專利名稱：一種軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軟包裝的聚合物鋰離子電池領(lǐng)域，更具體的說，改進(jìn)涉及的是一種適用于大容量、厚尺寸并可防止沖坑角位破損的軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
鋰離子電池因具有能量密度高、體積小、電壓高、環(huán)保等特點(diǎn)，故被廣泛地應(yīng)用于便攜式移動(dòng)電子成品和便攜式移動(dòng)電源等發(fā)明；而軟包裝的聚合物鋰離子電池則具有更高能量密度、小型化、薄型化、輕量化、高安全、長循環(huán)壽命等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為下一代的鋰離子電池?，F(xiàn)有的軟包裝聚合物鋰離子電池采用鋁塑膜包裝，鋁塑膜先經(jīng)沖模拉伸來實(shí)現(xiàn)沖坑結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對裸電芯進(jìn)行包裝，再經(jīng)過頂側(cè)封封裝、化成(指利用化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)使電 極轉(zhuǎn)化成具有電化學(xué)活性的正、負(fù)極的過程)、真空抽氣封裝、容量檢測，最終成型而得軟包裝聚合物鋰離子電池?，F(xiàn)有的鋁塑膜主要由三層組成，由外到內(nèi)依次分別為尼龍層、金屬鋁層和聚丙烯PP層，目前鋁塑膜的總厚度為115微米左右，其中金屬鋁層為40微米，基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造工藝，鋁塑膜沖坑底部邊緣的倒圓角Rl和鋁塑模沖坑口部邊沿的倒圓角R2往往不超過I. Ctam,大多數(shù)的情況下，Rl=L 0mm, R2=0. 6臟。但是，因容量增加的原因?qū)е萝洶b聚合物鋰離子電池的尺寸較大，特別是厚度尺寸較厚時(shí)，例如，單坑深度在4. 5mm以上或者雙坑累計(jì)深度在6. Omm以上時(shí)，現(xiàn)有Rl和R2的設(shè)計(jì)在沖壓以及后續(xù)加工環(huán)節(jié)就容易造成鋁塑膜沖坑角位處出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，進(jìn)而造成電池漏液，甚至引發(fā)電池燃燒等安全問題，同時(shí)降低了生產(chǎn)制作收成率，也增加了人工成本。因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，可減少鋁塑膜沖坑角位處出現(xiàn)破損的現(xiàn)象，提高電池制作收成率，降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，包括在鋁塑膜上通過沖模拉伸形成的凹坑，所述凹坑底部邊緣倒圓角Rl'以及所述凹坑口部邊緣倒圓角R2'的取值均超過I. 0mm。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述凹坑底部邊緣的倒圓角Rl'的取值范圍設(shè)置在I. 2 I. 8mm之間。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述凹坑口部邊緣的倒圓角R2'的取值范圍設(shè)置在I. ri. 5mm之間。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述凹坑底部邊緣的倒圓角Rl'大于所述凹坑口部邊緣的倒圓角R2'。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述鋁塑膜從外到內(nèi)依次由尼龍層、金屬鋁層和聚丙烯層組成。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述凹坑包括用于放置極片的極片坑和用于容納氣體的氣袋坑。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述極片坑包括深度在
4.5mm以上的單坑。所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其中所述極片坑包括累計(jì)深度在
6.Omm以上的雙坑。一種軟包聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，所述鋁塑膜的結(jié)構(gòu)設(shè)置為上述任一項(xiàng)中所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所提供的一種軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，由于在鋁塑膜上的凹坑底部邊緣和口部邊緣采用了較大取值的倒圓角，有效地減少了鋁塑膜經(jīng)沖模拉伸造成的角位破損，以及減少經(jīng)過后續(xù)若干道加工工序中造成的角位破損，從而提高了電池制作收成率，尤其是提高了大而厚電池的制作收成率，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，有效地避免了電池在制作過程中以及在客戶端造成的腐蝕、漏液甚至燃燒等安全事故，確保了電池的安全使用。

