彎曲電池制造方法
【專利摘要】一種彎曲電池制造方法，包括如下步驟：將陰極片、隔膜、陽(yáng)極片以及兩個(gè)電極制備得到電芯，電芯包括芯體和與芯體連接的電極；通過彎曲模具將電芯的芯體熱壓彎得到彎曲電芯；在包裝膜上沖壓形成與彎曲電芯形狀匹配凹槽；將彎曲電芯放入包裝膜的凹槽內(nèi)，彎曲電芯的電極伸出于包裝膜之外；將包裝膜包裹彎曲電芯，并將包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)；往袋狀包裝膜內(nèi)注液，并激活電芯；將袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池。上述方法中在電芯完成后便進(jìn)行熱壓彎電芯，彎曲時(shí)正負(fù)極片以及隔膜之間的易于滑動(dòng)形成弧形。配合成型有凹陷的包裝膜，避免了彎折損傷和錯(cuò)位導(dǎo)致的電池性能不佳，電池?fù)p壞和外包裝膜破損的問題，保障了彎曲電池的性能。
【專利說明】彎曲電池制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池制造方法，特別是涉及一種彎曲電池的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，液態(tài)/凝膠/聚合物鋰離子電池絕大多數(shù)都是形狀規(guī)則的矩形電池。
[0003]近年來(lái)，便攜式電子設(shè)備逐步趨向于外觀形狀多樣化，為這些電子裝置提供電力的鋰離子電池也需要隨設(shè)備的形狀而實(shí)現(xiàn)多樣化，以最大限度的利用設(shè)備內(nèi)部的空間。一類比較有代表性的電子裝置是考慮到人體工程性設(shè)計(jì)的弧形曲面電子裝置，如腕表類可佩帶電子裝置，可佩帶于手腕上測(cè)運(yùn)動(dòng)量。為了給這樣的弧形曲面電子設(shè)備提供盡可能多的電力，最大限度利用裝置內(nèi)部空間，鋰離子電池需要被設(shè)計(jì)為彎曲電池。
[0004]傳統(tǒng)制造方法是在矩形電池成型后，直接用弧形成形模型對(duì)矩形電池進(jìn)行加壓，加熱，彎曲，形成彎曲電池。
[0005]直接通過加壓加溫的方式熱壓彎折成型，存在以下品質(zhì)問題和安全性風(fēng)險(xiǎn):
[0006]熱壓彎折成型，會(huì)導(dǎo)致電池內(nèi)部極片相對(duì)移動(dòng)，產(chǎn)生短路，極片之間界面也受損導(dǎo)致電化學(xué)性能劣化，還可能對(duì)電池的外包裝膜造成破壞，引起電池漏液和氣脹，導(dǎo)致彎曲電池?fù)p壞和弓I發(fā)安全性事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]基于此，有必要提供一種可提高電池性能穩(wěn)定性的彎曲電池制造方法。
[0008]一種彎曲電池制造方法，包括如下步驟:
[0009]將陰極片、隔膜、陽(yáng)極片以及兩個(gè)電極制備得到電芯，所述電芯包括芯體和與所述芯體連接的所述電極；
[0010]通過彎曲模具將所述電芯的所述芯體熱壓彎得到彎曲電芯；
[0011 ] 在包裝膜上沖壓形成與所述彎曲電芯形狀匹配凹槽；
[0012]將所述彎曲電芯放入所述包裝膜的所述凹槽內(nèi)，所述彎曲電芯的所述電極伸出于所述包裝膜之外；
[0013]將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯，并將所述包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)；
[0014]往所述袋狀包裝膜內(nèi)注液，并激活所述電芯；
[0015]將所述袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池。
[0016]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯，并將所述包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)的步驟中:
[0017]熱封采用的熱封模具包括兩個(gè)凹凸對(duì)應(yīng)的熱封模組，所述熱封模組的凹凸形狀與所述電芯的彎曲形狀對(duì)應(yīng)，將位于所述電芯的彎曲側(cè)邊的所述包裝膜置于兩個(gè)所述熱封模組之間加壓加熱進(jìn)行熱封。
