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CN113782803A - 圆柱软包电池的制造方法 - Google Patents

圆柱软包电池的制造方法 Download PDF

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CN113782803A CN202110882219.9A CN202110882219A CN113782803A CN 113782803 A CN113782803 A CN 113782803A CN 202110882219 A CN202110882219 A CN 202110882219A CN 113782803 A CN113782803 A CN 113782803A
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李升高
郭玉杰
韩晓辉
陈玉林
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Springpower Technology Shenzhen Co Ltd
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Springpower Technology Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种圆柱软包电池的制造方法，包括以下步骤：卷绕正极片、隔膜和负极片得到椭圆柱形的极芯，正极极耳和负极极耳分别位于极芯的椭圆形短轴的两端；制备外壳，将极芯封装在外壳内，正极极耳和负极极耳伸出外壳；在正极极耳和负极极耳上包覆极耳胶；热封外壳的外周，形成密封外壳的封边；弯折封边至与极芯的轴向平行，得到椭圆柱软包电池；对椭圆柱软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池。通过先增大极芯的未设置有极耳区域的直径，为极芯的设有极耳的区域先预留空间，再加工得到圆柱软包电池，从而使得最终产品圆柱软包电池的外围主体为圆柱形结构，有利于最大化地利用圆柱体空间，提升了能量密度。

Description

圆柱软包电池的制造方法
技术领域
本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种圆柱软包电池的制造方法。
背景技术
软包电池为采用聚合物(通常为铝塑膜)作为外壳的电池。与硬壳电池相比，软包电池主要具备安全性好、质量轻、能量密度高、电化学性能良好和寿命长等优势，因此，更多的电子产品选用软包电池作为电源。
圆柱软包电池是软包电池的一种。圆柱软包电池的极芯采用正极片、负极片和隔膜卷绕形成的圆柱形卷芯，由于极芯上对称地引出两个极性不同的极耳，从而使得极芯的设置有极耳的区域的直径大于极芯的未设置有极耳的区域的直径；并且将极芯封装在软包壳体内后，需要弯折封边至与极芯的轴向平行，由于极耳穿过封边的部分包覆有极耳胶，所以额外增加了极耳处的封装厚度，使得圆柱软包电池的设置有极耳的区域的直径进一步加大。因此，现有的圆柱软包电池中，设置有极耳的区域的直径大于未设置有极耳的区域的直径，圆柱软包电池的横截面不是圆形，导致没有有效利用圆柱体空间，降低了圆柱软包电池的能量密度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有的圆柱软包电池没有有效利用圆柱体空间，降低了圆柱软包电池的能量密度的问题，提供一种圆柱软包电池的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种圆柱软包电池的制造方法，包括以下步骤：
S10：将正极片、隔膜、负极片和隔膜依次铺设得到待卷料，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯，正极极耳与所述正极片的位于所述极芯的椭圆形短轴一端的部分连接，负极极耳与所述负极片的位于所述极芯的椭圆形短轴另一端的部分连接；
S20：在铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，将所述极芯放置在所述第一筒状结构内，弯折所述正极极耳和负极极耳，接着将所述第二筒状结构扣合在所述第一筒状结构上，组成包裹所述极芯的外壳，所述正极极耳和所述负极极耳从所述第一筒状结构和所述第二筒状结构之间伸出所述外壳；
S30：在所述正极极耳和所述负极极耳上包覆极耳胶；热封所述第一筒状结构和所述第二筒状结构的开口端外周的铝塑膜，形成密封所述外壳的封边，切除所述封边以外的铝塑膜；所述极耳胶包覆在所述正极极耳和所述负极极耳穿过所述封边的部分；
S40：弯折所述封边至与所述极芯的轴向平行，得到椭圆柱软包电池；
S50：对所述椭圆柱软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池。
可选地，所述正极极耳与卷绕的所述正极片的最外圈连接，所述负极极耳与卷绕的所述负极片的最外圈连接。
可选地，所述S10包括以下步骤：在所述正极片的末端焊接所述正极极耳，在所述负极片的末端焊接所述负极极耳；
所述正极片、所述隔膜、所述负极片和所述隔膜依次铺设得到待卷料，其中所述正极片的首端与所述负极片的首端对齐；
以所述待卷料的首端为起点卷绕所述待卷料，得到椭圆柱形的极芯。
