软包锂电池的制作方法

1.本实用新型属于能源电池技术领域，尤其涉及一种软包锂电池。


背景技术：

2.目前，在锂离子电池行业内，软包锂电池使用的外包装材料是铝塑膜，软包锂电池的封装方式采用铝塑膜对折后利用高温金属封头热压封装。由于铝塑膜质地较软，软包锂电池中太多的电解液会导致软包装电池表面褶皱、偏软，太少的电解液会严重影响电池的循环性能，因此，在软包锂电池设计中需要考虑电解液要恰到好处，必须根据电池使用的各种材料孔隙率来计算电池电解液添加量，导致电解液注液操作复杂困难。
3.当软包锂电池在长时间循环使用后，内部电解液中的电解质和有机溶剂容易分解消耗，大量的电解液消耗，使正负极片不能完全浸润在电解液中，这样大大增加了软包锂电池的充放电内阻，从而影响软包锂电池的循环寿命。并且，软包锂电池在循环后期电解液分解消耗严重时，负极片上易生成锂枝晶进而刺破内部的隔膜，引发电池热失控。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种软包锂电池，旨在解决现有技术的软包锂电池的电解液注液、补液操作复杂困难，以及电解液消耗后导致的负极片上易生成锂枝晶进而刺破内部的隔膜而引发电池热失控的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种软包锂电池，包括电芯、与电芯连接的正极导电柄和负极导电柄以及用于容纳电芯的铝塑膜；软包锂电池还包括至少一个脂类胶块，脂类胶块包裹于电芯与正极导电柄、与负极导电柄连接的位置，脂类胶块贴靠近铝塑膜的相应边壁。
6.可选地，电芯包括电芯本体以及向铝塑膜外部延伸的正极极耳和负极极耳；正极导电柄与正极极耳焊接固定，负极导电柄与负极极耳焊接固定。
7.可选地，正极导电柄与正极极耳焊接的位置为正极焊印端，正极焊印端被脂类胶块包裹；负极导电柄与负极极耳焊接的位置为负极焊印端，负极焊印端被脂类胶块包裹。
8.可选地，正极导电柄与负极导电柄分别位于电芯的两侧，正极焊印端与负极焊印端被不同的两块脂类胶块分别包裹。
9.可选地，正极导电柄与负极导电柄位于电芯的同侧，正极焊印端和负极焊印端被同一块脂类胶块包裹。
10.可选地，当正极导电柄与负极导电柄分别位于电芯的两侧时，其中一个脂类胶块填充满正极焊印端所处的铝塑膜内，另一个脂类胶块填充满负极焊印端所处的铝塑膜内。
11.可选地，当正极导电柄与负极导电柄位于电芯的同侧时，脂类胶块填充满正极焊印端和负极焊印端共同所处的铝塑膜内。
12.可选地，电芯本体是由负极片、隔膜、正极片依次交错层叠而成的层叠体；或，电芯本体是由负极片、隔膜、正极片层叠卷绕成型的卷绕体。
13.可选地，脂类胶块的厚度不高于电芯本体的高度。
14.可选地，脂类胶块由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者多种制成。
15.本实用新型至少具有以下有益效果：
16.应用本实用新型提供的软包锂电池，通过利用脂类胶块对电芯与正极导电柄之间、电芯与负极导电柄之间的连接位置进行包裹，这样，电芯与正极导电柄之间的连接位置与铝塑膜内壁、电芯与负极导电柄之间的连接位置与铝塑膜内壁均被脂类胶块隔离开，也就是，电芯与正极导电柄之间的连接位置、电芯与负极导电柄之间的连接位置上在装配过程中产生的毛刺和金属屑被脂类胶块包裹住，因而毛刺与金属屑无法刺穿铝塑膜或者随着电解液游离到装配空间而刺破隔膜，提高了软包锂电池的安全性能。另外，由于脂类胶块具有强大的电解液储存功能，在注入电解液过程中，电解液流入装配空间浸没极片的同时也被脂类胶块吸附储存，从而保证注入的电解液既能够浸没电芯，还在脂类胶块中储存了较多电解液，这样，在注液过程中就无需通过内部材料的空隙率来理论推算电池所需注液量，直接注入直至注满即可，并且在电池长期使用过程中，当浸没电芯的电解液量减少时，则与脂类胶块中储存的电解液产生浓度差，致使脂类胶块中储存的电解液会向中间部位流动流向电芯，从而保证电池在使用过程中有充足的电解液，电芯中不会生成锂枝晶而引起短路，增加了软包锂电池的循环寿命，相对于现有技术的软包锂电池则解决了电解液注液、补液操作复杂困难的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型实施例的软包锂电池装配完成后的结构示意图；