[0018]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將所述袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池的步驟中:
[0019]熱封采用的熱封模具包括兩個(gè)凹凸對(duì)應(yīng)的熱封模組，所述熱封模組的凹凸形狀與所述電芯的彎曲形狀對(duì)應(yīng)，將位于所述包裝膜置于兩個(gè)所述熱封模組之間加壓加熱進(jìn)行熱封。
[0020]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述包裝膜為金屬層和樹脂層復(fù)合膜。
[0021]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電芯制成方式為卷繞式或疊片式。
[0022]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電芯和所述凹槽的彎曲形狀為弧面。
[0023]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯的步驟中，是將所述包裝膜折疊以包裹所述彎曲電芯。
[0024]其中一個(gè)實(shí)施例中，所述彎曲模具包括凹凸相對(duì)的兩個(gè)模組。
[0025]上述彎曲電池制造方法中在電芯完成后便進(jìn)行熱壓彎電芯，此時(shí)的電芯沒有外包裝的束縛，彎曲時(shí)正負(fù)極片以及隔膜之間的易于滑動(dòng)形成弧形。配合沖壓成型有對(duì)應(yīng)凹陷的包裝膜，使得熱封包裝膜后直接得到彎曲電池。如此避免了傳統(tǒng)的在電池成型后強(qiáng)行彎曲產(chǎn)生的彎折損傷和錯(cuò)位導(dǎo)致的電池性能不佳，電池?fù)p壞和外包裝膜破損的問題，保障了彎曲電池和矩形電池一樣的性能和高的電池合格率。此外，由于包裝膜的彎曲形狀為直接成型，也避免了傳統(tǒng)方式中熱壓彎的包裝膜回彈形變問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的彎曲電池制造方法步驟流程圖；
[0027]圖2為本實(shí)施例的卷繞式電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖3為通過彎曲模具將圖2所示的電芯彎曲工藝示意圖；
[0029]圖4為彎曲后的電芯的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為沖壓有與與彎曲電芯形狀匹配的凹槽的包裝膜的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為圖5所示的包裝膜另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為圖4所示的彎曲電芯放入到圖5所示的包裝膜的凹槽內(nèi)后的狀態(tài)示意圖；
[0033]圖8為彎曲電芯被包裝膜包裹且熱封呈袋狀結(jié)構(gòu)的狀態(tài)示意圖；
[0034]圖9為熱封模具熱封位于電芯的彎曲側(cè)邊的包裝膜的工藝示意圖；
[0035]圖10為將所述袋狀包裝膜的開口熱封后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖11為通過圖1所示的方法制造的彎曲電池結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]如圖1所示，其為本發(fā)明一較佳實(shí)施例的彎曲電池制造方法步驟流程圖，包括如下步驟:
[0038]步驟S101，將陰極片、隔膜、陽(yáng)極片以及兩個(gè)電極制備得到電芯，所述電芯包括芯體和與芯體連接的所述電極。
[0039]電芯制成方式可以是卷繞式或疊片式，如圖2所示，其為本實(shí)施例的卷繞式電芯20的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括芯體201和伸出于芯體201的兩個(gè)電極202。所述電芯20的芯體201為平板狀。
[0040]步驟S102，通過彎曲模具將所述電芯的所述芯體熱壓彎得到彎曲電芯。
