專利名稱：一種方形鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是關(guān)于一種鋰離子電池，更具體地說是關(guān)于一種方形鋰離子電池。
背景技術(shù)：
方形鋰離子電池是鋰離子電池中應(yīng)用最廣泛、也是最基本的一類鋰電池。其中以單節(jié)的成品鋰電池塊(PACK)應(yīng)用最多，它包括里面的方形或長方形電芯部分和外加保護(hù)層(塑膠或標(biāo)貼紙)。其中，電芯部分包括電芯、保護(hù)線路板和保護(hù)器組合。
由于電芯本身特殊的生產(chǎn)工藝，決定了電芯部分的外形結(jié)構(gòu)特點，即成品電芯部分的中間部分會鼓起，圖1給出了電芯部分1的外觀示意圖，圖2給出了電芯部分1的厚度截面示意圖，其中，10為部分電芯1鼓起的部分，其厚度比四周邊緣大0.2毫米左右，即鼓起部分10的厚度T2與四周邊緣的厚度T1存在如下關(guān)系T2＝T1+0.2毫米。電芯在充放電循環(huán)使用的過程中還會發(fā)鼓，中間厚度又會增大，此時T2＝T1+0.4-0.6毫米?？傊陔娦镜恼麄€生命周期中，電芯部分中間鼓起部分的厚度比四周邊緣單面大0.2-0.3毫米，總厚度大0.4-0.6毫米。
根據(jù)鋰電池塊安裝在使用設(shè)備或儀器上的位置，通常將它分為兩類，即外置式和內(nèi)置式。現(xiàn)有技術(shù)中，外置式鋰電池塊的外加保護(hù)層一般是用兩個塑膠殼通過超聲波塑焊熔合封閉。內(nèi)置式鋰電池塊比外置式鋰電池塊的應(yīng)用要廣泛得多，因為一款內(nèi)置式鋰電池塊可以適用于幾款不同的設(shè)備和儀器。盡管方形電芯因為容量和尺寸的不同而有多種的型號和規(guī)格，但是目前成品鋰電池塊主要有兩種結(jié)構(gòu)，即雙殼式結(jié)構(gòu)和方框式結(jié)構(gòu)。
圖3給出了具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖，圖4給出了其厚度截面示意圖。具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池包括電芯部分1，上塑膠殼部分2和下塑膠殼部分3，上塑膠殼部分2和下塑膠殼部分3通過超聲波塑焊熔合封閉，將電芯部分1固定。雖然，這種結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池具有較好的機(jī)械穩(wěn)定性，然而，按照現(xiàn)有注塑水平，塑膠殼的最小厚度只能達(dá)到0.3毫米，因此，整個具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池的厚度為T2+0.2×2毫米的厚度，整個電池的厚度大。再者，該結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池整個外部都是塑膠，容易造成電池塊在跌落過程中膠殼跌裂和膠殼的超聲波焊線開裂，因此其跌落性能差。此外，方形鋰離子電池外部全部由較厚的塑膠殼包裹，塑膠殼用量大，材料成本高。
圖5給出了具有方框式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖，圖6給出了其厚度截面示意圖。具有方框式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池包括電芯部分1，塑膠框4和標(biāo)貼紙5，電芯部分1除鼓起的兩個面的其它四周被塑膠框4圍繞固定，四周被塑膠框4圍繞固定的電芯部分1的外部全部由標(biāo)貼紙包裹。由于標(biāo)貼紙在跌落過程中具有一定的緩沖作用，可以防止塑膠框跌裂，因此，這種結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池具有較好的跌落性能。由于塑膠框的注塑難度較小，可以達(dá)到0.2毫米的厚度，標(biāo)貼紙的厚度也只有約0.1毫米左右，因此，這種結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池的厚度也較小。但是，這種結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池的電芯部分周邊套一個塑膠框，外面再裹標(biāo)貼，電芯在里面可以相對塑膠框移動，其整體結(jié)構(gòu)不牢固，機(jī)械性能差。