19.图2为图1中a-a方向的剖视图；
20.图3为图2中b处的放大图；
21.图4为图1的软包锂电池将铝塑膜翻开后的结构示意图；
22.图5为本实用新型实施例的软包锂电池的未封装铝塑膜的结构示意图；
23.图6为本实用新型实施例的软包锂电池的铝塑膜的结构示意图；
24.图7为图6的沿c方向的侧视图。
25.其中，图中各附图标记：
26.111、负极片；112、负极极耳；121、正极片；122、正极极耳；2、隔膜；3、正极导电柄；31、正极焊印端；4、负极导电柄；41、负极焊印端；5、铝塑膜；50、第一半膜；50
′
、第二半膜；51、余边；52、装配空间；521、第一冲坑；522、第二冲坑；6、电芯本体；7、脂类胶块。
具体实施方式
27.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
29.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
31.如图1至图6所示，本实用新型实施例提供了一种软包锂电池。该软包锂电池包括电芯、正极导电柄3、负极导电柄4、铝塑膜5和至少一个脂类胶块7，正极导电柄3和负极导电柄4分别与电芯电性连接，铝塑膜5形成有用于容纳电芯的冲坑，在制备冲坑的过程中，将整块铝塑膜5对称平分成两半(即第一半膜50和第二半膜50
′
)，在第一半膜50上冲出第一冲坑521，在第二半膜50
′
上冲出第二冲坑522，然后将两半块铝塑膜5翻折合盖起来(第一半膜50和第二半膜50
′
相互合盖起来)，则第一冲坑521和第二冲坑522相对地组合成装配空间52(即完整的冲坑)，如图6和图7所示，电芯被容纳在该装配空间52中。脂类胶块7是具有吸附电解液和储存电解液的能力的材料成型得到的。具体地，电芯包括电芯本体6以及向铝塑膜5外部延伸的正极极耳122和负极极耳112，其中，多块正极片121、多块负极片111与多块隔膜2组合装配形成了电芯本体6，且相邻两个正极片121和负极片111之间设有一个隔膜2，正极片121与隔膜2之间、负极片111与隔膜2并不压紧贴合，而是形成稀松的能够储藏电解液的间隙，并在封装完成铝塑膜5的冲坑之后，铝塑膜5上预留的注液口(未图示)，利用注液针器具将电解液注入装配空间中，电解液完全浸没电芯本体6。进一步地，全部正极片121的一端延伸出来并集合起来与正极导电柄3的一端连接，全部负极片111的一端延伸出来并集合起来与负极导电柄4的一端连接。并且，如图5所示，正极导电柄3的另一端与正极极耳122焊接固定形成正极焊印端31，正极极耳122穿出冲坑形成锂电池的正极，负极导电柄4的另一端与负极极耳112焊接固定形成负极焊印端41，负极极耳112穿出冲坑形成锂电池的负极。正极片121与正极导电柄3的连接位置以及正极正极焊印端31均被脂类胶块7包裹，另外，负极片111与负极导电柄4的连接位置以及负极焊印端41均被脂类胶块7包裹，并且，脂类胶块7贴靠相应的铝塑膜5的相应边壁。
32.在电解液注液过程中，由于脂类胶块7具有较好的存储电解液的功能，因而能够将电解液暂时储藏，在软包锂电池长期使用过程中，脂类胶块7中储藏的电解液就可以及时地补充电芯本体6中的电解液，从而使正极片121和负极片111始终被电解液浸没，电芯本体6
内不会生成锂枝晶而刺破隔膜2导致正极片121和负极片111短路，增加了软包锂电池的循环寿命，并且能够避免电芯本体6内部生成锂枝晶而刺破隔膜2引发的电池热失控。