[0041]電芯彎曲形狀可以是標(biāo)準(zhǔn)弧形，也可以是非標(biāo)準(zhǔn)弧形的其他彎曲或彎折結(jié)構(gòu)，此形狀根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定。[0042]如圖3所示，其為通過彎曲模具30將圖2所示的電芯20彎曲工藝示意圖。彎曲模具30包括凹凸相對(duì)的兩個(gè)彎曲模組301和302，將電芯20置于兩個(gè)彎曲模組301和302之間，加壓加熱后分離，得到如圖4所示的彎曲電芯20。圖4中，電芯20的芯體201彎曲成弧形結(jié)構(gòu)。由于彎曲過程中，電芯20陰極片、隔膜、陽(yáng)極片由于沒有外包裝膜的束縛，彎曲時(shí)便于各層之間產(chǎn)生的相對(duì)滑動(dòng)釋放其張力易于形成弧形。
[0043]步驟S103，在包裝膜上沖壓形成與所述彎曲電芯形狀匹配凹槽。
[0044]本實(shí)施例的包裝膜金屬層和樹脂層復(fù)合膜，如圖5和圖6所示，其為包裝膜50沖壓形成凹槽501的正反面結(jié)構(gòu)示意圖，包裝膜50 —面形成凹槽501，另一面則為與所述凹槽501對(duì)應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)。凹槽501的底部為彎曲電芯20形狀匹配的彎曲面，本實(shí)施例為弧面。采用的沖壓模具形狀和所述彎折模具的成型部分形狀相同或相對(duì)應(yīng)。
[0045]步驟S104，將所述彎曲電芯放入所述包裝膜的所述凹槽內(nèi)，所述彎曲電芯的所述電極伸出于所述包裝膜之外。
[0046]如圖7所示,其為圖4所示的彎曲電芯20放入到圖5所示的包裝膜50的凹槽501內(nèi)后的狀態(tài)示意圖。由于凹槽501與彎曲電芯20的形狀匹配，使得彎曲電芯20的外表面與所述包裝膜40貼合。
[0047]步驟S105，將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯，并將所述包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)。
[0048]本實(shí)施例中，位于所述電芯彎曲側(cè)邊的所述包裝膜熱封后形成與所述電芯彎曲相同的形狀。即采用弧形熱封工藝，所述弧形可以為標(biāo)準(zhǔn)弧形或非標(biāo)準(zhǔn)弧形。
[0049]如圖8所示，其為彎曲電芯20被包裝膜50包裹且熱封呈袋狀結(jié)構(gòu)的狀態(tài)示意圖。執(zhí)行步驟是，首先沿著箭頭A方向折疊包裝膜50使得包裝膜50覆蓋凹槽501，然后通過熱封模具，將包裝膜50沿著電芯20的邊緣進(jìn)行熱封，熱封線801和包裝膜50 —起形成袋狀結(jié)構(gòu)，開后為箭頭B所指位置。由于本實(shí)施例的包裝膜50折疊邊緣無(wú)需熱封，所以此步驟中只需熱封電極202所在側(cè)邊以及其中一個(gè)彎曲側(cè)邊，所以圖8中熱封線801為L(zhǎng)型。所留的開口部分是為了便于烘烤、注液和預(yù)充激活產(chǎn)生的氣體的儲(chǔ)存。
[0050]請(qǐng)同時(shí)參閱圖9，其為熱封模具90熱封位于電芯20的彎曲側(cè)邊的包裝膜50的工藝示意圖。熱封模具90包括兩個(gè)凹凸對(duì)應(yīng)的熱封模組901和902，熱封模組901和902的凹凸形狀與所述電芯20的彎曲形狀對(duì)應(yīng)。先將位于電芯20的彎曲側(cè)邊包裝膜50置于兩個(gè)熱封模組901和902之間加壓加熱后分離，即可實(shí)現(xiàn)彎曲熱封。
[0051]步驟S106，往所述袋狀包裝膜內(nèi)注液，并激活所述電芯。
[0052]步驟S107，將所述袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池。
[0053]本實(shí)施例中，所述開口位置的包裝膜熱封后形成與所述電芯彎曲相同的形狀。同樣采用上述熱封模具進(jìn)行熱封。
[0054]如圖10和11所示，其為將所述袋狀包裝膜50的開口熱封后的結(jié)構(gòu)示意圖，電芯20被包裝膜50貼合包裹，形成彎曲電池100。
[0055]上述步驟S106的實(shí)際操作中注液后，需預(yù)熱封所述袋狀包裝膜的開口，此時(shí)的熱封位置離電芯較遠(yuǎn)，便于容納激活時(shí)產(chǎn)生的氣體。激活后，再執(zhí)行步驟S107，此時(shí)的熱封位置則為貼近電芯的側(cè)邊位置。