隨著科技水平的進(jìn)步和鋰離子電池應(yīng)用的日益廣泛，對鋰電池塊的容量要求越來越高，而厚度卻要求越做越小，同時要保證良好的跌落和機(jī)械性能。傳統(tǒng)的雙殼式和方框式已經(jīng)不能滿足需求，必須綜合考慮各種因素開發(fā)出一種新方形鋰離子電池。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種新的具有較小的厚度、整體結(jié)構(gòu)牢固，且具有較好跌落性能的方形鋰離子電池。
本實用新型提供的方形鋰離子電池包括電芯部分1，塑膠框4和標(biāo)貼紙5，其中，所述塑膠框4包括邊框6和與邊框6連接的突出的邊沿7，電芯部分1四周和鼓起的兩個面中未突起的至少一部分分別被塑膠框4中的邊框6和突出的邊沿7圍繞固定，被塑膠框4中的邊框6和突出的邊沿7圍繞固定的電芯部分1的外部由標(biāo)貼紙包裹。
由于本實用新型巧妙地利用了方形鋰離子電池電芯部分中間鼓起部分和四周未鼓起部分所形成的電池內(nèi)部空間，采用了一種包括邊框6和與邊框6連接的突出的邊沿7的塑膠框固定電芯部分，突出的邊沿7緊貼電芯部分未突起的部分，因此，一方面沒有增加整個電池的厚度，另一方面，由于突出的邊沿7限制了電芯部分的移動，因此，整體結(jié)構(gòu)具有很好的牢固性。又由于采用標(biāo)貼紙包裹，標(biāo)貼紙在跌落過程中具有一定的緩沖作用，可以防止塑膠框跌裂，因此，該方形鋰離子電池又具有較好的跌落性能。因此，本實用新型提供的方形鋰離子電池同時具備了現(xiàn)有方形鋰離子電池不能同時具備的較小的厚度、整體結(jié)構(gòu)牢固和較好的跌落性能三種優(yōu)點。此外，與具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池相比還節(jié)約了大量材料成本。


圖1是方形鋰離子電芯部分外觀示意圖；圖2是方形鋰離子電芯部分的厚度截面示意圖；圖3是具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖；圖4是具有雙殼式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池的厚度截面示意圖；圖5是具有方框式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖；
圖6是具有方框式結(jié)構(gòu)的方形鋰離子電池的厚度截面示意圖；圖7是本實用新型提供的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖；圖8是本實用新型提供的方形鋰離子電池的厚度截面示意圖；圖9是本實用新型提供的方形鋰離子電池構(gòu)成示意圖；圖10是本實用新型提供的方形鋰離子電池的厚度截面示意圖。
具體實施方式
按照本實用新型，該電池包括電芯部分1，塑膠框4和標(biāo)貼紙5，其中，所述塑膠框4包括邊框6和與邊框6連接的突出的邊沿7，電芯部分1四周和鼓起的兩個面中未突起的至少一部分分別被塑膠框4中的邊框6和突出的邊沿7圍繞固定，被塑膠框4中的邊框6和突出的邊沿7圍繞固定的電芯部分1的外部由標(biāo)貼紙包裹。該電池構(gòu)成示意圖如圖7所示，其厚度截面示意圖如圖8所示。
按照本實用新型提供的電池，所述塑膠框4可以是一個整體。為了安裝方便，優(yōu)選情況下，所述塑膠框4由上塑膠框8和下塑膠框9組成，上塑膠框8的上部和下塑膠框9的下部各帶有一個與邊框6相連接的突出的邊沿7。在組裝電池時，將上塑膠框8和下塑膠框9熔合封閉，融合封閉的方法可以采用任何可能的方法，如超聲波塑焊法。具有該結(jié)構(gòu)電池的示意圖由圖9所示，其厚度截面示意圖如圖10所示。
