专利名称：一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池生产技术领域，特别是涉及一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置。
背景技术：
目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便 携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电 动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的质量合格 率要求越来越高。随着高端产品的不断研发，新产品往往要求在保持尺寸不变的情况下增加容量， 这给锂离子聚合物电池的尺寸提出了更加苛刻的要求，尤其是在厚度方面。厚度是锂离子 聚合物电池的重要尺寸参数，其大小关系着电池能否使用，厚度控制是锂离子电池生产过 程中非常重要的环节。需要说明的是，如果电池的厚度过大，会导致电池直接报废，无法投入具体应用， 厚度过小意味着电池容量和循环性能低，无法满足用户的日常用电需求；而厚度不均勻会 导致电池容量和循环性能产生一致性差异，影响到电池的正常使用性能，因此，电池的厚度 直接影响到锂离子电池的性能。目前，传统采用的锂离子电池厚度控制方法主要是在锂离子聚合物电池化成及 后续处理时，在电池上下两端分别垫有一片硬质夹片，然后用多个燕尾夹固定，从而使得电 池在化成及后续工序处理过程中持续受到燕尾夹的夹持力作用，从而防止电池的厚度增 力口，在电池做完化成或后续工序处理后再从工序设备上取出之前，电池生产工人还需要将 燕尾夹和夹片一一卸下。但是，对于上述传统的锂离子电池控制厚度方法，由于控制厚度的作业完全由电池 生产工人手工完成，在夹卸电池及上下设备时电池生产工人作业的难度增大；并且，每只电 池均需至少4次夹卸作业，电池生产工人的作业效率太低，严重影响了电池的整体生产效率。此外，被燕尾夹夹住的电池在上下设备时非常容易发生外短路，因电池上夹有金 属燕尾夹，同时辅助夹片及燕尾夹占用了额外的设备空间，所以电池的两极耳容易碰触到 燕尾夹，从而发生外短路，同时上下电池时极耳容易发生断裂；
鉴于一般的锂离子聚合物电池在化成时带有气袋，电池在上设备时如果用燕尾夹夹 持，则气袋必须弯折，相对脆弱的封装部位容易开裂，即造成底脚开裂不良；而且电池受到 多个燕尾夹夹持，电解液不容易进入夹紧的极片中，在化成及后处理时不利于极片充分浸 润和吸收利用电解液，容易在部分区域产生析锂的现象，因此对电池容量及循环性能造成 负面影响，影响到电池的整体性能。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，其无需进行电池夹持操作，通过冷压定形即可控制锂离子聚合物电池的厚度，从而提升了电池的容量，保证了电池的质量合格率和整体性能，并且让电池生产工人的作业强度大大降低， 有效提高了电池的生产效率，降低了电池的生产成本，保证了电池的使用寿命，有利于提高 生产厂家电池产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。为此，本发明提供了一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，包括有冷压机和 冷压模板4，所述冷压模板4上具有多个镂空的凹槽40，所述凹槽40中放置有需要控制厚 度的电池，所述冷压机对该电池进行冷压定形。其中，所述凹槽40包括长方形部分41，所述长方形部分41的长度和宽度与所述需 要控制厚度的电池相对应匹配。其中，所述凹槽40还包括有为气袋预留的梯形部分42，所述梯形部分42和长方形 部分41相连通。其中，所述长方形部分41的厚度为电池生产厂家预先设定的、最终成品电池的厚度。其中，所述冷压模板4的上下两端均铺垫有聚酯PET膜1和硅胶垫2。其中，所述冷压模板4上方从上到下依次设置有一层聚酯PET膜1、一层硅胶垫2 和一层聚酯PET膜1。其中，所述冷压模板4的下方设置有一个冷压托盘7。其中，所述冷压模板4与冷压托盘7之间的空间从上到下依次设置有一层聚酯PET 膜1、一层硅胶垫2。其中，所述聚酯PET膜1和硅胶垫2用双面胶粘接在一起。由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种新型 锂离子聚合物电池厚度控制装置，其在进行化成和后续工序处理时，无需进行电池夹持操 作，通过在冷压模板上放置电池进行冷压定形，即可实现很好地控制锂离子聚合物电池的 厚度，从而提升了电池的容量，保证了电池的质量合格率和整体性能，并且让电池生产工人 的作业强度大大降低，有效提高了电池的生产效率，降低了电池的生产成本，保证了电池的 使用寿命，有利于提高生产厂家电池产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
