本发明涉及叠片电池,具体涉及一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法。
背景技术:
1、在极片制备过程中,需将浆料涂布于基材上,形成一层厚度均匀的湿涂膜区,随后经烘干箱烘干,使涂膜区中的正负极材料牢固粘附在基材上。然而,涂布至基材的浆料在烘烤时,由于涂膜区边缘厚度较薄,干燥速度更快,导致边缘的固含量比中间部分上升得更快,使得涂膜区边缘的浆料表面张力大于中间部分,进而引发浆料向边缘流动,最终导致出烘箱后烤干的极片出现鼓边现象。
2、为解决这一鼓边问题,无论是挤压式涂布机还是转移式涂布机,在涂布时都需对涂膜区边缘进行削薄处理,使涂布边缘区域呈现近似斜坡状——边缘为最薄区域,并逐渐过渡至正常厚度,该削薄范围通常约为10mm。
3、在极片模切环节,由于需要保留未敷料的光箔作为集流体极耳,极组顶部的较薄区域无法被切除。而叠片电池是由一层层正极片、负极片和隔膜叠加而成,随着叠加层数的增加,极组顶部边缘的厚度会逐渐低于其他区域,在顶部形成梯度差。这一梯度差会导致芯包在使用过程中,较薄区域与正常区域的膨胀受力不均匀:芯包边缘因厚度较小,膨胀时所受的力更小,使得正负极片与隔膜之间的传输通道距离增加,进而降低锂离子的传输效率,引发芯包边缘析锂,缩短芯包的使用寿命并降低其安全性能。
4、cn 220021219 u公开了一种针对方形铝壳锂离子动力电池的叠片芯包组件,利用对芯包本体的外表面贴胶条的方式直接对芯包本体的厚度进行了补偿,在装入铝壳前即完成了厚度补偿。然而,铝壳电池与软包装电池的制备工艺存在明显差异,上述技术方案无法解决软包装电池在热压过程中,较薄区域因无法受到足够压力,导致该位置的正、负极片与隔膜不能有效接触并粘接在一起的问题。
技术实现思路
1、针对软包装电池极片因厚度不均匀,在热压过程中无法受到足够的压力,导致正、负极片和隔膜之间形成间隙,产品易失效的技术问题,本发明提供一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,可以令电池在叠片热压过程及化成热压过程极组厚度偏薄的顶部区域受到足够的压力,使该位置的正、负极片与隔膜可以有效接触并粘接在一起,从而提高产品的长期循环性能及极端使用条件下的循环能力,进一步提升产品的一致性。
2、本发明技术方案如下:
3、一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,至少包括如下步骤:
4、(1)在叠片热压台的上台面、下台面各设置一个斜面硅胶垫,然后进行热压,上台面、下台面的斜面硅胶垫的斜面区域完全覆盖极组的削薄区域;
5、(2)将叠好的极组裁切多余隔膜后,在极组上贴胶带,胶带外缘与隔膜贴在一起,以避免单面极片与隔膜分层;
6、(3)极组贴胶后入壳封装,依次经贴保护膜、烘烤、注液及预封口工序,搁置得到单电池,随后对单电池进行化成,化成过程中使用斜面硅胶垫拘束单电池。
7、进一步的,叠片电池为方形叠片电池或异形叠片电池。
8、进一步的,步骤(1)中,斜面硅胶垫为单边斜面硅胶垫,即斜面硅胶垫的一个侧面为平面,另一个侧面全部或局部为斜面。
9、进一步的,步骤(1)中,斜面硅胶垫的斜面角度与极组削薄区域的斜坡角度相适配。
10、进一步的,步骤(1)中,斜面硅胶垫的斜面宽度不小于极组削薄区域的斜坡宽度,优选的,斜面硅胶垫的斜面宽度大于极组削薄区域的斜坡宽度。
11、进一步的,步骤(2)中,胶带覆盖极组顶部7~10 mm位置,极组顶部是指极组设置极耳的一端。
12、进一步的,步骤(2)中,在极组的一侧或两侧粘贴胶带,优选的,至少在极组的正极片一侧粘贴胶带。
13、进一步的,步骤(2)中的胶带指常规锂电池用胶带,如pi茶色高温胶带、pet终止胶带等等。
14、进一步的,步骤(2)中,胶带厚度为16-80 μm,胶带厚度根据极组厚度确定,一般极组越厚选择的胶带越厚。
15、进一步的,步骤(3)在化成过程中,在单电池的极耳侧使用斜面硅胶垫拘束单电池。
16、本发明的有益效果在于:
17、1、在叠片工序增加斜面硅胶垫,可以保证极组热压时顶部削薄区域可以充分受压,避免传统热压偏薄区域压不到形成张口现象,进而导致后续电解液进入过多,化成时仍然无法完全紧密压到,从而形成间隙,造成后续循环顶部鼓胀失效。斜面硅胶垫具有弹性,可以压缩及回弹,设置的斜坡也可以弥补极组本身的厚度差,极组各区域过渡平缓不会引入新的厚度差,可以保证极组状态的一致性。
18、2、对极组顶部削薄区域贴胶可以进一步改善该位置的厚度梯度,减少与正常区域的厚度差,令化成时更容易将顶部压住,而且可以避免电解液大量进入最外层单面极片与对应隔膜、双面极片的间隙中,避免化成时电解液挤不出去形成局部接触不良。
19、3、化成时采用斜面硅胶可以令电池化成时原本偏薄的区域也可以充分受压,保证正、负极片与隔膜充分粘接在一起,防止长期循环或极端使用条件下电解液变少时出现间隙,进而避免该位置析锂造成顶部鼓胀。
20、4、本发明的操作方法简单且易操作,通用性强,可以极大的提升产品的循环一致性。
1.一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,至少包括如下步骤:
2.如权利要求1所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,叠片电池为方形叠片电池或异形叠片电池。
3.如权利要求1所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(1)中,斜面硅胶垫的一个侧面为平面,另一个侧面全部或局部为斜面。
4.如权利要求1或3所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(1)中,斜面硅胶垫的斜面角度与极组削薄区域的斜坡角度相适配。
5.如权利要求1或3所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(1)中,斜面硅胶垫的斜面宽度不小于极组削薄区域的斜坡宽度。
6. 如权利要求1所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(2)中,胶带覆盖极组顶部7~10 mm位置。
7.如权利要求1或6所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(2)中,在极组的一侧或两侧粘贴胶带。
8.如权利要求1或6所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(2)中的胶带为pi茶色高温胶带或pet终止胶带。
9. 如权利要求1或6所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(2)中,胶带厚度为16-80 μm。
10.如权利要求1所述的一种改善软包装叠片电池顶部鼓胀的方法,其特征在于,步骤(3)在化成过程中,在单电池的极耳侧使用斜面硅胶垫拘束单电池。