一种硅胶垫及其在锂离子电池制备中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种硅胶垫,所述硅胶垫为L形板面结构，所述硅胶垫的两板面的面之间形成夹角，所述硅胶垫内设有密闭空心室。在制备锂离子电池的化成工艺中，采用本发明专利技术的硅胶垫扣设在电芯的深坑面上，使硅胶垫的长边板面中的空心室覆盖住电芯的主体部分，使硅胶垫的短边板面扣在电芯的头部，短边板面的底端抵住顶封边。电芯隔膜采用涂胶隔膜，结合高温夹具化成，能对电芯头部与电芯主体进行无压差的化成，化成后电芯头部的隔膜能与极片进行紧密的粘结。以此减小充放电过程中锂离子的传输路径，确保多次充放电后不会产生析锂。本发明专利技术的硅胶垫结构简单，应用方法简便可行，便于实现量产。本发明专利技术应用于电池技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种硅胶垫及其在锂离子电池制备中的应用
本专利技术属于电池
，尤其涉及一种硅胶垫及其在锂离子电池制备中的应用。
技术介绍
随着当今科技的迅猛发展，电子信息产品在人们的日常生活中占据着越来越重要的位置。锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等成为不可或缺的化学电源。与钢壳、铝壳锂离子电池相比，软包锂离子电池因其重量轻、安全性能好、形状不受限、保护设计简单等优点快速增长。为了降低电池的内阻和DCR，多极耳卷绕和叠片工艺成为软包锂离子电池裸电芯制造的首选工艺。然而在实际涂布生产过程中，为了防止极片厚边的现象，涂布边缘均需要削薄，削薄区域一般为边缘5～10mm，且削薄区的厚度一般为非削薄区的60％～80％。对于单极耳工艺设计，可以通过切除极片边缘来消除削薄对电芯平整度的不利影响。而对于多极耳卷绕工艺和叠片工艺的电池，往往需要保留涂层边缘，因此，削薄引起的电池平整度差的问题格外突出。电芯卷绕或叠片的层数越多，削薄带来的电芯头部与电芯主体的厚度差就越明显。在夹具化成时，电芯头部削薄区没法承受压力或承受的压力较小，导致头部隔膜与极片的粘结性差、间隙大，并且头部阳极表面形成的SEI膜不够致密和稳定。在后续的充放电过程中，头部容易发生析锂鼓包，导致电池功能失效。为了解决上述问题，目前主流做法是在夹具化成时，在电池头部垫一片耐高温聚酯薄膜，补偿头部削薄引起的厚度差。但是此种做法会引发新的问题，在电芯主体与耐高温聚酯薄膜的交界处，因存在厚度差，会引起此处受压不均，在电芯表面产生压痕，同时在循环多次后，此处存在析锂、产生黑斑的风险。申请号号为201710935670.6的公开文件公开了一种锂离子电池的化成方法及锂离子电池，其对化成工艺的改进并没有解决上述问题。鉴于此，有必要针对削薄引起的电池头部析锂问题提供一种简单可行的解决方案。本专利技术的解决方案是提供一种硅胶垫，并将其应用在锂离子电池的生产过程中。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种硅胶垫，并将其应用在锂离子电池的生产过程中，可有效解决涂布削薄引起的电池头部析锂的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种硅胶垫，所述硅胶垫为L形板面结构，所述硅胶垫的两板面的面之间形成夹角，所述硅胶垫内设有密闭空心室。进一步改进的，所述空心室能够将电芯覆盖。进一步改进的，所述硅胶垫的边角处倒有圆角，所述硅胶垫的厚度＞5mm。进一步改进的，所述空心室内填充有流体介质，所述流体介质的体积占空心室体积的80％～90％。进一步改进的，所述空心室为与硅胶垫相对应的L形板面结构，所述空心室的L形板面的短边板面的端部为弧形凸条。进一步改进的，所述流体介质不与硅胶垫发生化学反应，所述硅胶垫为软硅胶材质制成。一种上述的硅胶垫制备锂离子电池的方法，包括以下步骤：S1：将硅胶垫安装在夹具的夹板上，且L形短边板面需安装在放置极耳所在的一端；如果电芯为单内坑，则硅胶垫只需要安装在电芯深坑面对着的一块夹板上，如果电芯为双内坑，则硅胶垫需要安装在电芯两个深坑面对着的两块夹板上。S2：将待化成电芯放入上述装有硅胶垫的夹具中并施压加以固定，使硅胶垫的长边板面中的空心室覆盖住电芯深坑面的主体部分，使硅胶垫的短边板面扣在电芯的头部，短边板面的底端抵住顶封边06。S3：将步骤S2固定好的电芯进行化成，并按照除气成型、分容、老化、测K值等工序制成成品电芯。进一步改进的，待化成的电芯包括以下步骤：A1.裸电芯的制备；外壳的制备，根据电芯的尺寸，用冲壳机在包装膜上冲出用于安放裸电芯的内坑，并裁切掉余边，制成一定尺寸的外壳；A2.将裸电芯放入内坑中，并将外壳包裹着裸电芯对折后进行封装，封装后依次进行烘烤、浸润制备成待化成的电芯。