一种电芯膜袋封装方法、电池制备方法及电池与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯膜袋封装方法、电池制备方法及电池。

背景技术：

随着时代的进步及穿戴及便携式智能电子产品的飞速发展，超薄二次锂电池已广泛应用于穿戴类及智能卡片设备，人们对于电池也提出的更多的要求，希望能在满足电池需要的能量密度的同时，也能使电池厚度越薄越好。

现有技术提供了一种无极耳锂离子电池，其包括正极导电封装膜、负极导电封装膜和封装于正极导电封装膜和负极导电封装膜之间的电芯，电芯表层的正极片设置有正极空白箔材区，电芯表层的负极片设置有负极空白箔材区，正极导电封装膜的内表面设置有第一焊接区，负极导电封装膜的内表面设置有第二焊接区，正极空白箔材区与第一焊接区焊接，负极空白箔材区与第二焊接区焊接。

现有技术公开了无极耳锂离子电池，使正极导电封装膜和负极导电封装膜分别成为正极和负极的一部分，从而可以不用额外设置正极极耳与负极极耳，减小了电池的厚度。但由于电芯与正极导电封装膜以及电芯与负极导电封装膜采用焊接连接，且焊接在电芯的膜袋封装之时，提高了焊接的难度，增加了工艺复杂度，且容易出现虚焊、焊接不严等问题，从而导致电芯与正极导电封装膜以及电芯与负极导电封装膜之间连接不可靠的问题，不利于电池的长久稳定运行；且由于电芯与导电封装膜焊接连接，导致电芯与导电封装膜之间厚度增加，不利于电池厚度的进一步减小。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于提供一种电芯膜袋封装方法，提高无极耳电芯的封装品质，降低电池的整体厚度，简化电芯的制造工艺。

本发明的另一目的在于提供一种电池制备方法，以提高电芯封装的品质，降低电池的整体厚度，提高电池的可靠性，简化电池的加工工艺。

本发明的另一目的在于提供一种电池，以降低电池的整体厚度，提高电池的可靠性，简化电池的加工工艺。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种电芯膜袋封装方法，包括如下步骤：

准备两张金属膜，且两张所述金属膜中的一张为正极金属膜，另一张为负极金属膜，所述金属膜包括依次层叠设置的绝缘保护层、金属材层和绝缘热封层；

在所述金属膜的绝缘热封层上设置露出所述金属材层的导电部，在所述金属膜的绝缘热封层上或所述绝缘保护层上设置露出所述金属材层的极耳部；

将两张金属膜的至少一侧热封形成包装膜袋；

将无极耳的电芯放置在所述包装膜袋内，且使所述正极金属膜的所述导电部处的所述金属材层与所述电芯的正极集流体接触，所述负极金属膜的所述导电部处的所述金属材层与负极集流体接触；

热封所述包装膜袋的未封闭侧边并预留注液口。

进一步地，所述极耳部设置在所述绝缘热封层上，且所述极耳部位于封装后的所述电芯的外侧，且封装后所述正极金属膜的所述极耳部与所述负极金属膜的所述极耳部错位。

进一步地，所述极耳部设置在所述绝缘保护层上。

进一步地，所述金属膜包括相邻设置的主体区和气袋区，所述导电部设置在所述主体区，所述主体区的面积大于所述电芯的一侧的面积。

一种电池制备方法，采用如上所述的电芯膜袋封装方法进行电芯的膜袋封装。

进一步地，在所述电芯膜袋封装之前，还包括形成正极极片和负极极片，所述形成正极极片和负极极片包括如下步骤：

在所述正极集流体的两面敷设正极涂料，使所述正极极片形成具两面敷料的第一正极段和具有一面敷料的第二正极段；

在所述负极集流体的两面敷设负极涂料，使所述负极极片形成具有两面敷料的第一负极段和具有一面敷料的第二负极段。

进一步地，所述正极集流体的两面敷料分别为第一正极敷料层和第二正极敷料层，所述第一正极敷料层与所述第二正极敷料层的一端对齐，且所述第一正极敷料层的长度大于所述第二正极敷料层的长度；

