專利名稱：一種軟包裝鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有良好循環(huán)性能的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是目前世界上最先進(jìn)的商品化二次電池，隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，鋰離子電池的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，人們對鋰離子電池也提出了更高的要求，不但希望軟包裝鋰離子電池具有可靠的封裝性能，較強(qiáng)的機(jī)械硬度及漂亮的外觀，同時(shí)還要求鋰離子電池具備長循環(huán)的能力。封裝的可靠性對于軟包裝鋰離子電池非常關(guān)鍵，但是隨著電池容量的不斷增加，電芯的厚度也越來越厚，這就造成包裝鋁箔的角位及棱邊有很大的弧角。成品電芯的內(nèi)部 為負(fù)壓狀態(tài)，沒有內(nèi)部電芯的支撐，包裝鋁箔的角位及棱邊就會塌陷，皺褶，包裝鋁箔容易破損，造成電解液的泄漏以及由此帶來的鋰離子電池性能的損失。此外，由于一般來說電芯的容量越大重量也會越大，當(dāng)電芯因意外情況發(fā)生跌落時(shí)，電芯的整體重量沖擊軟包裝的角位，也會造成包裝鋁箔開裂、致使電解液泄漏、電池性能劣化。對于液態(tài)電解液的軟包裝鋰離子電池來說，要維持長循環(huán)必須要有一定量的電解液，這些電解液填充完電芯內(nèi)的有限的孔體積之后，還有大量的電解液只能留在電芯的周圍，聚集在一起，形成漲液，漲液不僅嚴(yán)重影響電芯外觀，導(dǎo)致包裝殼凹凸不平，而且會使電芯發(fā)軟，機(jī)械硬度變差。為了維持電池的長循環(huán)性能，目前一般采用在電解液里加入一定量的成膜添加劑的方法來減少循環(huán)中電解液的消耗，從而達(dá)到維持長循環(huán)的目的。這樣雖可以適當(dāng)減少電解液的用量，但是無法解決漲液的問題，而且成膜添加劑會損失首次充放電效率和能量密度。此外，成膜添加劑成本較高，在一定程度上限制了它的廣泛應(yīng)用。有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決漲液問題和、改善封裝可靠性同時(shí)又具有長循環(huán)壽命的軟包裝鋰離子電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠解決漲液問題和、改善封裝可靠性同時(shí)又具有長循環(huán)壽命的軟包裝鋰離子電池。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供技術(shù)方案如下一種軟包裝鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，所述電芯至少有一個(gè)角位與包裝鋁箔之間設(shè)有具有多孔結(jié)構(gòu)的填充層。填充層設(shè)置在電芯的角位和與之對應(yīng)的包裝鋁箔的角位之間，既不會損失電芯的能量密度，也能防止包裝鋁箔的角位塌陷，在意外跌落中，填充層還能起到緩沖作用，放置包裝鋁箔的破損，改善軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；而且填充層還能起到吸液的作用，避免漲液現(xiàn)象的發(fā)生，當(dāng)電芯中的電解液不夠時(shí)，容納在填充層中的電解液還可以回到電芯中，從而改善軟包裝鋰離子電池的循環(huán)性能。
作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述電芯至少有一條棱邊與包裝鋁箔之間設(shè)有具有多孔結(jié)構(gòu)的填充層，以進(jìn)一步改善軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性和循環(huán)性能，而且設(shè)置在電芯的棱邊和包裝鋁箔對應(yīng)棱邊之間的填充層不會損失電芯的能量密度。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述軟包裝鋰離子電池的厚度至少大于4_。在厚度大于4_的軟包裝鋰離子電池中，這些填充層的改善作用更加明顯。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的材質(zhì)為聚偏氟乙烯、聚乙烯、丁苯橡膠材料中的至少一種。這些材質(zhì)的填充層不僅絕緣、耐高溫，而且電化學(xué)性能穩(wěn)定，不與電解液發(fā)生任何副反應(yīng)，不影響電芯性能，而且具有疏松多孔結(jié)構(gòu)，可以起到吸收包裝鋁箔內(nèi)游離態(tài)的電解液的作用。此外，這幾種材質(zhì)比較柔軟，可以起到緩沖作用。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為相互貫通的孔洞結(jié)構(gòu)，孔洞結(jié)構(gòu)能夠存儲足夠量的電解液。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的孔隙率為20% 80%。 孔隙率在這一范圍內(nèi)的填充層既有一定的機(jī)械強(qiáng)度又具有吸液能力。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的孔徑小于等于lOOum，以能夠保證填充層能夠有效吸液。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層與電芯緊密接觸，以使填充層中吸納的電解液能夠及時(shí)補(bǔ)充到電芯內(nèi)部。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的形狀與電芯角位與包裝鋁箔角位之間的間隙匹配。作為本發(fā)明軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述填充層的形狀與電芯棱邊與包裝鋁箔棱邊之間的間隙匹配。這樣既不會損失電芯的能量密度，同時(shí)可以防止跌落時(shí)電芯對角位和棱邊的沖擊。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明軟包裝鋰離子電池至少具有如下優(yōu)點(diǎn)第一，能夠防止跌落時(shí)角位破損，當(dāng)電芯發(fā)生跌落時(shí)，角位最先受力，設(shè)置在電芯角位和包裝鋁箔角位之間的填充層能夠給予一定的緩沖作用，防止角位開裂，增強(qiáng)軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；第二，本發(fā)明的填充層相當(dāng)于一個(gè)暫存電解液裝置，由于具備多孔的特征，可以將電芯循環(huán)初期過量的電解液吸收，存放在填充層內(nèi)，從而保證電芯不會發(fā)軟，漲液；而在電芯循環(huán)后期，活性物質(zhì)孔隙中的電解液逐漸消耗完，填充層中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續(xù)維持循環(huán)，這就大大改善了電芯的循環(huán)壽命。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中圖I是本發(fā)明的剖視圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和說明書附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