图1为本发明提供的一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置中的冷压模板的 结构示意图2为本发明提供的一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置中采用的冷压结构的 示意图中1为聚酯PET膜，2为硅胶垫，4为冷压模板，40为凹槽，41为长方形部分，42为 梯形部分，7为冷压托盘。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本 发明作进一步的详细说明。图1为本发明提供的一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置中的冷压模板的结构示意图。参见图1，本发明提供了一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，可以运用在进 行电池化成工序和后续工序处理过程中控制电池的厚度，包括有冷压机和冷压模板4，所述 冷压模板4上具有六个镂空的凹槽40，所述凹槽40中放置有需要通过冷压定形来控制厚度 的电池，由所述冷压机对该电池进行冷压定形；
参见图1，在本发明中，所述凹槽40包括长方形部分41和梯形部分42，所述长方形部 分41和梯形部分42相连通。在本发明中，所述长方形部分41的长度和宽度与所述需要控制厚度的电池相对 应匹配，并且所述长方形部分41的厚度为电池生产厂家预先设定的、最终成品电池的厚
度。 在本发明中，所述梯形部分42为气袋预留，用于放置聚合物锂离子电池在进行化 成工序时带有的气袋，使得在化成工序中所带有的气袋无需弯折，对防止电池底脚开裂具 有很大帮助，可以防止电池在进行冷压时气袋中的气体将电池所述长方形部分41的位置 (即电池封装位置和控制电池厚度位置)撑开。对于本发明，通过冷压机对放置在冷压模板4的凹槽40中的电池进行冷压，可以 控制电池的厚度并对电池进行定形，使得最终冷压成型电池的厚度与凹槽40的厚度相同。 具体实现上，所述冷压机对电池的冷压定形工序位于电池的化成工序和除气工序之间。具体实现上，参见图2，所述冷压模板4的上下两端均铺垫有可绝缘的聚酯PET膜 1和硅胶垫2，可以防止电池发生短路和外观不良。具体结构为所述冷压模板4上方从上 到下依次设置有一层聚酯PET膜1、一层硅胶垫2和一层聚酯PET膜1 ；当然根据需要，本发 明的所述冷压模板4还可以为设置任意层数的聚酯PET膜1和/或硅胶垫2，例如可以为三 层硅胶垫2，还可以为三层聚酯PET膜1，还可以为两层硅胶垫2和一层聚酯PET膜1。需要 说明的是，硅胶垫2层和聚酯PET膜1层的上下位置关系可以根据用户的需要任意选择设 定。对于本发明，具体实现上，参见图2，所述冷压模板4的下方设置有一个冷压托盘 7，所述冷压模板4与冷压托盘7之间的空间从上到下依次设置有一层聚酯PET膜1、一层硅 胶垫2，当然，所述冷压模板4与冷压托盘7之间还可以设置任意层数的聚酯PET膜1和/ 或硅胶垫2。具体实现上，相邻的硅胶垫2与聚酯PET膜1之间、相邻的两层硅胶垫2之间和相 邻的两层聚酯PET膜1之间都可以用双面胶粘接在一起。下面给出本发明提供的一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置的具体实施 例
以锂离子聚合物电池PP284864AB为例，该电池的长度为64mm，宽度为48mm，厚度为 2. 8mm。电池在化成工序完成后，用冷压机对电池进行冷压处理，要求冷压模板3的镂空凹 槽40的尺寸(即长度与宽度)与需要控制厚度的锂离子聚合物电池相对应匹配，并且具体实 现上，冷压模板4的材料厚度优选为小于电池的最终厚度。在冷压机进行冷压之前，首先将需要控制厚度的电池保持放置在冷压模板4的凹 槽40中，所述冷压模板4的下方铺垫有一层聚酯PET膜1、一层硅胶垫2和冷压托盘7，所 述冷压模板4的上面盖上已经粘接在一起的双层PET膜1和硅胶垫2，然后再用冷压机从上方往下对冷压模板4进行冷压用力，对冷压模板4以及冷压模板内的需要控制厚度的锂离 子聚合物电池进行施压，从而实现保证电池持续受到压力控制，使得凹槽40中电池的厚度 最终固定并且形状与所述凹槽40的长方形部分41相同。需要说明的是，具体实现上，所述冷压机的冷压参数为每次冷压6只电池，冷压 时间为20秒，冷压压力为20KN。经过上述试验表明，将本发明提供的装置加入到电池的生产工序中，可以很大程 度上提升电池生产工人的作业效率，节省大部分的人员及辅料成本投入，并保证所生成的 电池厚度不良品明显减少，并且电池在化成工序进行过程中，无需进行电池夹持操作，不存 在由于燕尾夹碰触到电池极耳而导致的短路问题和电池极耳断裂问题，因此在完成电池化 成工序后具有短路、极耳断裂问题的电池废品明显减少，减少了电池底脚开裂的几率；保证 电池的容量有较大的提高。此外，由于减少了大量辅助用品的消耗，有利于现场及人员管 理。