所述负极集流体的两面敷料分别为第一负极敷料层和第二负极敷料层，所述第一负极敷料层与所述第二负极敷料层的一端对齐，且所述第一负极敷料层的长度大于所述第二负极敷料层的长度。

进一步地，所述第一负极敷料层的两端与所述负极集流体的两端对齐，所述第一正极敷料层的一端与所述正极集流体的一端对齐，所述第一正极敷料层的另一端与所述正极集流体的另一端相距预设距离。

进一步地，在所述形成正极极片和负极极片之后以及所述电芯膜袋封装之前，还包括卷绕形成电芯，所述卷绕形成电芯包括以下步骤：

将负极极片、隔膜及正极极片从下至上依次叠加放置，使所述第二负极段与所述第一正极段相对放置，所述第一负极段及所述第二正极段分别位于所述第一正极段的两侧，第一负极敷料层与第二正极敷料层分别位于隔膜的两侧，且所述第一负极敷料层位于所述负极集流体的上侧；

将所述第一负极段弯折叠加至所述第一正极段的上方；

使位于所述第一负极段一端的所述隔膜弯折包覆所述第一负极敷料层且使所述隔膜的一端延伸至所述第二负极段的下方；

将所述第二正极段及位于所述第二正极段一端的所述隔膜弯折至所述第一负极敷料层的上方。

一种电池，采用如上所述的电池制备方法制成。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的电芯膜袋封装方法，通过设置正极金属膜和负极金属膜对叠形成膜袋，在正极金属膜和负极金属膜上分别设置正极极耳部和负极极耳部，可以使正极金属膜和负极金属膜本身分别作为正极极片及负极极片的一部分，避免了在正极集流体和负极集流体上额外设置正极极耳和负极极耳，简化了电池的生产工艺，同时由于极耳无需从电芯中伸出，减小了电池的整体厚度；且通过在金属膜上设置导电部和极耳部，无需通过焊接连接金属膜和正极极片或负极极片，简化了包装膜袋的封装工艺，且不会出现因焊接导致的厚度增大的问题。

本发明提供的电池制备方法，通过采用上述的电芯膜袋封装方法，提高了电池的成型品质，降低了电池的整体厚度，简化了电池的生产工艺。

本发明提供的电池，通过采用上述的电池制备方法，降低了电池的整体厚度。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的电池制备方法的流程图；

图2为本发明实施例一提供的正极极片和负极极片的主视示意图；

图3为本发明实施例一提供的电芯的层结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的正极金属膜的结构示意图；

图5为本发明实施例一提供的负极金属膜的结构示意图；

图6为本发明实施例一提供的电池的结构示意图；

图7为本发明实施例二提供的电池制备方法的流程图；

图8为本发明实施例二提供的电芯的结构示意图。

图中标记如下：

1-电芯；2-包装膜袋；3-固定胶；

11-正极极片；12-负极极片；13-隔膜；

21-正极金属膜；22-负极金属膜；

111-正极集流体；112-第一正极敷料层；113-第二正极敷料层；121-负极集流体；122-第一负极敷料层；123-第二负极敷料层；211-正极主体区；212-第一气袋区；213-正极极耳区；214-正极导电部；215-正极极耳部；221-负极主体区；222-第二气袋区；223-负极极耳区；224-负极导电部；225-负极极耳部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例提供的电池制备方法的流程图，如图1所示，本实施例提供了一种电池制备方法，用以改善电池的封装，简化电池的制造工艺以及减小电池的厚度。