實(shí)施例I一種軟包裝鋰離子二次電池，包括電芯I、用于容納所述電芯I的包裝鋁箔3以及填充于電芯I的角位和包裝鋁箔3的角位之間、以及電芯I的棱邊和包裝鋁箔3的棱邊之間的填充層2，如圖I所示。電芯I的厚度為6. 5mm，填充層2的材質(zhì)為聚偏氟乙烯，通過機(jī)械造孔或化學(xué)工藝進(jìn)行不規(guī)則造孔得到多孔填充層2，孔呈海綿狀分布，每個(gè)微孔的孔徑不超過lOOum，孔隙率為40%。分別將填充層2設(shè)置在電芯I的角位及棱邊，填充層2的形狀與電芯I的角位與包裝鋁箔3的角位之間的間隙以及電芯I的棱邊與包裝鋁箔3的棱邊之間的間隙匹配，定型后，將帶有填充層2的電芯I裝入包裝鋁箔3中，進(jìn)行封裝，烘烤，注液，活化等工序制備100只電池。實(shí)施例2與實(shí)施例I不同的是填充層2為聚乙烯材料，且填充層2的孔隙率為20%，電芯I的厚度為5mm。其余同實(shí)施例I，這里不再贅述。實(shí)施例3與實(shí)施例I不同的是填充層2為丁苯橡膠，填充層2的孔隙率為80%，電芯I的厚度為7mm。其余同實(shí)施例I，這里不再贅述。實(shí)施例4與實(shí)施例I不同的是填充層2為聚偏氟乙烯與聚乙烯的混合物，填充層2的孔隙率為30%，電芯I的厚度為8mm。其余同實(shí)施例I，這里不再贅述。實(shí)施例5與實(shí)施例I不同的是填充層的孔隙率為為60%，電芯的厚度為6mm。其余同實(shí)施例I，這里不再贅述。實(shí)施例6與實(shí)施例I不同的是填充層的孔隙率為為70%，電芯的厚度為5. 5_。其余同實(shí)施例I，這里不再贅述。實(shí)施例7與實(shí)施例2不同的是填充層的孔隙率為為50%，電芯的厚度為5. 5_。其余同實(shí)施例2,這里不再贅述。實(shí)施例8與實(shí)施例3不同的是填充層的孔隙率為為45%，電芯的厚度為7. 5mm。其余同實(shí)施例3,這里不再贅述。對比例I不設(shè)置填充層，直接對厚為5_的電芯進(jìn)行封裝，烘烤，注液，活化等工序制備100只電池。統(tǒng)計(jì)比較例I和實(shí)施例I至8所得100電池的漲液比例，結(jié)果示于表I。比較例I和實(shí)施例I至8中分別取十只電池進(jìn)行充放電測試，每個(gè)電池再經(jīng)過1000次充放電循環(huán)的容量損失率，并統(tǒng)計(jì)每一組的平均容量損失率，所得結(jié)果示于表I。
由表I可知，與現(xiàn)有技術(shù)中的軟包裝鋰離子電池相比，本發(fā)明的軟包裝鋰離子電池由于其填充層2具有吸液能力，大大降低了電池的漲液比例；而且由于其填充層2具有緩沖作用，在跌落實(shí)驗(yàn)中，包裝鋁箔3的角位基本不破損，提高了電池的抗摔能力，改善了電池的封裝可靠性；另外，由于在電芯I循環(huán)后期，活性物質(zhì)孔隙中的電解液逐漸消耗完時(shí)，填充層2中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續(xù)維持循環(huán)，這就大大改善了電芯的循環(huán)壽命，本發(fā)明的軟包裝鋰離子電池循環(huán)1000次后的容量損失率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中的電池(見表I)。表I
權(quán)利要求
1.一種軟包裝鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，其特征在于所述電芯至少有一個(gè)角位與包裝鋁箔之間設(shè)有具有多孔結(jié)構(gòu)的填充層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述電芯至少有一條棱邊與包裝鋁箔之間設(shè)有具有多孔結(jié)構(gòu)的填充層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述軟包裝鋰離子電池的厚度大于4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的材質(zhì)為聚偏氟乙烯、聚乙烯、丁苯橡膠材料中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為相互貫通的孔洞結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的孔隙率為20% 80%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的孔徑小于等于 lOOum。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層與電芯緊密接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的形狀與電芯角位與包裝鋁箔角位之間的間隙匹配。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的形狀與電芯棱邊與包裝鋁箔棱邊之間的間隙匹配。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有良好循環(huán)性能的鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，所述電芯至少有一個(gè)角位與包裝鋁箔之間設(shè)有具有多孔結(jié)構(gòu)的填充層。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明軟包裝鋰離子電池能夠防止跌落時(shí)角位破損，當(dāng)電芯發(fā)生跌落時(shí)，角位最先受力，設(shè)置在電芯角位和包裝鋁箔角位之間的填充層能夠給予一定的緩沖作用，防止角位開裂，增強(qiáng)軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；本發(fā)明的填充層相可以將電芯循環(huán)初期過量的電解液吸收，存放在填充層內(nèi)，從而保證電芯不會發(fā)軟，漲液；而在電芯循環(huán)后期，活性物質(zhì)孔隙中的電解液逐漸消耗完，填充層中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續(xù)維持循環(huán)，大大改善了電芯的循環(huán)壽命。
文檔編號H01M2/02GK102709496SQ201210007928
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者敖文樂, 莫明亮, 陳杰, 陶濤 申請人:寧德新能源科技有限公司