圖I是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)截面示意圖(注單坑和雙坑具有相同的結(jié)構(gòu)，僅凹坑的深度有所不同)。圖2是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖單坑結(jié)構(gòu)平面示意圖。圖3是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖雙坑結(jié)構(gòu)平面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
和實(shí)施例加以詳細(xì)說明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。為確保包裝效果，減少鋁塑膜經(jīng)沖模拉伸造成的角位破損或經(jīng)過若干道工序后造成的角位破損，其實(shí)鋁塑膜的沖坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至關(guān)重要；經(jīng)多次的試驗(yàn)和研究發(fā)現(xiàn)，鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)角位處的倒圓角大小往往決定了在沖模的過程中中間金屬鋁層的拉伸程度，即拉伸的均勻性和合理的厚度，如果鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)角位處倒圓角設(shè)計(jì)不當(dāng)，就容易在角位處造成鋁層拉伸過大，也就是說容易造成角位處鋁層很薄，甚至破裂，從而進(jìn)一步造成電池內(nèi)部與外部相通，使得外界水分與電池內(nèi)部有機(jī)電解液反應(yīng)，造成電池漏液、腐蝕，甚至引發(fā)電池燃燒等安全問題。如圖I所示，圖I是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)截面示意圖，所述軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)包括在鋁塑膜100上通過沖模拉伸形成的凹坑103 (或105)，其中，所述凹坑103 (或105)底部邊緣的倒圓角Rl'以及所述凹坑103 (或105) 口部邊緣倒圓角R2'的取值均超過I. Omm,由此減少鋁塑膜100沖坑角位處出現(xiàn)破損的現(xiàn)象。[0024]由于鋁塑膜100的總厚度為115微米，其中金屬鋁層為40微米，即0. 040mm,因此，在本文中，所述凹坑103 (或105)底部邊緣的倒圓角Rl'既可以認(rèn)為是所述凹坑103 (或105)底部內(nèi)壁上的倒圓角，也可以認(rèn)為是所述凹坑103(或105)底部外壁上的倒圓角；同樣的，所述凹坑103(或105) 口部邊緣倒圓角R2'既可以認(rèn)為是所述凹坑103 (或105) 口部內(nèi)壁上的倒圓角，也可以認(rèn)為是所述凹坑103(或105) 口部外壁上的倒圓角?；谏鲜鲕洶酆衔镤囯姵氐匿X塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提出了一種軟包聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，其中所述鋁塑膜的結(jié)構(gòu)可以設(shè)置為上述軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)。在本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方式中，具體的，所述凹坑103 (或105)底部邊緣的倒圓角Rl'的取值范圍優(yōu)選設(shè)置在I. 2^1. 8mm之間， 既能較好地防止所述凹坑103 (或105)底部邊緣處角位破損又能避免電池能量密度變小。若所述凹坑103(或105)底部邊緣的倒圓角Rl' < I. 2mm的話，當(dāng)所述凹坑103 (或105)深度>4. 5mm時(shí)，所述凹坑103 (或105)底部邊緣處就容易發(fā)生角位破損的現(xiàn)象；而若所述凹坑103 (或105)底部邊緣的倒圓角Rl' > I. 8mm的話，則不利于放置更多的極片，會(huì)使得電池的能量密度變小。具體的，所述凹坑103(或105) 口部邊緣的倒圓角R2'的取值范圍優(yōu)選設(shè)置在
I.f I. 5mm之間，既能較好地防止所述凹坑103(或105) 口部邊緣處角位破損又能避免電池