如图1所示，本实施例提供的电池制备方法包括如下步骤：

步骤s1：形成正极极片11与负极极片12。

图2为本实施例提供的正极极片11和负极极片12的主视示意图，其中图2中a为正极极片11的示意图，图2中b为负极极片12的示意图，如图2中(a)图所示，本实施例提供的正极极片11采用正极集流体111两侧面涂敷正极涂料形成。具体地，正极集流体111的一面设置有第一正极敷料层112，正极集流体111的另一面设置有第二正极敷料层113，第一正极敷料层112与第二正极敷料层113在正极集流体111的第一正极端对齐，且第一正极敷料层112的长度大于第二正极敷料层113的长度，使正极极片11形成具有双层敷料的第一正极段和具有单层敷料的第二正极段。

在本实施例中，优选的，将第一正极敷料层112和第二正极敷料层113均与正极集流体111的第一正极端对齐，第二正极敷料层113的长度依据所需电池的宽度而确定，第一正极敷料层112与正极集流体111的第二正极端相距的距离大于3mm，防止电芯1卷制的过程中，负极敷料层在电池的宽度方向上无法完全覆盖正极敷料层。

如图2中(b)图所示，负极极片12采用负极集流体121两侧面涂敷负极涂料形成。具体地，负极集流体121的一面设置有第一负极敷料层122，负极集流体121的另一面设置有第二负极敷料层123，第一负极敷料层122与第二负极敷料层123在负极集流体121的第一负极端对齐，第二负极敷料层123的长度小于第一负极敷料层122的长度，使负极极片12形成具有双层涂料的第一负极段及具有单层涂料的第二负极段。

在本实施例中，优选地将第一负极敷料层122的一端及第二负极敷料层123的一端与负极集流体121的一端对齐，第一负极敷料层122的另一端与负极集流体121的另一端对齐，有利于实现负极集流体121的利用率，第二负极敷料层123的宽度应根据电池的所需宽度设置，且第二负极敷料层123的长度大于第二正极敷料层113的长度。

在本实施例中，第一正极敷料层112和第二正极敷料层113所敷设的正极涂料相同，第一负极敷料层122和第二负极敷料层123所敷设的负极涂料相同。

在本实施例中，正极极片11与负极极片12采用模切工艺形成，将大片的正极极片11和负极极片12裁切形成所需尺寸的正极极片11和负极极片12。

在本实施例中，正极集流体111采用铝箔制成，负极集流体121采用铜箔制成。在其他实施例中，正极集流体111和负极集流体121还可以采用其他能够为正负极放电的材料制成。

步骤s2：卷绕形成电芯1。

正极极片11、隔膜13和负极极片12卷绕形成裸电芯。具体地，图3为本发明实施例提供的电芯1的层结构示意图，如图3所示，电芯1卷绕包括以下步骤：

步骤s201：将负极极片12、隔膜13及正极极片11从下至上依次叠加放置；

具体地，将负极极片12的第二负极段与正极极片11的第一正极段相对放置，且第一负极敷料层122位于负极集流体121的上侧，第一负极敷料层122与第二正极敷料层113分别位于隔膜13的两侧。第一负极敷料层122在其长度方向上覆盖第二正极敷料层113。

步骤s202：将第一负极段及位于第一负极段处的隔膜13顺时针弯折叠加至第一正极段的上方，此时第一负极敷料层122与第一正极敷料层112分别位于隔膜13的两侧，第二负极敷料层123位于负极集流体121的上侧。

步骤s203：将位于第一负极段一端处的隔膜13逆时针弯折卷绕，使隔膜13完全包覆第一负极敷料层122及部分包覆第二负极段的负极集流体111，并使隔膜13的一端延伸至第二负极段的负极集流体121的下方，且隔膜13位于负极集流体121下方的部分的长度小于电芯宽度的1/3，避免电芯1与包装膜袋2接触不良而导致绝缘断路。