[0056]上述彎曲電池制造方法相對(duì)傳統(tǒng)制造方法主要不同之處在于:[0057]傳統(tǒng)制造方法在矩形電池成型后，熱壓彎整個(gè)電池。上述方法中在電芯完成后便進(jìn)行熱壓彎電芯，此時(shí)的電芯沒有外包裝的束縛，彎曲時(shí)正負(fù)極片以及隔膜之間的易于滑動(dòng)形成弧形。配合沖壓成型有對(duì)應(yīng)凹陷的包裝膜，使得熱封包裝膜后直接得到彎曲電池。如此避免了傳統(tǒng)的在電池成型后強(qiáng)行彎曲產(chǎn)生的彎折損傷和錯(cuò)位導(dǎo)致的電池性能不佳，電池?fù)p壞和外包裝膜破損的問題，保障了彎曲電池和矩形電池一樣的性能和高的電池合格率。此外，由于包裝膜的彎曲形狀為直接成型，也避免了傳統(tǒng)方式中熱壓彎的包裝膜回彈形變問題。
[0058]以下為利用上述彎曲電池的制造方法制備電池的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0059]( I)配方與極片參數(shù)設(shè)計(jì):
[0060]最大厚度4.50mm,最大寬度15.5mm,最大長(zhǎng)度35.0mm,弧形R25 ；
[0061]最小容量200mAh，設(shè)計(jì)中值容量21OmAh。
[0062]按照以上參數(shù)進(jìn)行配方與正負(fù)極片參數(shù)設(shè)計(jì)。
[0063](2)正負(fù)極片制作:按照設(shè)計(jì)好的配方按照常規(guī)鋰離子電池生產(chǎn)流程進(jìn)行配料，混料，并按照設(shè)計(jì)好的極片參數(shù)涂布，壓片，分切/段切后制成正/負(fù)極極片。
[0064](3)通過上述彎曲電池的制造方法制備電池。
[0065](4)電池續(xù)充下線后測(cè)試容量與內(nèi)阻，下線電壓如下表所示；
[0066]
【權(quán)利要求】
1.一種彎曲電池制造方法，其特征在于，包括如下步驟: 將陰極片、隔膜、陽(yáng)極片以及兩個(gè)電極制備得到電芯，所述電芯包括芯體和與所述芯體連接的所述電極； 通過彎曲模具將所述電芯的所述芯體熱壓彎得到彎曲電芯； 在包裝膜上沖壓形成與所述彎曲電芯形狀匹配凹槽； 將所述彎曲電芯放入所述包裝膜的所述凹槽內(nèi)，所述彎曲電芯的所述電極伸出于所述包裝膜之外； 將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯，并將所述包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)； 往所述袋狀包裝膜內(nèi)注液，并激活所述電芯； 將所述袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯，并將所述包裝膜熱封呈一端開口的袋狀結(jié)構(gòu)的步驟中: 熱封采用的熱封模具包括兩個(gè)凹凸對(duì)應(yīng)的熱封模組，所述熱封模組的凹凸形狀與所述電芯的彎曲形狀對(duì)應(yīng)，將位于所述電芯的彎曲側(cè)邊的所述包裝膜置于兩個(gè)所述熱封模組之間加壓加熱進(jìn)行熱封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述將所述袋狀包裝膜的開口熱封得到彎曲電池的步驟中: 熱封采用的熱封模具包括兩個(gè)凹凸對(duì)應(yīng)的熱封模組，所述熱封模組的凹凸形狀與所述電芯的彎曲形狀對(duì)應(yīng)，將位于所述包裝膜置于兩個(gè)所述熱封模組之間加壓加熱進(jìn)行熱封。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述包裝膜為金屬層和樹脂層復(fù)合膜。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述電芯制成方式為卷繞式或疊片式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述電芯和所述凹槽的彎曲形狀為弧面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述將所述包裝膜包裹所述彎曲電芯的步驟中，是將所述包裝膜折疊以包裹所述彎曲電芯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彎曲電池制造方法，其特征在于，所述彎曲模具包括凹凸相對(duì)的兩個(gè)模組。
【文檔編號(hào)】H01M10/058GK103441306SQ201310383162
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】余成平, 郭也平, 王興勇, 趙健, 唐克軍 申請(qǐng)人:惠州Tcl金能電池有限公司, 惠州泰科立集團(tuán)股份有限公司