一种软包电池的封装工艺及软包电池制造技术

本发明专利技术涉及一种软包电池的封装工艺及软包电池

【技术实现步骤摘要】
一种软包电池的封装工艺及软包电池


[0001]本专利技术涉及电池制备
，具体涉及一种软包电池的封装工艺及软包电池
。

技术介绍

[0002]传统液态电池在能量密度方向已有重大突破，但其安全性一直未有本质的突破，一旦短路很容易发生自燃，从而威胁使用者的安全
。
现有技术中，主流的研究方向为半固态电池和全固态电池，即通过降低电池内部电解质的流动性，来提升电池的安全性能
。
其中，固态电池的研发难度过大，还不能满足当前市场的使用需求，而半固态电池介于全固态与液态电池之间，即在液态电池中加入引发剂和单体，实现电解液的凝胶化，从而提升电池的安全性能
。
[0003]对于半固态电池而言，在采用软包设计方案生产时，最大的技术难点就是如何克服终封的虚封问题
。
因为半固态电池在注液工序后，会有部分电解液残留在气囊袋中，待完成固化工艺后，这些残留的电解液由液态变为凝胶态粘附在铝塑膜的内部聚丙烯
(PP)
层的表面，且呈随机分布状态，所以这些凝胶态电解液极易残留在终封封印处，从而导致铝塑膜终封印处存在虚封的风险
。
同时，随着软包电池越大，封口处的铝塑膜产生褶皱的风险也越大，封口处铝塑膜的褶皱也会引发终封印虚封的风险
。
若空气中的水分
、
氧气通过虚封口进入电池内部，那么在电池内部极易发生相应的副反应，从而生成
HF
，腐蚀电池内部结构和
SEI
膜，使电池发生胀气
、
电压下降等异常现象，导致电池报废，严重时还会引发安全风险
。
[0004]传统的液态软包电池的封装工艺，如
CN 104282945 A
中公开的一种锂离子电池铝塑膜热封工艺，该铝塑膜热封工艺包括对铝塑膜进行顶封和侧封，对铝塑膜进行顶封包括一次顶封和二次顶封，对铝塑膜进行侧封包括一次侧封和二次侧封
。
该热封工艺已确定的最佳顶封工艺参数及最佳侧封工艺参数的基础上，采用分步顶封和分步侧封，并对各步顶封与侧封的工艺参数进行调整
、
优化，有效解决了现有经一次顶封和侧封后铝塑膜封边易产生褶皱，平整性差，还会造成完全熔融的
CPP
层材料从铝塑膜中挤出，导致热封强度不一致的问题
。
由于，传统的液态软包电池的封印处残留的液态电解液是以液态的形式存在，封装时，电解液会被气化，对封印造成的影响较小，因此，该锂离子电池的热封工艺通常采用上下两个热封头热压的方式进行热封即可
。
由于半固态电池残留的电解液经高温后会形成凝胶电解质残留在终封封印处，热封并不能去除残留的凝胶电解质，所以，该种封装工艺无法适用于半固态电池的封装
。
[0005]同时，为了克服封印口褶皱的问题，有研究者采用多段热压封边的方式封口褶皱，如
CN 112133847A
中公开的软包电池封装袋
、
软包电池以及软包电池封装工艺，软包电池封装袋具有腔室，腔室具有开口，软包电池封装袋包括设置于开口处的封边体，封边体包括多段封边，多段封边能够共同封闭所述开口，其中：封边为热压封边
。
该软包电池封装袋的开口处形成有多段热压封边，由此，热压封边不易产生褶皱，平整性好，热封强度均匀一致，因此，电解液不易泄漏
。
通过在软包电池中设置上述软包电池封装袋，可减少漏液现象，提高了软包电池的使用安全性
。
所述软包电池封装工艺包括：在开口处进行多次热压以分别形
成多段封边，使得多段所述封边共同封闭开口
。
但该种封印工艺仍然无法解决终封封印处凝胶电解液残留的问题，从而使得该种封装工艺也无法适用于半固态软包电池的终封过程
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种软包电池的封装工艺及软包电池，以解决现有半固态电池在封装过程中，由于终封位置残留有凝胶电解质导致虚封，从而影响电池电化学性能和安全性能的问题
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种软包电池的封装工艺，所述软包电池包括壳体
、
设置在所述壳体内的电芯和位于所述电芯一侧的气囊袋，包括以下步骤：
[0009]在壳体用于终封口的终封边处贴上保护膜；
[0010]在软包电池终封工序，将软包电池置于真空环境，切去气囊袋，撕去终封边处的保护膜，对终封边终封
。
[0011]根据上述技术手段，通过在冲坑工序后，在终封边处贴上保护膜，并在软包电池终封工序，切去气囊袋之后再撕去终封边处的保护膜，有效保护了终封边处的壳体内侧的洁净度，有效避免了异物和凝胶电解液残留在终封边处，导致电池虚封，从而影响电池电化学性能和安全性能的问题，且撕去保护膜的过程均在真空环境中进行，进一步避免了环境因素对终封边的不良影响
。
[0012]其中，经实验研究得知，在软包电池注液工序到终封工序切去气囊袋之间，均不能撕去保护膜，因为在软包电池浸润
、
高温固化
、
脱气
、
化成和切去气囊袋的过程中，均易导致气囊袋内其他部位残留的电解液污染终封边，从而导致电池虚封，影响电池电化学性能和安全性能的问题
。
[0013]优选的，所述的软包电池的封装工艺，在所述软包电池终封工序，采用撕膜器撕去保护膜，所述撕膜器的辊轴利用负压吸住所述保护膜，同时转动辊轴辊压终封边处的壳体，实现在撕去保护膜的同时，终封边处的褶皱被辊平
。
