专利名称：一种方形锂离子电池的制作方法
技术领域：
本实用新型是关于一种锂离子电池，更具体地说是关于一种方形锂离子电池。
背景技术：
方形锂离子电池是锂离子电池中应用最广泛、也是最基本的一类锂电池。其中以单节的成品锂电池块(PACK)应用最多，它包括里面的方形或长方形电芯部分和外加保护层(塑胶或标贴纸)。其中，电芯部分包括电芯、保护线路板和保护器组合。
由于电芯本身特殊的生产工艺，决定了电芯部分的外形结构特点，即成品电芯部分的中间部分会鼓起，图1给出了电芯部分1的外观示意图，图2给出了电芯部分1的厚度截面示意图，其中，10为部分电芯1鼓起的部分，其厚度比四周边缘大0.2毫米左右，即鼓起部分10的厚度T2与四周边缘的厚度T1存在如下关系T2＝T1+0.2毫米。电芯在充放电循环使用的过程中还会发鼓，中间厚度又会增大，此时T2＝T1+0.4-0.6毫米。总之，在电芯的整个生命周期中，电芯部分中间鼓起部分的厚度比四周边缘单面大0.2-0.3毫米，总厚度大0.4-0.6毫米。
根据锂电池块安装在使用设备或仪器上的位置，通常将它分为两类，即外置式和内置式。现有技术中，外置式锂电池块的外加保护层一般是用两个塑胶壳通过超声波塑焊熔合封闭。内置式锂电池块比外置式锂电池块的应用要广泛得多，因为一款内置式锂电池块可以适用于几款不同的设备和仪器。尽管方形电芯因为容量和尺寸的不同而有多种的型号和规格，但是目前成品锂电池块主要有两种结构，即双壳式结构和方框式结构。
图3给出了具有双壳式结构的方形锂离子电池构成示意图，图4给出了其厚度截面示意图。具有双壳式结构的方形锂离子电池包括电芯部分1，上塑胶壳部分2和下塑胶壳部分3，上塑胶壳部分2和下塑胶壳部分3通过超声波塑焊熔合封闭，将电芯部分1固定。虽然，这种结构的方形锂离子电池具有较好的机械稳定性，然而，按照现有注塑水平，塑胶壳的最小厚度只能达到0.3毫米，因此，整个具有双壳式结构的方形锂离子电池的厚度为T2+0.2×2毫米的厚度，整个电池的厚度大。再者，该结构的方形锂离子电池整个外部都是塑胶，容易造成电池块在跌落过程中胶壳跌裂和胶壳的超声波焊线开裂，因此其跌落性能差。此外，方形锂离子电池外部全部由较厚的塑胶壳包裹，塑胶壳用量大，材料成本高。
图5给出了具有方框式结构的方形锂离子电池构成示意图，图6给出了其厚度截面示意图。具有方框式结构的方形锂离子电池包括电芯部分1，塑胶框4和标贴纸5，电芯部分1除鼓起的两个面的其它四周被塑胶框4围绕固定，四周被塑胶框4围绕固定的电芯部分1的外部全部由标贴纸包裹。由于标贴纸在跌落过程中具有一定的缓冲作用，可以防止塑胶框跌裂，因此，这种结构的方形锂离子电池具有较好的跌落性能。由于塑胶框的注塑难度较小，可以达到0.2毫米的厚度，标贴纸的厚度也只有约0.1毫米左右，因此，这种结构的方形锂离子电池的厚度也较小。但是，这种结构的方形锂离子电池的电芯部分周边套一个塑胶框，外面再裹标贴，电芯在里面可以相对塑胶框移动，其整体结构不牢固，机械性能差。
随着科技水平的进步和锂离子电池应用的日益广泛，对锂电池块的容量要求越来越高，而厚度却要求越做越小，同时要保证良好的跌落和机械性能。传统的双壳式和方框式已经不能满足需求，必须综合考虑各种因素开发出一种新方形锂离子电池。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种新的具有较小的厚度、整体结构牢固，且具有较好跌落性能的方形锂离子电池。
本实用新型提供的方形锂离子电池包括电芯部分1，塑胶框4和标贴纸5，其中，所述塑胶框4包括边框6和与边框6连接的突出的边沿7，电芯部分1四周和鼓起的两个面中未突起的至少一部分分别被塑胶框4中的边框6和突出的边沿7围绕固定，被塑胶框4中的边框6和突出的边沿7围绕固定的电芯部分1的外部由标贴纸包裹。
由于本实用新型巧妙地利用了方形锂离子电池电芯部分中间鼓起部分和四周未鼓起部分所形成的电池内部空间，采用了一种包括边框6和与边框6连接的突出的边沿7的塑胶框固定电芯部分，突出的边沿7紧贴电芯部分未突起的部分，因此，一方面没有增加整个电池的厚度，另一方面，由于突出的边沿7限制了电芯部分的移动，因此，整体结构具有很好的牢固性。又由于采用标贴纸包裹，标贴纸在跌落过程中具有一定的缓冲作用，可以防止塑胶框跌裂，因此，该方形锂离子电池又具有较好的跌落性能。因此，本实用新型提供的方形锂离子电池同时具备了现有方形锂离子电池不能同时具备的较小的厚度、整体结构牢固和较好的跌落性能三种优点。此外，与具有双壳式结构的方形锂离子电池相比还节约了大量材料成本。
图1是方形锂离子电芯部分外观示意图；图2是方形锂离子电芯部分的厚度截面示意图；图3是具有双壳式结构的方形锂离子电池构成示意图；图4是具有双壳式结构的方形锂离子电池的厚度截面示意图；图5是具有方框式结构的方形锂离子电池构成示意图；
图6是具有方框式结构的方形锂离子电池的厚度截面示意图；图7是本实用新型提供的方形锂离子电池构成示意图；图8是本实用新型提供的方形锂离子电池的厚度截面示意图；图9是本实用新型提供的方形锂离子电池构成示意图；图10是本实用新型提供的方形锂离子电池的厚度截面示意图。