通过运用本发明，由于电池在充放电过程中无外力夹持，从而电池的极片可以充 分浸润吸收电解液，有利于提高电池的容量和整体循环性能，同时不容易产生析锂的问题。通过运用本发明，在电池化成工序中进行冷压，可以对电池具有更好的定形效果， 既可减少后序工序中的电池厚度不良品，又可防止电池的厚度事后反弹。对于本发明，具体实现上，可以采用受力转换的思路，通过在采用传统的燕尾夹夹 持电池来控制电池厚度的方法时，计算电池在化成工序和后续工序处理中所受夹持力总和 与时间的乘积，将其转换为本发明在冷压控制电池厚度时电池受力与时间的乘积，使之最 终达到相同的控制效果。综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种新型锂离子聚合物电池厚度控 制装置，其在进行化成和后续工序处理时，无需进行电池夹持操作，通过在冷压模板上放置 电池进行冷压定形，即可实现很好地控制锂离子聚合物电池的厚度，从而提升了电池的容 量，保证了电池的质量合格率和整体性能，并且让电池生产工人的作业强度大大降低，有效 提高了电池的生产效率，降低了电池的生产成本，保证了电池的使用寿命，有利于提高生产 厂家电池产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，其特征在于，包括有冷压机和冷压模板(4)，所述冷压模板(4)上具有多个镂空的凹槽(40)，所述凹槽(40)中放置有需要控制厚度的电池，所述冷压机对该电池进行冷压定形。
2.如权利要求1所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述凹槽(40)包括长方形部 分(41)，所述长方形部分(41)的长度和宽度与所述需要控制厚度的电池相对应匹配。
3.如权利要求2所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述凹槽(40)还包括有为气 袋预留的梯形部分(42)，所述梯形部分(42)和长方形部分(41)相连通。
4.如权利要求2所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述长方形部分(41)的厚度 为电池生产厂家预先设定的、最终成品电池的厚度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述冷压模板 (4)的上下两端均铺垫有聚酯PET膜(1)和硅胶垫(2)。
6.如权利要求5所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述冷压模板(4)上方从上到 下依次设置有一层聚酯PET膜(1)、一层硅胶垫(2)和一层聚酯PET膜(1)。
7.如权利要求5所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述冷压模板(4)的下方设置 有一个冷压托盘(7)。
8.如权利要求7所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述冷压模板(4)与冷压托盘 (7)之间的空间从上到下依次设置有一层聚酯PET膜(1)、一层硅胶垫(2)。
9.如权利要求8所述的电池厚度控制装置，其特征在于，所述聚酯PET膜(1)和硅胶垫 (2)用双面胶粘接在一起。
全文摘要
本发明公开了一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，包括有冷压机和冷压模板(4)，所述冷压模板(4)上具有多个镂空的凹槽(40)，所述凹槽(40)中放置有需要控制厚度的电池，所述冷压机对该电池进行冷压定形。本发明公开的一种新型锂离子聚合物电池厚度控制装置，其在进行化成和后续工序处理时，无需进行电池夹持操作，通过在冷压模板上放置电池进行冷压定形，即可实现很好地控制锂离子聚合物电池的厚度，从而提升了电池的容量，保证了电池的质量合格率和整体性能，有效提高了电池的生产效率，降低了电池的生产成本，具有重大的生产实践意义。
文档编号H01M10/058GK101969139SQ20101023763
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月27日 优先权日2010年7月27日
发明者刘江, 许少辉, 贾学恒 申请人:天津力神电池股份有限公司