[0014]通过在软包电池终封工序，采用撕膜器撕去保护膜，利用带有负压的辊轴吸住保护膜，在转动辊轴过程中同时辊压终封边处的壳体，在撕去保护膜的同时，有效消除了终封边处的褶皱，不仅有效避免了凝胶态电解液对终封边的污染，还有效避免了终封口褶皱，导致电池虚封的问题，进一步保证了电池的电化学性能和安全性能，具有一举两得的优点
。
特别是对于大尺寸的软包电池，采用撕膜器撕去保护膜，同时辊压终封边处的壳体，消除终封边处的褶皱的效果非常显著
。
[0015]其中，撕膜器的辊轴为圆柱形，辊轴的侧壁上设有多个用于负压气体通过的通孔，辊轴通过传送带连接电机的转动轴
。
[0016]优选的，所述保护膜为单面具有粘性的保护膜，且具有粘性的一面与所述终封边相粘接
。
[0017]通过采用单面具有粘性的保护膜，既保证了保护膜与终封边的粘接性能，又避免了保护膜本身发生粘连，导致保护膜与终封边的粘接失效或后续撕去困难的问题
。
[0018]优选的，所述保护膜的材质与所述壳体的内层材质相同
。
[0019]通过将保护膜的材质采用与壳体内侧相同的材质，有效保证了保护膜与壳体的粘接性能，同时还避免了其他材质与壳体产生副反应，影响壳体性能的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种软包电池的封装工艺，所述软包电池包括壳体
、
设置在所述壳体内的电芯和位于所述电芯一侧的气囊袋，其特征在于，包括以下步骤：在壳体用于终封口的终封边处贴上保护膜；在软包电池终封工序，将软包电池置于真空环境，切去气囊袋，撕去终封边处的保护膜，对终封边终封
。2.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，在所述软包电池终封工序，采用撕膜器撕去保护膜，所述撕膜器的辊轴利用负压吸住所述保护膜，同时转动辊轴辊压终封边处的壳体，实现在撕去保护膜的同时，终封边处的褶皱被辊平
。3.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，所述保护膜为单面具有粘性的保护膜，且具有粘性的一面与所述终封边相粘接
。4.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，所述保护膜的材质与所述壳体的内层材质相同
。5.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，所述保护膜的宽度大于所述终封边的宽度
。6.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：冲坑，得到用于电芯封装的壳体，所述壳体形成有用于容纳电芯的第一坑体区域和用于形成气囊袋的第二坑体区域，所述第一坑体区域与第二坑体区域之间形成用于终封口的终封边，在所述终封边处贴上保护膜；入壳，将芯包放入第一坑体区域；顶
/
侧封，对电芯的顶边和侧边热封，热封温度为
190℃~200℃
，热封时间为
2s~5s
，热封压力为
0.4Mpa
～
0.55Mpa。7.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：冲坑，得到用于电芯封装的壳体，所述壳体形成有用于容纳电芯的第一坑体区域和用于形成气囊袋的第二坑体区域，所述第一坑体区域与第二坑体区域之间形成用于终封口的终封边，在所述终封边处贴上保护膜；入壳，将芯包放入第一坑体区域；顶
/
侧封，对电芯的顶边和侧边热封；烘烤，将完成顶
/
侧封的电芯转移至烘烤箱体中，气囊袋侧朝上，在真空度为
50Pa~80Pa
的条件下对电芯烘烤，烘烤温度为
103℃~107℃
，烘烤时间为
16h~20h。8.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：冲坑，得到用于电芯封装的壳体，所述壳体形成有用于容纳电芯的第一坑体区域和用于形成气囊袋的第二坑体区域，所述第一坑体区域与第二坑体区域之间形成用于终封口的终封边，在所述终封边处贴上保护膜；入壳，将芯包放入第一坑体区域；顶
/
侧封，对电芯的顶边和侧边热封；烘烤，对电芯烘烤；注液和热封，对软包电池注液，然后将气囊袋口热封，热封温度为
180℃~190℃
，热封时间为
2s~5s
，热封压力为
0.70Mpa
～
0.90Mpa
，抽真空时间为
8s~10s
，真空度
≤
‑
90kpa。9.
根据权利要求1所述的软包电池的封装工艺，其特征在于，包括以下步骤：
冲坑，得到用于电芯封装的壳体，所述壳体形成有用于容纳电芯的第一坑体区域和用于形成气囊袋的第二坑体区域，所述第一坑体区域与第二坑体区域之间形成用于终封口的终封边，在所述终封边处贴上保护膜；入壳，将芯包放入第一坑体区域；顶
/
侧封，对电芯的顶边和侧边热封；烘烤，对电芯烘烤；注液和热封，对软包电池注液，然后将气囊袋口热封；浸润，将软包电池置于常温...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘辉，杨坤，陈德强，张鸥，牟丽莎，
申请(专利权)人：深蓝汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：