其中，突出的邊沿7的寬度不大于電芯部分鼓起所在面未鼓起部分寬度且至少為電芯部分鼓起所在面未鼓起部分寬度的10％，優(yōu)選至少30％，更優(yōu)選至少50％。突出的邊沿7的厚度不超過電芯充電時電芯部分鼓起部分的最大的高度即可。
下面的實施例將對本實用新型做進(jìn)一步說明。
實例1本實例說明本實用新型提供的電池及其性能。
采用電芯型號為LP053048A(長度為52.4毫米，寬度為31.6毫米，電芯部分最大鼓起厚度為5.9毫米，未鼓起部分厚度為5.5毫米)的方形電芯制備了一種如圖9所示的方形鋰離子電池。上塑膠框8和下塑膠框9中的邊框6和突出的邊沿7的厚度均為0.2毫米，突出的邊沿7的寬度均為2毫米，占電芯部分鼓起所在面未鼓起部分寬度的40％，標(biāo)貼紙的厚度為0.1毫米。得到的電池的最大厚度為6.1毫米。
對比例1本對比例說明雙殼式方形鋰離子電池及其性能。
采用同樣的電芯制備了如圖3所示的雙殼式方形鋰離子電池，上塑膠殼2和下塑膠殼3的厚度也為0.3毫米。得到的電池的最大厚度為6.5毫米。
對比例2本對比例說明方框式方形鋰離子電池及其性能。
采用同樣的電芯制備了如圖5所示方框式方形鋰離子電池，塑膠框的厚度也為0.2毫米，標(biāo)貼紙的厚度也為0.1毫米。得到的電池的最大厚度為6.1毫米。
將實例1、對比例1和2得到的電池進(jìn)行跌落性能試驗，對比例2制備的雙殼式的電池滿足的跌落要求是1.5米，水泥地板，每個面跌2次，6個面共跌12次。實例1制備的本實用新型提供的電池滿足的跌落要求是1.8米，水泥地板，每個面跌2次，6個面共跌12次，方框式的電池塊與此相似。
權(quán)利要求1.一種方形鋰離子電池，該電池包括電芯部分(1)，塑膠框(4)和標(biāo)貼紙(5)，其特征在于，所述塑膠框(4)包括邊框(6)和與邊框(6)連接的突出的邊沿(7)，電芯部分(1)四周和鼓起的兩個面中未突起的至少一部分分別被塑膠框(4)中的邊框(6)和突出的邊沿(7)圍繞固定，被塑膠框(4)中的邊框(6)和突出的邊沿(7)圍繞固定的電芯部分(1)的外部由標(biāo)貼紙包裹。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述塑膠框(4)是一個整體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，所述塑膠框(4)由上塑膠框(8)和下塑膠框(9)組成，上塑膠框(8)和下塑膠框(9)的下部各帶有一個與邊框(6)相連接的突出的邊沿(7)，上塑膠框(8)和下塑膠框(9)熔合封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的電池，其特征在于，突出的邊沿(7)的寬度不大于電芯部分鼓起所在面未鼓起部分的寬度且至少為電芯部分鼓起所在面未鼓起部分寬度的10％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征在于，突出的邊沿(7)的寬度不大于電芯部分鼓起所在面未鼓起部分的寬度且至少為電芯部分鼓起所在面未鼓起部分寬度的30％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的電池，其特征在于，突出的邊沿(7)的厚度不超過電芯充電時電芯部分鼓起部分的最大的高度。
專利摘要一種方形鋰離子電池，該電池包括電芯部分(1)，塑膠框(4)和標(biāo)貼紙(5)，所述塑膠框(4)包括邊框(6)和與邊框(6)連接的突出的邊沿(7)，電芯部分(1)四周和鼓起的兩個面中未突起的至少一部分分別被塑膠框(4)中的邊框(6)和突出的邊沿(7)圍繞固定，被塑膠框(4)中的邊框(6)和突出的邊沿(7)圍繞固定的電芯部分(1)的外部由標(biāo)貼紙包裹。本實用新型提供的方形鋰離子電池同時具備了現(xiàn)有方形鋰離子電池不能同時具備的較小的厚度、整體結(jié)構(gòu)牢固和較好的跌落性能三種優(yōu)點。
文檔編號H01M10/40GK2768209SQ200420058379
公開日2006年3月29日 申請日期2004年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月10日
發(fā)明者陳貴華 申請人:比亞迪股份有限公司