步骤s204：将第二正极段及位于第二正极段一端的隔膜13逆时针弯折，使第二正极段的大部分叠加至第一负极段的上方，此时，第二负极敷料层123在电芯1的宽度方向上覆盖位于第一负极段上方的第一正极敷料层112和正极集流体111。且此时隔膜13靠近第二正极段的一端位于第二正极段的上方，且隔膜13位于第二正极段上方的部分的长度不超过电芯1宽度的1/3，避免电芯1与包装膜袋接触不良而导致绝缘断路。

步骤s205：采用固定胶3固定隔膜13的两端以及固定正极极片11与负极极片12的外端。具体地，通过固定胶3使隔膜13的两端分别于对应的正极集流体111和负极集流体121粘接，正极极片11和负极极片12的外端分别与隔膜13粘接连接，从而使隔膜13、正极极片11和负极极片12连接为一体。

采用上述方法卷制的电芯1，电芯1最外层的两层分别为正极集流体111和负极集流体121。且由于正极极片11与负极极片12均仅进行了半圈折叠卷绕，使电芯1的在沿其厚度方向上的敷料层仅有六层，隔膜13层仅有三层，减小了电芯1敷料层的层数及隔膜13层的层数，从而能够有效减小电芯1的厚度，即使电池的整体厚度能够做的较薄。采用本方法制备的电芯1的厚度可以做到0.3mm以下，有利于超薄电池的制备。

在本实施例中，上述描述所用的顺时针、逆时针等描述均基于图3所示的正极极片11和负极极片12的设置方向，当实际运用中，正极极片11和负极极片12的设置位置与图3所示的位置不同时，弯折的顺时针方形或逆时针方向可以与上述描述的不同。

步骤s3：电芯膜袋封装。

具体地，包括如下步骤：

步骤s301：分别准备正极金属膜21及负极金属膜22；

准备两张金属膜，两张金属膜中的一张为正极金属膜21，另一张为负极金属膜22，且每张金属膜均包括依次层叠设置的绝缘保护层、金属材层和绝缘热封层。

在本实施例中，正极金属膜21和负极金属膜22的层结构相同，且绝缘保护层和绝缘热封层的材质相同，不同之处在于金属材层的金属材质不同。

在本实施例中，正极金属膜21的金属材层的金属材质为铝箔，其与正极集流体11的材质一致。金属膜22的金属材质为铜箔，其与负极集流体12的材质一致，从而能够使正极金属膜21作为正极极片11的一部分，负极金属膜22作为负极极片12的一部分，且能够实现正极集流体11与正极金属膜21以及负极集流体12与负极金属膜22之间的良好导电性。在其他实施例中，正极金属膜21的金属材层的材质还可以为铝合金，负极金属膜21的金属材层的材质可以为镍等。

在本实施例中，绝缘热封层的材质为cpp绝缘热封胶，在其他实施例中，绝缘热封层的材质还可以为能够实现绝缘和热融封印的其他材质。

步骤s302：在金属膜上设置导电部和极耳部；

在金属膜的绝缘热封层上设置露出金属材层的导电部，在金属膜的绝缘热封层上或绝缘保护层上设置露出金属材层的极耳部。

具体地，图4为本发明实施例提供的正极金属膜21的结构示意图，图5为本发明实施例提供的负极金属膜22的结构示意图。如图4和5所示，正极金属膜21和负极金属膜22均为矩形的片状结构，正极金属膜21包括相邻设置的正极主体区211和第一气袋区212，正极主体区211的一侧设置有极耳区213。负极金属膜22包括相邻设置的负极主体区221和第二气袋区222，负极主体区221的一侧设置负极极耳区223。

在本实施例中，主体区用于放置电芯1，正极主体区221和负极主体区222的面积均大于电芯1一侧的面积，正极主体区221和负极主体区222分别与电芯1的两侧相对应。气袋区用于收集电芯1夹具化成时产生的气体及富余的电解液。极耳区用于设置极耳部，使电芯封装后，极耳部能够位于电芯1的外侧，方便电芯1通过极耳部与外部电连接。