具体实施方式
按照本实用新型，该电池包括电芯部分1，塑胶框4和标贴纸5，其中，所述塑胶框4包括边框6和与边框6连接的突出的边沿7，电芯部分1四周和鼓起的两个面中未突起的至少一部分分别被塑胶框4中的边框6和突出的边沿7围绕固定，被塑胶框4中的边框6和突出的边沿7围绕固定的电芯部分1的外部由标贴纸包裹。该电池构成示意图如图7所示，其厚度截面示意图如图8所示。
按照本实用新型提供的电池，所述塑胶框4可以是一个整体。为了安装方便，优选情况下，所述塑胶框4由上塑胶框8和下塑胶框9组成，上塑胶框8的上部和下塑胶框9的下部各带有一个与边框6相连接的突出的边沿7。在组装电池时，将上塑胶框8和下塑胶框9熔合封闭，融合封闭的方法可以采用任何可能的方法，如超声波塑焊法。具有该结构电池的示意图由图9所示，其厚度截面示意图如图10所示。
其中，突出的边沿7的宽度不大于电芯部分鼓起所在面未鼓起部分宽度且至少为电芯部分鼓起所在面未鼓起部分宽度的10％，优选至少30％，更优选至少50％。突出的边沿7的厚度不超过电芯充电时电芯部分鼓起部分的最大的高度即可。
下面的实施例将对本实用新型做进一步说明。
实例1本实例说明本实用新型提供的电池及其性能。
采用电芯型号为LP053048A(长度为52.4毫米，宽度为31.6毫米，电芯部分最大鼓起厚度为5.9毫米，未鼓起部分厚度为5.5毫米)的方形电芯制备了一种如图9所示的方形锂离子电池。上塑胶框8和下塑胶框9中的边框6和突出的边沿7的厚度均为0.2毫米，突出的边沿7的宽度均为2毫米，占电芯部分鼓起所在面未鼓起部分宽度的40％，标贴纸的厚度为0.1毫米。得到的电池的最大厚度为6.1毫米。
对比例1本对比例说明双壳式方形锂离子电池及其性能。
采用同样的电芯制备了如图3所示的双壳式方形锂离子电池，上塑胶壳2和下塑胶壳3的厚度也为0.3毫米。得到的电池的最大厚度为6.5毫米。
对比例2本对比例说明方框式方形锂离子电池及其性能。
采用同样的电芯制备了如图5所示方框式方形锂离子电池，塑胶框的厚度也为0.2毫米，标贴纸的厚度也为0.1毫米。得到的电池的最大厚度为6.1毫米。
将实例1、对比例1和2得到的电池进行跌落性能试验，对比例2制备的双壳式的电池满足的跌落要求是1.5米，水泥地板，每个面跌2次，6个面共跌12次。实例1制备的本实用新型提供的电池满足的跌落要求是1.8米，水泥地板，每个面跌2次，6个面共跌12次，方框式的电池块与此相似。
权利要求1.一种方形锂离子电池，该电池包括电芯部分(1)，塑胶框(4)和标贴纸(5)，其特征在于，所述塑胶框(4)包括边框(6)和与边框(6)连接的突出的边沿(7)，电芯部分(1)四周和鼓起的两个面中未突起的至少一部分分别被塑胶框(4)中的边框(6)和突出的边沿(7)围绕固定，被塑胶框(4)中的边框(6)和突出的边沿(7)围绕固定的电芯部分(1)的外部由标贴纸包裹。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述塑胶框(4)是一个整体。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述塑胶框(4)由上塑胶框(8)和下塑胶框(9)组成，上塑胶框(8)和下塑胶框(9)的下部各带有一个与边框(6)相连接的突出的边沿(7)，上塑胶框(8)和下塑胶框(9)熔合封闭。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的电池，其特征在于，突出的边沿(7)的宽度不大于电芯部分鼓起所在面未鼓起部分的宽度且至少为电芯部分鼓起所在面未鼓起部分宽度的10％。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，突出的边沿(7)的宽度不大于电芯部分鼓起所在面未鼓起部分的宽度且至少为电芯部分鼓起所在面未鼓起部分宽度的30％。
6.根据权利要求1-3中任意一项所述的电池，其特征在于，突出的边沿(7)的厚度不超过电芯充电时电芯部分鼓起部分的最大的高度。
专利摘要一种方形锂离子电池，该电池包括电芯部分(1)，塑胶框(4)和标贴纸(5)，所述塑胶框(4)包括边框(6)和与边框(6)连接的突出的边沿(7)，电芯部分(1)四周和鼓起的两个面中未突起的至少一部分分别被塑胶框(4)中的边框(6)和突出的边沿(7)围绕固定，被塑胶框(4)中的边框(6)和突出的边沿(7)围绕固定的电芯部分(1)的外部由标贴纸包裹。本实用新型提供的方形锂离子电池同时具备了现有方形锂离子电池不能同时具备的较小的厚度、整体结构牢固和较好的跌落性能三种优点。
文档编号H01M10/40GK2768209SQ200420058379
公开日2006年3月29日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者陈贵华 申请人:比亚迪股份有限公司