一种铝塑膜、软包电池的制备方法及软包电池与流程

1.本发明属于电池技术领域，具体涉及一种铝塑膜、软包电池的制备方法及软包电池。


背景技术：

2.锂离子电池因其具有能量密度高、安全性能好等特点，因而备受关注，随着在3c类电子产品中应用越来越成熟，锂离子电池逐渐过渡到新能源汽车领域。
3.其中，软包电池是锂离子电池的重要组件部分，由铝塑膜和电芯组成。常规铝塑膜包括侧封边和顶封边，在封装时，是通过封头分别将侧边和顶边热封融合形成侧封边和顶封边。随着电芯能量密度需求越来越高，电芯长度方向以及宽度方向的余量越少，为了提高软包电池的能量密度，通常会采取减窄顶封封印，增加极片压实密度等方式，然而，采用这些方式，容易导致电芯浸润困难，内部游离电解液变多，化成时电芯主体加压产气，加之顶封封印越窄，气液通往气带的通道越小，电芯内部气液对顶封封印的冲击会越来越强烈，经常出现顶封/侧封封印被冲开的现象。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种铝塑膜，以解决软包电池容易出现顶封/侧封封印被冲开的问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种铝塑膜，包括铝塑膜本体，所述铝塑膜本体包括用于放置电芯的凹槽区以及气袋区，所述凹槽区和所述气袋区并排设置；其中，所述铝塑膜本体具有顶封边、与所述顶封边相对设置的第一底封边以及第一侧封边，所述第一侧封边位于所述气袋区远离所述凹槽区的一侧，所述第一底封边和所述凹槽区之间设置有预封边，所述预封边与所述凹槽区之间形成有第一通道，所述第一通道与所述气袋区相连通。
6.进一步地，所述预封边的封印厚度比所述顶封边的封印厚度大10um～30um。
7.进一步地，所述第一通道的宽度为2.0mm～5.0mm。
8.进一步地，所述顶封边与所述凹槽区之间形成有第二通道，所述第二通道的宽度为0.5mm～2mm。
9.进一步地，所述预封边的长度小于所述凹槽区的宽度。
10.本发明还提供了一种软包电池的制备方法，包括以下步骤：
11.s1、采用冲壳机在铝塑膜冲压形成有凹槽区以及气袋区；
12.s2、将电芯放入凹槽区内，所述铝塑膜沿着第一方向翻折，所述第一方向为顶封边的长度方向；
13.s3、所述铝塑膜分别沿着顶封边、预封边以及第一底封边进行封装，然后进行烘烤；
14.s4、向所述凹槽区注入电解液，并沿着第一侧封边进行密封；
15.s5、将步骤s4制得的电池进行静置、化成处理；
16.s6、将气袋区裁切而出，然后沿裁切方向封边以形成第二侧封边，并对电池底部进行精封以形成第二底封边。
17.进一步地，所述第二底封边与所述电芯之间形成有间隙，所述间隙的宽度为0.5mm～2.0mm。
18.进一步地，所述第二侧封边和所述第二底封边采用l型封头一次成型。
19.本发明还提供了一种软包电池，由上述的软包电池的制备方法制成。
20.本发明的有益效果在于：
21.(1)本发明提供的一种铝塑膜，包括铝塑膜本体，所述铝塑膜本体包括用于放置电芯的凹槽区以及气袋区，所述凹槽区和所述气袋区并排设置；其中，所述铝塑膜本体具有顶封边、与所述顶封边相对设置的第一底封边以及第一侧封边，所述第一侧封边位于所述气袋区远离所述凹槽区的一侧，所述第一底封边和所述凹槽区之间设置有预封边，所述预封边与所述凹槽区之间形成有第一通道，所述第一通道与所述气袋区相连通。本发明提供的一种铝塑膜，与传统的铝塑膜相比，其由之前的由下往上包壳方式转变为由左向右进行包壳方式，第一底封边和凹槽坑之间预留有足够的空间，当软包电池化成处理时，电芯由于内部发生化学反应从而产生的气体，以及凹槽坑内游离的液体能够通过第一通道进入气袋区，降低气体和游离的液体对顶封封印的冲击，从而避免顶封封印被冲开造成漏液。