在本实施例中，导电部和极耳部均设置在绝缘热封层上，且导电部设置在主体区，极耳部设置在极耳区，有利于对金属膜的加工以及导电部和极耳部的设置。即正极金属膜21的一面设置有正极导电部214和正极极耳部215，负极金属膜22的一面设置有负极导电部224和负极极耳部225。

在其他实施例中，可以将导电部设置在金属膜的绝缘热封层上，将极耳部设置在金属膜的绝缘保护层上，从而使导电部和极耳部位于金属膜的两侧，此时，可以不设置极耳区，且极耳部可以设置在绝缘保护层对应主体区的任意位置，有利于减小封装后电芯的体积。但由于需要在金属膜的两侧分别加工极耳部和导电部，相较在金属膜的一侧设置极耳部和导电部，增加了金属膜的加工难度。

在本实施例中，极耳区与气袋区分别位于主体区相邻的一侧，在其他实施例中，极耳区与气袋区也可以分为位于主体区相对的一侧，只要能使主体区与气袋区分隔，使电芯1封装后，极耳区位于封装后的电芯1的外侧即可。

在本实施例中，在图4和图5中，正极导电部214和负极导电部224均为圆形，正极极耳部215和负极极耳部216为矩形，在其他实施例中，导电部与极耳部的形状可以为任意形状，只要能实现导电部所在处的金属材层与对应的正极集流体111或负极集流体112充分接触即可，本实施例不做具体限制。

步骤s303：将两片金属膜进行模切形成合适大小的包装膜片；

步骤s304：将两张金属膜的至少一侧热封形成包装膜袋2；

具体地，将正极金属膜21设置有绝缘热封层的一面与负极金属膜22设置有绝缘热封层的一面相对叠加设置，且使正极主体区211与负极主体区221相对、第一气袋区212与第二气袋区222相对以及正极极耳区213与负极极耳区223相对，且正极极耳部215与负极极耳部225错位设置。

正极金属膜21与负极金属膜22在主体区与与极耳区的交界处进行软封或硬封热封封印，且热封线横贯金属膜的气袋区，使热封形成的包装膜袋形成位于热封线一侧且用于包覆电芯1的包装袋区和位于热封线另一侧的侧边区，且主体区和大部分的气袋区均位于包装袋区，极耳区及气袋区与极耳区相邻的区域位于侧边区。

在本实施例中，热封形成包装膜袋2时，可以仅对金属膜的一侧进行热封，即极耳区与主体区的交界处进行热封，方便电芯1在包装膜袋2内的放置。在其他实施例中，也可以对金属膜的两侧或三侧进行热封形成包装膜袋2，只要能使电芯1放置在包装膜袋2的包装袋区内即可。

步骤s305：装电芯1；

将电芯1放置在热封好的包装膜袋2内，使正极集流体111与正极主体区211相对，且正极集流体111与正极导电部214所在处的金属材层接触；使负极集流体121与负极主体区221相对，且负极集流体121与负极导电部224所在处的金属材层接触。

步骤s306：封装；

热封包装膜袋2的未封闭侧边并预留注液口。具体地，将正极主体区211与第一气袋区212所在侧相对的侧边与负极主体区221与第二气袋区222所在侧相对的侧边进行热封封印，将正极金属膜21与正极极耳区213所在侧相对的侧边与负极金属膜22与负极极耳区223所在侧相对的侧边进行热封封印，使包装膜袋2的一端开口，且开口处形成注液口。

在其他实施例中，也可以将气袋区与主体区所在侧相对的侧边进行封印以及将主体区与气袋区所在侧相对的侧边进行封印，使主体区与极耳区所在侧相对的一侧作为注液口进行预留，只要能使电芯封装后的包装膜袋2预留用于注液口的开口即可。