可选地，在所述S10中，所述正极极耳的延伸方向与所述极芯的轴向平行，所述负极极耳的延伸方向与所述极芯的轴向平行。
可选地，在所述S10中，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过椭圆柱形卷针卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯。
可选地，在所述S10中，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过圆柱形卷针卷绕所述待卷料得到圆柱形的卷芯，接着按压所述卷芯的连接有所述正极极耳和所述负极极耳的区域，得到椭圆柱形的极芯。
可选地，在所述S20中，在所述铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构包括：
通过椭圆柱形的治具在所述铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，所述第一筒状结构和所述第二筒状结构组成与所述极芯相适配的外壳。
可选地，所述第一筒状结构的筒深与所述第二筒状结构的筒深相同。
可选地，所述第一筒状结构的筒深大于所述第二筒状结构筒深。
本发明实施例提供的圆柱软包电池的制造方法，与现有技术相比，通过先增大极芯的未设置有极耳区域的直径，为极芯的设有极耳的区域先预留空间，在封装完成并弯折折边后，再加工得到圆柱软包电池，从而使得最终产品圆柱软包电池的设置有极耳的区域的直径和未设置有极耳的区域的直径相同，圆柱软包电池的外围主体为圆柱形结构，有利于最大化地利用圆柱体空间，提升了圆柱软包电池的能量密度。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的圆柱软包电池的制造方法的流程示意图；
图2是图1中S10的具体制造方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供的圆柱软包电池的制造方法，包括以下步骤：
S10：将正极片、隔膜、负极片和隔膜依次铺设得到待卷料，卷绕待卷料得到椭圆柱形的极芯，正极极耳与正极片的位于极芯的椭圆形短轴一端的部分连接，负极极耳与负极片的位于极芯的椭圆形短轴另一端的部分连接；
S20：在铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，将极芯放置在第一筒状结构内，弯折正极极耳和负极极耳，接着将第二筒状结构扣合在第一筒状结构上，组成包裹极芯的外壳，正极极耳和负极极耳从第一筒状结构和第二筒状结构之间伸出外壳；
S30：在正极极耳和负极极耳上包覆极耳胶；热封第一筒状结构和第二筒状结构的开口端外周的铝塑膜，形成密封外壳的封边，切除封边以外的铝塑膜；极耳胶包覆在正极极耳和负极极耳穿过封边的部分；
S40：弯折封边至与极芯的轴向平行，得到椭圆软包电池；
S50：对椭圆软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池。
本发明实施例提供的圆柱软包电池的制造方法，与现有技术相比，先通过卷绕正极片、负极片和隔膜得到椭圆柱形的极芯，正极极耳和负极极耳分别连接在极芯的椭圆形短轴的两端，然后将极芯封装在外壳内，弯折封边得到椭圆柱软包电池，再对椭圆柱软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池；本发明中通过先增大极芯的未设置有极耳区域的直径，为极芯的设有极耳的区域先预留空间，在封装完成并弯折折边后，再加工得到圆柱软包电池，从而使得最终产品圆柱软包电池的设置有极耳的区域的直径和未设置有极耳的区域的直径相同，圆柱软包电池的外围主体为圆柱形结构，有利于最大化地利用圆柱体空间，提升了圆柱软包电池的能量密度。
在一实施例中，正极极耳与卷绕的正极片的最外圈连接，负极极耳与卷绕的负极片的最外圈连接。既方便了正极极耳与正极片的连接，负极极耳与负极片的连接，又便于引出正极极耳和负极极耳，避免正极极耳和负极极耳在外壳内多次弯折，减少正极极耳和负极极耳在外壳内的占用空间，有利于提升圆柱软包电池的能量密度。
在一实施例中，如图2所示，S10包括以下步骤：在正极片的末端焊接正极极耳，在负极片的末端焊接负极极耳；
正极片、隔膜、负极片和隔膜依次铺设得到待卷料，其中正极片的首端与负极片的首端对齐；
以待卷料的首端为起点卷绕待卷料，得到椭圆柱形的极芯。先将正极极耳焊接在正极片上，将负极极耳焊接在负极片，再卷绕正极片、负极片和隔膜，操作更加简单方便，焊接连接更加稳固。
在一实施例中，在S10中，正极极耳的延伸方向与极芯的轴向平行，负极极耳的延伸方向与极芯的轴向平行。便于引出正极极耳和负极极耳，减少正极极耳和负极极耳在外壳内的占用空间，有利于提升圆柱软包电池的能量密度。
在一实施例中，如图2所示，在S10中，卷绕待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过椭圆柱形卷针卷绕待卷料得到椭圆柱形的极芯。直接通过椭圆柱形卷针卷绕得到椭圆柱形的极芯，操作更加便捷精准，为后续极耳和极耳胶随折边弯折后增加的厚度预留空间，有利于生产尺寸更小的圆柱软包电池。
