帽打開，使用如實施例一中步驟302所述方法 進行抽真空。
實施例三
如圖5、圖6所示，本實施例與上述實施例一或?qū)嵤├龅姆椒ㄆ?他步驟相同，所不同的是化成的步驟中化成電池的同時抽真空，從而可在 化成的同時將電池內(nèi)殘留的氣體以及化成過程中新生成的氣體排出，實現(xiàn)真 空狀態(tài)下的化成。電池化成時壓力均勻，且有效避免電池內(nèi)殘留氣體或化成 產(chǎn)生的氣體積蓄在電池內(nèi)，從而達到提高電池性能的效果。
上述鋰離子電池的制造方法，適用于各種容量、形狀及尺寸的軟包裝鋰 離子電池的制作，工藝筒單，設(shè)備成本低，可有效節(jié)省包裝袋的使用材料， 且有利于提高電池性能。上述實施例中的電池芯可在封裝袋熱封裝入，也可 根據(jù)實際生產(chǎn)流程改為先將封裝袋含中空管的部分側(cè)邊熱封，后將電池芯通 過未封側(cè)邊裝入，使得該封裝袋只通過中空管或注液孔或注液邊與外界相 通。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明 的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā) 明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種鋰離子電池的制造方法，其特征在于包括以下步驟將裝有電池芯的封裝袋進行預熱封，并將中空管一端開口封于封裝袋內(nèi)，另一端開口置于封裝袋外，所述封裝袋四周密封，通過中空管與外界相通；抽真空將封裝袋通過中空管與抽真空設(shè)備連接抽真空；注入電解液，并靜置；化成、抽真空；電池封口、整形，制得鋰離子電池成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述注入電解液為 注液設(shè)備通過所述中空管與電池的封裝袋連接注入電解液。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，化成同時通過所述 中空管抽真空的方式排出氣體。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于，化成后通過中空管 對電池抽真空。
5. —種鋰離子電池的封裝袋，袋內(nèi)裝有電池芯，其特征在于，該封裝 袋的側(cè)邊設(shè)有中空管，該中空管一端的開口封在封裝袋內(nèi)，另一端的開口置 于該封裝袋外，該中空管與外界相通。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝袋，其特征在于，所述封裝袋的側(cè)邊還 i殳有注液孑L或注液邊。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝袋，其特征在于，所述中空管置于封裝 袋外的開口處設(shè)有膠帽。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝袋，其特征在于，所述中空管與所述封 裝袋內(nèi)層具有相同的熔點或材質(zhì)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的封裝袋，其特征在于，若所述封裝袋的材質(zhì) 為鋁塑復合膜，所述中空管為聚丙烯管或聚乙烯管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的封裝袋，其特征在于，所述中空管的數(shù)量為 至少一根。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5至10任一所述的封裝袋，其特征在于，所述中空管 設(shè)置在所述封裝袋的任一側(cè)或同時設(shè)置在多側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的制造方法。本發(fā)明所提供的一種鋰離子電池的制造方法，在電池的封裝袋上封裝至少一根中空管，并通過該中空管對電池抽真空等；同時提供了一種鋰離子電池的封裝袋，該封裝袋在其側(cè)邊上設(shè)有中空管，用于電池制造過程中抽真空等。本發(fā)明可用于制作不同尺寸、形狀和容量的軟包裝鋰離子電池，具有工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡單，有利于提高電池性能。
文檔編號H01M10/38GK101533927SQ20091011958
公開日2009年9月16日 申請日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者林道勇 申請人:林道勇;山東潤峰集團新能源科技有限公司