步骤s4：烘烤。

将封装电芯1进行真空烘烤，该步骤与常规的电池制备方法中的烘烤步骤相同，本实施例不再进行赘述。

步骤s5：注液。

将电解液从注液口中注入，形成电池半成品，并进行高温静止。

步骤s6：热封密封：对注液口进行热封封印处理，使包装膜袋2的包装袋区的四边均热封密封。

步骤s7：化成。

将电池半成品进行负压化成，并高温静止。该步骤与常规电池制备方法的步骤相同，本实施例不再进行赘述。

步骤s8：裁剪极耳。

对正极极耳区213和负极极耳区223进行裁剪，获取所需尺寸的正极极耳及负极极耳。该步骤为非必须步骤，可以对极耳区进行裁剪，也可以不对极耳区进行裁剪，应根据实际情况进行选择。

步骤s9：修整成型。

将电池半成品进行抽真空、平压及焊密封钉等处理，并使正极金属膜21与负极金属膜22在主体区与气袋区的交界处进行热封封印后，将气袋区进行裁切，获得成品电池，加工形成的电池如图6所示。

步骤s10：检测。

对产品电池进行容量检测、高压性能测试等检测。该步骤与常规制备方法的步骤相同，本实施例不再进行赘述。

本实施例提供的电池制备方法，通过采用半圈折叠的电芯1卷绕方式，可以减小电芯1中涂层的层数以及隔膜13的层数，从而有效减小电池的厚度，有利于电池的超薄话发展；通过设置正极金属膜21和负极金属膜22对叠形成膜袋，在正极金属膜21和负极金属膜22上分别设置正极极耳部215和负极极耳部225，可以使正极金属膜21和负极金属膜22本身分别作为正极极片11及负极极片12的一部分，避免了在正极集流体111和负极集流体121上额外设置正极极耳和负极极耳，简化了电池的生产工艺，同时由于极耳无需从电芯1中伸出，减小了电池的整体厚度；再者，通过采用cpp树脂胶对正极金属膜21和负极金属膜22进行热封处理，避免了使用极耳胶包装膜带与电芯1，提高了电池的安全性和可靠性，能有效防止电池产生漏电、短路或腐蚀漏液等情况，同时，避免了采用极耳胶密封导致的极耳密封处厚度增大的问题，进一步减小了电池的整体厚度。

本实施例还提供了一种电池，采用上述的电池制备工艺形成。

实施例二

图7为本发明实施例提供的电池制备方法的流程图，如图7所示，本实施例提供了一种电池制备方法，与实施例一相比，本实施例二提供的制备方法除步骤s1中正极极片与负极极片的成型方式以及步骤s2中电芯的成型方式不同外，其他步骤均与实施例一种的各步骤相同，本实施例不再对与实施例一相同的步骤进行赘述。

图8为本实施例提供的电芯的结构示意图，如图8所示，本实施例提供的电芯由正极极片、负极极片及隔板层叠形成。正极极片、负极极片以及电芯的成型过程如下。

步骤s1：形成正极极片11和负极极片12。

其包括如下步骤：

步骤s11：在正极集流体111的一面敷设第一正极敷料层112形成正极卷料，在负极集流体121的一面覆设第一负极敷料层122负极涂料形成负极卷料；

步骤s12：对正极卷料和负极卷料进行裁片，制得正极极片11和负极极片12；

步骤s12：叠片形成电芯1：

将正极极片11、隔膜13和负极极片12层叠形成电芯1，其中，第一正极敷料层112和第一负极敷料层122分别位于隔膜13的两侧，正极集流体111和负极集流体121分别均位于电芯1的外侧。

叠片完成后，以固定胶3固定，固定胶3位于电芯上下两端，固定胶3将正极主极片11和负极主极片12固定在一起，制得电芯1。

图8为本实施例提供的电芯1的结构示意图，形成的电芯1仅有两侧敷料，厚度较薄，有利于超薄电池的应用。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。