一种软包电池的顶封方法与流程

本发明涉及锂离子电池制备技术领域，具体而言，涉及一种软包电池的顶封方法。

背景技术：

锂离子电池作为一类具有能量密度高、工作电压高、无记忆效应和循环寿命长等特点的化学电池，锂离子电池在消费电子行业、电动车和储能电站等领域扮演愈来愈重要的角色，从几十毫安时的智能穿戴用小电池至几十安时的方形动力大电池都有所涉及。然而对于软包微电池这种类型的电池(宽度≤20mm)，由于宽度较窄，常规带胶的正负极极耳在跟正负极片焊接后，在卷绕和顶封等后续工序时通常难以摆放，同时极耳胶会互相干扰，影响制作流程。

针对软包微型电池的上述问题，现有解决办法是减小极耳胶肩宽来减小对卷绕和顶封工序的影响。但是，减小极耳胶肩宽虽然能够一定程度上改善正负极耳胶难以摆放、互相干扰的问题，却难以完全解决这种问题。

有鉴于此，特提出本发明。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种软包电池的顶封方法，所述的方法针对微型电池提供一种新的极耳焊接和顶封方法，正负极极耳金属带在跟极片焊接时不带极耳胶，在顶封时再加入极耳胶，这样可以避免常规极耳胶难以摆放、互相干扰的问题，并提高焊接效率，以克服现有技术存在的缺陷。采用不带极耳胶的正负极耳金属带焊接在正负极片上，然后通过半自动或全自动卷绕方式形成裸电芯，最后在裸电芯顶封时加入极耳胶，这种针对微型电池特定的焊接和顶封方式避免了常规焊接和顶封方式时极耳胶摆放困难、互相干扰的问题，保证了焊接和封装质量，同时提高焊接和封装效率。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种软包电池的顶封方法，包括以下步骤：

将正极极耳金属带和负极极耳金属带分别焊接在正、负电极极片上，将带有极耳金属带的正负极分别卷绕，得到裸电芯，将裸电芯预置放入成型后的塑壳中，同时在正极极耳金属带和负极极耳金属带正对位置放入极耳胶(sealant)，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

优选的，所述正极极耳金属带的材质包括铝、镍、铜、银、金、和铂金，更优选为铝。

优选的，所述负极极耳金属带的材质包括铝、镍、铜、银、金、和铂金，更优选为镍。

优选的，所述焊接的方式选自超声焊接或激光焊接。

优选的，所述卷绕的方式为半自动或全自动卷绕。

优选的，所述正极极耳金属带的宽度1～12mm，更优选为1～6mm，厚度为0.05～0.2mm，更优选为0.05～0.12mm。

优选的，所述负极极耳金属带的宽度1～12mm，更优选为1～6mm，厚度为0.05～0.2mm，更优选为0.05～0.12mm。

优选的，所述极耳胶宽度为2～20mm，更优选为2～12mm。

优选的，所述极耳胶的材料包括白胶、黄胶和黑胶。

优选的，正、负极的极耳胶的宽度之和小于封装后的电芯的宽度。

优选的，该方法适用于封装后的电芯的宽度≤20mm的软包电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本申请所提供的软包电池的顶封方法，采用不带极耳胶的正负极耳金属带焊接在正负极片上，然后通过半自动或全自动卷绕方式形成裸电芯，最后在裸电芯顶封时加入极耳胶，这种针对微型电池特定的焊接和顶封方式避免了常规焊接和顶封方式时极耳胶摆放困难、互相干扰的问题，保证了焊接和封装质量，同时提高焊接和封装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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获得其他的附图。

图1为对比例的软包电池的顶封过程示意图；

图2为对比例的软包电池的顶封过程另一示意图；

图3为对比例的软包电池的顶封过程又一示意图；

图4为本发明实施例所述的软包电池的顶封方法的顶封过程示意图；

图5为本发明实施例所述的软包电池的顶封方法的顶封过程另一示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

一种软包电池的顶封方法，包括以下步骤：

将正极极耳金属带和负极极耳金属带分别焊接在正、负电极极片上，将带有极耳金属带的正负极分别卷绕，得到裸电芯，将裸电芯预置放入成型后的塑壳中，同时在正极极耳金属带和负极极耳金属带正对位置放入极耳胶，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

现有技术中，正极片以al箔为集流体，负极片以cu箔为集流体，常规的正负极耳如图1所示，正负极耳来料时分别由al、ni金属带和极耳胶组合在一起。常规的极耳焊接方式如图2所示，在确定焊印尺寸、焊点数量和极耳胶到极片的间距等参数的基础上进行有效焊接，焊接方法可通过超声焊接和激光焊接。常规的顶封方式如图3所示，在确定顶封边宽度、极耳(tab)中心距、负极耳(nitab)到裸电芯右边的距离和露出极耳胶的高度等参数的基础上进行有效顶封。针对软包微型电池类型电池(宽度≤20mm)，由于宽度较窄，上述焊接和顶封方式存在极耳胶摆放困难、互相干扰的问题，不能保证焊接和封装质量的问题。