22.(2)本发明提供的一种铝塑膜，在第一底封边和凹槽区之间设置有预封边，该预封边与凹槽区之间的距离小于第一底封边与凹槽区的距离，从而在封装时，能够避免放置在凹槽区内的电芯出现晃动，从而固定住电芯。
23.(3)本发明提供的一种铝塑膜，预封边的长度小于凹槽区的宽度，气体以及游离的液体经过第一通道流出至第一通道的最右端后，进入第一底封边与凹槽区之间的间隙中，且该间隙大于第一通道的宽度，从而能够使得气体和游离的液体顺利进入气袋区，降低其对第一底封边的冲击。
附图说明
24.下面将参考附图来描述本发明示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
25.图1为现有软包电池的封装示意图；
26.图2为现有软包电池裁切气袋后的封装示意图；
27.图3为本发明实施方式中的软包电池的封装示意图；
28.图4为本发明实施方式中的软包电池裁切气袋后的封装示意图。
29.其中，附图标记说明如下：
30.1、铝塑膜本体；11、顶封边；12、第一底封边；13、第一侧封边；14、预封边；15、第二侧封边；16、第二底封边；2、凹槽区；3、气袋区；4、第一通道；5、第二通道；w1、第一通道的宽度；l、预封边的长度；w2、凹槽区的宽度；w3、间隙的宽度；x、第一方向。
具体实施方式
31.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名
称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
32.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
33.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.以下结合附图1～4对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
35.现有的软包电池其制备工艺一般包括以下步骤：
36.冲壳-顶封-侧封-真空烘烤-注液-静置-化成处理-除气封装，注液封装后的软包电池如图1所示。
37.具体地，采用冲壳机在裁切好的铝塑膜上冲出一个小坑和一个内坑；将裸电芯放入内坑中，具有内坑的这一侧作为主体，气袋位于电芯的右侧，铝塑膜由下向上对折包壳，然后分别完成顶封和侧封，电芯烘烤后通过气袋侧注入电解液，然后完成一封，静置完成后对电芯进行充电，化成工序电芯由于内部反应产生气体，主体内部游离的气体与液体通过通道b(侧封内未封区)转移至通道a(顶封内未封区域)，再慢慢地进入气袋中，随着电芯能量密度的提升，通常会存在空间余量不足，进而使得顶封封印也随之变窄，通道a的宽度会变窄，软包电池在化成时，能够允许气体和液体通过的通道a由于过窄会导致大部分气体和液体无法快速排入气袋内，导致主体内气压不断上升，进而直接冲击着顶封封印和侧封封印，当气压攀升到上限值时，顶封封印和侧封封印被冲开出现漏液，其次，发明人还发现，由于通道a变窄，当气体从通道a左端流至右端出口时，对c部位(气袋和主体的交界处)会形成较大的冲击，特别是薄款电池，薄款铝塑膜在c部位受到较大冲击时，极易形成严重的褶皱现象，影响电芯除气封装效果，导致电芯除气封装边封印打皱漏液。