在另一实施例中，如图2所示，在S10中，卷绕待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过圆柱形卷针卷绕待卷料得到圆柱形的卷芯，接着按压卷芯的连接有正极极耳和负极极耳的区域，得到椭圆柱形的极芯。先通过圆柱形卷针卷绕得到圆柱形的卷芯，再按压卷芯的连接有正极极耳和负极极耳的区域，以增大卷芯的未连接有极耳的区域的直径，得到椭圆柱形的极芯，为后续极耳和极耳胶随折边弯折后增加的厚度预留空间，有利于生产尺寸更小的圆柱软包电池。
在一实施例中，如图1所示，在S20中，在铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构包括：
通过椭圆柱形的治具在铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，第一筒状结构和第二筒状结构组成与极芯相适配的外壳。通过椭圆柱形的治具在铝塑膜上冲压得到与椭圆柱形的极芯相适配的外壳，使得外壳更好地包裹极芯，有利于后续将椭圆柱软包电池加工成圆柱软包电池，防止牺牲能量密度。
在一实施例中，第一筒状结构的筒深与第二筒状结构的筒深相同。第一筒状结构与第二筒状结构相同，提高了第一筒状结构与第二筒状结构的通用性，便于大规模批量化在铝塑膜上冲压形成，避免冲压深度过深导致铝塑膜被冲破，降低加工难度。
在另一实施例中，第一筒状结构的筒深大于第二筒状结构筒深。第一筒状结构与第二筒状结构的筒深不同，易于区分第一筒状结构和第二筒状结构，便于封装极芯。
在一实施例中，对椭圆柱软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池包括：
通过挤压椭圆柱软包电池得到圆柱软包电池。操作简单，便于控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10：将正极片、隔膜、负极片和隔膜依次铺设得到待卷料，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯，正极极耳与所述正极片的位于所述极芯的椭圆形短轴一端的部分连接，负极极耳与所述负极片的位于所述极芯的椭圆形短轴另一端的部分连接；
S20：在铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，将所述极芯放置在所述第一筒状结构内，弯折所述正极极耳和负极极耳，接着将所述第二筒状结构扣合在所述第一筒状结构上，组成包裹所述极芯的外壳，所述正极极耳和所述负极极耳从所述第一筒状结构和所述第二筒状结构之间伸出所述外壳；
S30：在所述正极极耳和所述负极极耳上包覆极耳胶；热封所述第一筒状结构和所述第二筒状结构的开口端外周的铝塑膜，形成密封所述外壳的封边，切除所述封边以外的铝塑膜；所述极耳胶包覆在所述正极极耳和所述负极极耳穿过所述封边的部分；
S40：弯折所述封边至与所述极芯的轴向平行，得到椭圆柱软包电池；
S50：对所述椭圆柱软包电池进行加工，得到横截面为圆形的圆柱软包电池。
2.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，所述正极极耳与卷绕的所述正极片的最外圈连接，所述负极极耳与卷绕的所述负极片的最外圈连接。
3.根据权利要求2所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，所述S10包括以下步骤：在所述正极片的末端焊接所述正极极耳，在所述负极片的末端焊接所述负极极耳；
所述正极片、所述隔膜、所述负极片和所述隔膜依次铺设得到待卷料，其中所述正极片的首端与所述负极片的首端对齐；
以所述待卷料的首端为起点卷绕所述待卷料，得到椭圆柱形的极芯。
4.根据权利要求3所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，在所述S10中，所述正极极耳的延伸方向与所述极芯的轴向平行，所述负极极耳的延伸方向与所述极芯的轴向平行。
5.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，在所述S10中，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过椭圆柱形卷针卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯。
6.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，在所述S10中，卷绕所述待卷料得到椭圆柱形的极芯包括：
通过圆柱形卷针卷绕所述待卷料得到圆柱形的卷芯，接着按压所述卷芯的连接有所述正极极耳和所述负极极耳的区域，得到椭圆柱形的极芯。
7.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，在所述S20中，在所述铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构包括：
通过椭圆柱形的治具在所述铝塑膜上冲压得到第一筒状结构和第二筒状结构，所述第一筒状结构和所述第二筒状结构组成与所述极芯相适配的外壳。
8.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，所述第一筒状结构的筒深与所述第二筒状结构的筒深相同。
9.根据权利要求1所述的圆柱软包电池的制造方法，其特征在于，所述第一筒状结构的筒深大于所述第二筒状结构筒深。
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