本发明所提供的软包电池的顶封方法，采用不带极耳胶的正负极耳金属带焊接在正负极片上，然后通过半自动或全自动卷绕方式形成裸电芯，最后在裸电芯顶封时加入极耳胶，这种针对微型电池特定的焊接和顶封方式避免了常规焊接和顶封方式时极耳胶摆放困难、互相干扰的问题，保证了焊接和封装质量，同时提高焊接和封装效率。

优选的，所述正极极耳金属带的材质包括铝、镍、铜、银、金、和铂金，更优选为铝。

电极极耳金属带的材料选自导电性能优异的金属材料，也便于焊接。

优选的，所述负极极耳金属带的材质包括铝、镍、铜、银、金、和铂金，更优选为镍。

电极极耳金属带的材料选自导电性能优异的金属材料，也便于焊接。

优选的，所述焊接的方式选自超声焊接或激光焊接。

超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。

激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现，激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于10⁴～10⁵w/cm²为热传导焊，此时熔深浅、焊接速度慢；功率密度大于10⁵～10⁷w/cm²时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快、深宽比大的特点。

其中热传导型激光焊接原理为：激光辐射加热待加工表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰功率和重复频率等激光参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

超声焊接和激光焊接两种焊接方式，均可将极耳与电极极片之间紧密连接。

优选的，所述卷绕的方式为半自动或全自动卷绕。

优选的，所述正极极耳金属带的宽度1～12mm，更优选为1～6mm，厚度为0.05～0.2mm，更优选为0.05～0.12mm。

优选的，所述负极极耳金属带的宽度1～12mm，更优选为1～6mm，厚度为0.05～0.2mm，更优选为0.05～0.12mm。

优选的，所述极耳胶宽度为2～20mm，更优选为2～12mm。

不论是极耳还是电池本身，尺寸均非常小，因此不适合传统方法中先固定极耳和极耳胶，再进行卷绕电芯。

优选的，所述极耳胶的材料包括白胶、黄胶和黑胶。

优选的，正、负极的极耳胶的宽度之和小于封装后的电芯的宽度。

优选的，该方法适用于封装后的电芯的宽度≤20mm的软包电池。

实施例

一种铝金属带、镍金属带和独立的极耳胶，将不带极耳胶的金属带4(a)和4(b)分别按工艺要求焊接在正极片4(c)和负极片4(d)上，然后通过半自动或全自动卷绕方式形成裸电芯4(f)，最后在裸电芯4(f)顶封时加入极耳胶4(e)，形成封装后的电芯。焊接和顶封方式如图4所示，封装后的电芯如图5所示。这种焊接和顶封方式避免了mini-cell类型电池常规焊接和顶封方式时极耳胶摆放困难、互相干扰的问题，保证了焊接和封装质量，同时提高焊接和封装效率

实施例1

电芯型号为401230，金属带宽度2mm，厚度0.08mm，极耳胶宽度5mm，高度6mm，正极铝金属带以超声波方式焊接在正极片上，负极镍金属带以超声波方式焊接在负极片上，然后通过半自动卷绕机卷绕形成裸电芯，裸电芯尺寸为3.5mm*10.5mm*25mm。将裸电芯预置放入成型后的铝塑壳中，同时在铝金属带和镍金属带正对位置放入极耳胶，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

实施例2

电芯型号为401230，金属带宽度1mm，厚度0.05mm，极耳胶宽度2mm，高度6mm，正极铂金属带以激光焊接在正极片上，负极银金属带以激光焊接在负极片上，然后通过半自动卷绕机卷绕形成裸电芯，裸电芯尺寸为3.5mm*10.5mm*25mm。将裸电芯预置放入成型后的铝塑壳中，同时在铝金属带和镍金属带正对位置放入极耳胶，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

实施例3

电芯型号为401230，金属带宽度12mm，厚度0.2mm，极耳胶宽度12mm，高度12mm，正极铝金属带以超声波方式焊接在正极片上，负极镍金属带以超声波方式焊接在负极片上，然后通过半自动卷绕机卷绕形成裸电芯，裸电芯尺寸为3.5mm*10.5mm*25mm。将裸电芯预置放入成型后的铝塑壳中，同时在铝金属带和镍金属带正对位置放入极耳胶，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

实施例4

电芯型号为401230，金属带宽度6mm，厚度0.12mm，极耳胶宽度12mm，高度6mm，正极铝金属带以超声波方式焊接在正极片上，负极镍金属带以超声波方式焊接在负极片上，然后通过半自动卷绕机卷绕形成裸电芯，裸电芯尺寸为3.5mm*10.5mm*25mm。将裸电芯预置放入成型后的铝塑壳中，同时在铝金属带和镍金属带正对位置放入极耳胶，然后进行顶封和侧封，得到封装后的电芯。

对比例

电芯型号为401230，极耳为带有极耳胶的常规极耳，金属带宽度2mm，厚度0.08mm，极耳胶宽度5mm，高度6mm。采用常规的超声波焊接方式焊接在极片上，然后进行顶侧封。

相对于对比例，实施例所得的电芯不存在极耳摆放火干扰引起的极耳重叠、中心距不良等不合格品，保证焊接和封装质量。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。