38.基于此，本发明提供了一种铝塑膜，包括铝塑膜本体1，铝塑膜本体1包括用于放置电芯的凹槽区2以及气袋区3，凹槽区2和气袋区3并排设置；其中，铝塑膜本体1具有顶封边11、与顶封边11相对设置的第一底封边12以及第一侧封边13，第一侧封边13位于气袋区3远离凹槽区2的一侧，第一底封边12和凹槽区2之间设置有预封边14，预封边14与凹槽区2之间形成有第一通道4，第一通道4与气袋区3相连通。本发明提供的一种铝塑膜，与传统的铝塑膜相比，其由之前的由下往上包壳方式转变为由左向右进行包壳方式，第一底封边12和凹槽坑之间预留有足够的空间，当软包电池化成处理时，电芯由于内部发生化学反应从而产生的气体，以及凹槽坑内游离的液体能够通过第一通道4进入气袋区3，降低气体和游离的液体对顶封封印的冲击，从而避免顶封封印被冲开造成漏液。
39.在本实施例中，预封边14的封印厚度比顶封边11的封印厚度大10um～30um，第一通道的宽度w1为2.0mm～5.0mm，优选地，第一通道的宽度w1优选为2.0mm、2.2mm、2.5mm、2.6mm、3.0mm、3.5mm、3.8mm、4.0mm、4.5mm或4.8mm，这样设计，一是能够保证第一通道4具有足够的宽度，从而保证电芯内部产生的气体以及处于游离状态的液体能够快速通过第一通道4进入气袋内，二是能够使得预封边14与凹槽区2的距离适宜，保证电芯在凹槽区2内不会出现晃动。
40.优选地，顶封边11与凹槽区2之间形成有第二通道5，第二通道5的宽度为0.5mm～2mm。当电池内部产生气体时，产生的气体以及处于游离状态的液体也能够通过第二通道5进入气袋内，当第二通道5通过的气体以及液体临近饱和时，凹槽区2内的气体和液体还可通过第一通道4流入气袋内。即，本发明开辟了多个供气体和液体流入气袋区3内的通道，即能够保证软包电池的能量密度不损失，也能够保证顶封封印不被冲开，使得在化成阶段产生的气体和液体能够快速进入气袋内，避免电芯内部的气体压强不断攀升。
41.更为具体地，预封边的长度l小于凹槽区的宽度w2，这样设计，当气体以及液体沿着第一通道4流至第一通道4的出口处时，气体和液体顺利进入第一底封边12与凹槽区2所形成的通道内，且该通道的宽度大于第一通道的宽度w1，能够减缓气体和液体的流速。
42.本发明还提供了一种软包电池的制备方法，包括以下步骤：
43.s1、采用冲壳机在铝塑膜冲压形成有凹槽区2以及气袋区3；
44.s2、将电芯放入凹槽区2内，铝塑膜沿着第一方向x翻折，第一方向x为顶封边11的长度方向；
45.s3、铝塑膜分别沿着顶封边11、预封边14以及第一底封边12进行封装，然后进行烘烤；
46.s4、向凹槽区2注入电解液，并沿着第一侧封边13进行密封；
47.s5、将步骤s4制得的电池进行静置、化成处理；
48.s6、将气袋区3裁切而出，然后沿裁切方向封边以形成第二侧封边15，并对电池底部进行精封以形成第二底封边16。
49.优选地，第二底封边16与电芯之间形成有间隙，间隙的宽度w3为0.5mm～2.0mm。
50.优选地，第二侧封边15和第二底封边16采用l型封头一次成型。
51.值得一提的是，本发明中的第一通道的宽度w1为2.0mm～5.0mm，使得铝塑膜底部具有较大的空间，电解液可快速通过第一通道4向电芯进行扩散浸润，浸润效果相对于传统工艺效果更快，电芯浸润效果更明显，静置后电芯进行化成，化成阶段产生的气体可分别通过第一通道4与第二通道5向气袋里进行排气，第一通道4宽度比第二通道5的宽度大，从而使得电芯产生的气体往气袋排入的速度更快，凹槽区2内的液体以及气体对顶封封印冲击变小，从而确保顶封封印有效性，其中，电芯完成化成后，完成除气封装。具体为，通过刺刀刺破气袋，然后抽真空抽出电芯内多余的气体和液体，之后将气袋裁切掉，采用l型封头完成除气封装与底部精封，除气封装与底部精封可一次完成，提高了生产效率。
52.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
53.根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。