能量密度變小。若所述凹坑103 (或105) 口部邊緣的倒圓角R2' < I. Imm的話，當(dāng)所述凹坑103 (或105)深度彡4. 5mm時(shí)，所述凹坑103 (或105) 口部邊緣處就容易發(fā)生角位破損的現(xiàn)象；而若所述凹坑103 (或105) 口部邊緣的倒圓角Rl' > I. 5mm的話，則也不利于放置更多的極片，會(huì)使得電池的能量密度變小。較好的是，在上述取值范圍內(nèi)，所述凹坑103 (或105)底部邊緣的倒圓角Rl'大于所述凹坑103(或105) 口部邊緣的倒圓角R2'，這樣的沖坑結(jié)構(gòu)可以起到協(xié)同作用，確保沖坑時(shí)以及電池制作后續(xù)的操作中不太容易造成鋁塑膜100角位位置的破損，既保證了電池的密封效果，也確保了電池較高的能量密度。如圖2所示，圖2是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖單坑結(jié)構(gòu)平面示意圖，所述鋁塑膜100包括一體連接的上鋁塑膜110和下鋁塑膜120，所述下鋁塑膜120的一側(cè)制作出凹坑(103或105)，包括用于放置極片的極片坑103和用于容納氣體的氣袋坑105，因?yàn)殡姵卦诨蓵r(shí)會(huì)產(chǎn)生氣體，所以所述氣袋坑105可以容納電池化成時(shí)產(chǎn)生的氣體，避免電池發(fā)脹；所述凹坑(103或105)也可制作在所述上鋁塑膜110的一側(cè)。如圖3所示，圖3是本實(shí)用新型軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖雙坑結(jié)構(gòu)平面示意圖，所述鋁塑膜100包括一體連接的上鋁塑膜110和下鋁塑膜120，在所述上鋁塑膜110的一側(cè)和所述下鋁塑膜120的一側(cè)分別制作出用于放置極片的極片坑130，在所述下鋁塑膜的一側(cè)制作出用于容納氣體的氣袋坑105，所述氣袋坑105也可制作在所述上鋁塑膜110的一側(cè)；雙極片坑多用于制作大容量電池的情況下采用。當(dāng)在所述鋁塑膜100上沖制的單坑深度彡4. 5mm，雙坑累計(jì)深度彡6. Omm時(shí)，可以有效地減少鋁塑膜100經(jīng)沖模拉伸造成的角位破損或經(jīng)過若干道工序后造成的角位破損，這樣可以提高大而厚電池的制作收成率，降低生產(chǎn)成本；同時(shí)能有效地避免電池在制作過程中和在客戶端造成的腐蝕、漏液甚至燃燒等安全問題，確保電池可以安全使用。如下表I所不，以某公司開發(fā)的型號為903565、容量為2500mAh的移動(dòng)電源電池為例，由于電池較厚，所述鋁塑膜100的拉伸可采用圖2的雙坑結(jié)構(gòu)，其中，深坑取值4. 8mm,淺坑取值3. 2mm，通過不同倒圓角的實(shí)例來比較鋁塑膜沖坑處角位出現(xiàn)破損的比例。表I :
權(quán)利要求1.一種軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，包括在鋁塑膜上通過沖模拉伸形成的凹坑，其特征在于所述凹坑底部邊緣倒圓角Rl'以及所述凹坑口部邊緣倒圓角R2'的取值均超過I. Omm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹坑底部邊緣的倒圓角Rl'的取值范圍設(shè)置在I. 2^1. 8mm之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹坑口部邊緣的倒圓角R2'的取值范圍設(shè)置在I. n. 5mm之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹坑底部邊緣的倒圓角Rl'大于所述凹坑口部邊緣的倒圓角R2'。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述鋁塑膜從外到內(nèi)依次由尼龍層、金屬鋁層和聚丙烯層組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述凹坑包括用于放置極片的極片坑和用于容納氣體的氣袋坑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述極片坑包括深度在4. 5mm以上的單坑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，其特征在于所述極片坑包括累計(jì)深度在6. Omm以上的雙坑。
9.一種軟包聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，其特征在于所述鋁塑膜的結(jié)構(gòu)設(shè)置為如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的軟包聚合物鋰電池的鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種軟包聚合物鋰電池及其鋁塑膜沖坑結(jié)構(gòu)，包括在鋁塑膜上通過沖模拉伸形成的凹坑，所述凹坑底部邊緣倒圓角R1`以及所述凹坑口部邊緣倒圓角R2`的取值均超過1.0mm。由于在鋁塑膜上的凹坑底部邊緣和口部邊緣采用了較大取值的倒圓角，有效地減少了鋁塑膜經(jīng)沖模拉伸造成的角位破損，以及減少經(jīng)過后續(xù)若干道加工工序中造成的角位破損，從而提高了電池制作收成率，尤其是提高了大而厚電池的制作收成率，降低了生產(chǎn)成本；同時(shí)，有效地避免了電池在制作過程中以及在客戶端造成的腐蝕、漏液甚至燃燒等安全事故，確保了電池的安全使用。
文檔編號H01M10/0525GK202503037SQ20122004531
公開日2012年10月24日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者余蘭, 劉小虹, 李國敏 申請人:深圳格林德能源有限公司