进一步改进的，步骤A1中，裸电芯的制备包括以下步骤：采用正极片、负极片、隔膜通过叠片或卷绕的工艺制成裸电芯，所述隔膜为涂胶隔膜。进一步改进的，所述涂胶隔膜的胶层为水性溶剂与粘结剂聚合物组成的浆料体系制成，或油性溶剂与粘结剂聚合物组成的浆料体系制成；所述粘结剂聚合物，包括聚偏二氟乙烯PVDF、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯、聚偏二氟乙烯-三氟丙烯、丙烯酸酯及其他衍生物中的一种或多种；所述油性溶剂为丙酮、四氢呋喃、N-甲基吡络烷酮NMP、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或任意两种以上的混合物。胶层的浆料体系优选油性溶剂与聚偏二氟乙烯或聚偏氟乙烯-六氟丙烯溶液的浆料体系；所述胶层中包含陶瓷颗粒。进一步改进的，步骤A1中制作的外壳分为单内坑外壳和双内坑外壳。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果：1、在制备锂离子电池的化成工艺中，采用本专利技术的硅胶垫扣设在电芯的深坑面的主体部分，使硅胶垫的长边板面中的空心室覆盖住电芯的主体部分，使硅胶垫的短边板面扣在电芯的头部，短边板面的底端抵住顶封边。电芯隔膜采用涂胶隔膜，结合高温夹具化成，能对电芯头部与电芯主体进行无压差的化成，化成后电芯头部的隔膜能与极片进行紧密的粘结。以此减小充放电过程中锂离子的传输路径，确保多次充放电后不会产生析锂。2、本专利技术的硅胶垫内设有密闭的空心室，空心室内填充有流体介质。优选的方案是，所述空心室为与硅胶垫相对应的L形板面结构，所述空心室的L形板面的短边的端部为弧形凸条。每个电芯的头部顶封边的台阶坡度不一致，此设计可提供足够的变形空间。在夹具化成时，硅胶垫短边被夹板、电芯顶封边以及电极三面顶住，当电芯头部至顶封边的坡度较大时，弧形凸条内可以汇集更多液体；当坡度较小时，弧形凸条内的液体可以向外流出一部分，确保在夹具化成时，硅胶垫能对不同电芯的头部进行精准的厚度补偿。因而能增加硅胶垫的变形能力，确保硅胶垫与电芯头部进行最大程度的贴合。3、本专利技术的硅胶垫的边角处倒有圆角，可避免高压下产生应力集中导致边角出现破损的现象，能够增加硅胶垫的使用寿命。4、本专利技术制备裸电芯时，隔膜胶层中包含陶瓷颗粒，陶瓷颗粒能够提高隔膜抗热收缩性能的，可以提高电池的安全性能。5、本专利技术的硅胶垫结构简单，应用方法简便可行，便于实现量产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为实施例1夹具压紧电芯的剖面示意图；图2为实施例2夹具压紧电芯的剖面示意图；图3为对比例1夹具压紧电芯的剖面示意图；图4为对比例2夹具压紧电芯的剖面示意图。其中01为夹板，02为电极，03为空心室，04为硅胶垫，05为极耳，06为顶封边，07为电芯。需要说明的是，夹具与硅胶垫及电芯间的孔隙是为了更好的展示零部件，不影响本专利技术的使用效果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅胶垫,其特征在于，所述硅胶垫(04)为L形板面结构,所述硅胶垫(04)的两板面的面之间形成夹角，所述硅胶垫(04)内设有密闭空心室(03)。

【技术特征摘要】
1.一种硅胶垫,其特征在于，所述硅胶垫(04)为L形板面结构,所述硅胶垫(04)的两板面的面之间形成夹角，所述硅胶垫(04)内设有密闭空心室(03)。2.根据权利1所述的硅胶垫，其特征在于，所述空心室(03)为与硅胶垫(04)相对应的L形板面结构，所述空心室(03)的L形板面的短边板面的端部为弧形凸条。3.根据权利1所述的硅胶垫，其特征在于，所述硅胶垫(04)的边角处倒有圆角，所述硅胶垫(04)的厚度＞5mm。4.根据权利1所述的硅胶垫，其特征在于，所述空心室(03)内填充有流体介质。5.根据权利4所述的硅胶垫，其特征在于，所述流体介质的体积占空心室(03)体积的80％～90％。6.如权利要求1至5任一项所述的硅胶垫在锂离子电池制备中的应用，其特征在于，包括以下步骤：S1：将硅胶垫(04)安装在夹具的夹板(01)上，且L形短边板面需安装在放置极耳(05)所在的一端；S2：将待化成电芯(07)放入上述装有硅胶垫(07)的夹具中并施压加以固定，使硅胶垫(04)的长边板面中的空心室(03)覆盖住电芯(07)深坑面，使硅胶垫(04)的短边板面扣在电芯(07)的头部，短边板面的底端抵住顶封边(0...

【专利技术属性】
技术研发人员：林珍艳，易四勇，李景夫，舒民，林洋，
申请(专利权)人：桑顿新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43