33.应用本实用新型提供的软包锂电池，通过利用脂类胶块7对正极片121与正极导电柄3之间的连接位置进行包裹，同时也利用脂类胶块7对负极片111与负极导电柄4之间的连接位置进行包裹，这样，正极片121与正极导电柄3之间的连接位置与铝塑膜5内壁、负极片111与负极导电柄4之间的连接位置与铝塑膜5内壁均被脂类胶块7隔离开，并且正极焊印端31和负极焊印端41也都被脂类胶块7包裹而与铝塑膜5隔离开，也就是，正极片121与正极导电柄3之间的连接位置、负极片111与负极导电柄4之间的连接位置、正极焊印端31以及负极焊印端41上在装配过程中产生的毛刺和金属屑被脂类胶块7包裹住，因而毛刺与金属屑无法刺穿铝塑膜5或者随着电解液游离到装配空间52而刺破隔膜2，提高了软包锂电池的安全性能。另外，由于脂类胶块7具有强大的电解液储存功能，在注入电解液过程中，电解液流入装配空间52浸没电芯本体6的同时也被脂类胶块7吸附储存，从而保证注入的电解液既能够浸没电芯本体6，而且还在脂类胶块7中储存了较多电解液，这样，在注液过程中也就无需通过内部材料的空隙率来理论推算电池所需注液量，直接注入直至注满即可，并且在电池长期使用过程中，当浸没电芯本体6的电解液量减少时，则与脂类胶块7中储存的电解液产生浓度差，致使脂类胶块7中储存的电解液会向中间部位流动流向电芯本体6，从而保证电池在使用过程中有充足的电解液，电芯本体6中不会生成锂枝晶而引起短路，增加了软包锂电池的循环寿命，相对于现有技术的软包锂电池则解决了电解液注液、补液操作复杂困难的问题。
34.如图5所示，在焊接形成正极焊印端31和负极焊印端41的过程中，在两个焊接位置处均会产生毛刺和金属屑，如果不对毛刺和金属屑进行处理，则毛刺会直接刺穿铝塑膜5而导致金属液泄露，或者金属屑会在注入电解液过程中随电解液游离到电池内部导致金属屑刺穿隔膜2，为了防止这些事故发生而使用脂类胶块7将正极焊印端31和负极焊印端41包裹起来使正极焊印端31和负极焊印端41均与铝塑膜5隔离开。
35.进一步地，如图2和图4所示，正极极耳122与负极极耳112分别从铝塑膜5的两侧穿出，即正极导电柄3和负极导电柄4分别位于电芯本体6的两侧，并且此时脂类胶块7的数量为两块，其中一个脂类胶块7填充满正极焊印端31所处的装配空间52，另一个脂类胶块7填充满负极焊印端41所处的装配空间52。由于全部正极片121交汇在一起形成一股后与正极导电柄3焊接、全部负极片111交汇在一起形成一股后与负极导电柄4焊接，在铝塑膜5封装之后，为了避免两个交汇位置分别对应的装配空间52空洞、无物体支撑导致此处铝塑膜5发生塌陷、褶皱、偏软等问题，因而通过两个脂类胶块7将这两个位置对应的装配空间52填充满。这样，这两个位置对应的装配空间52的铝塑膜5则由脂类胶块7实现支撑，从而保持这两个位置对应的铝塑膜5与电芯本体6支撑的铝塑膜5之间相对平整，也就是，脂类胶块7的厚度不高于电芯本体6的高度，而且具有一定的抗挤压能力。或者，正极极耳122与负极极耳112均位于铝塑膜5的同一侧，即正极导电柄3和负极导电柄4位于电芯本体6的同侧，此时全部正极片121与正极导电柄3之间的连接位置以及负极片111与负极导电柄4之间的连接位置被同一块脂类胶块7包裹，并且正极焊印端31和负极焊印端41也被这块脂类胶块7包裹。
36.利用正极片121、负极片111和隔膜2能够制造成型两种形式的电芯本体6。其中一种是：正极片121、隔膜2以及负极片111三者依次交替地叠置成电芯本体6，此时电芯本体6
的外形轮廓一般为长方体形状；另一种是：正极片121、隔膜2以及负极片111三者依次交替地叠置后，再进行卷绕，从而成型为电芯本体6，此时电芯本体6的外形轮廓一般为圆柱形状(一些特别的也可以通过卷绕后在挤压而将外形轮廓成型为长方体形状)。
37.在本实施例的软包锂电池中，正极片121的面积小于负极片111的面积。并且，正极片121与负极片111的轮廓形状相同，这样，在将正极片121与负极片111正对并叠置时，得到的电芯本体6更加整齐规则。并且，负极片111的面积小于隔膜2的面积，如此，隔膜2将正极片121与负极片111完全分隔开实现正极片121与负极片111之间绝缘。
38.在本实施例的软包锂电池中，全部正极片121和正极导电柄3之间的连接位置以及正极焊印端31处、全部负极片111和负极导电柄4之间的连接位置以及负极焊印端41处，可以使用超声焊接工艺，也可以采用普通的电弧焊接工艺。优选地，脂类胶块7由醋酸乙烯酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯共聚物中的一种或者多种制成。
39.如图6所示，第一半膜50和第二半膜50
′
的冲坑四周都留有余边51，两个冲坑的相对的余边51被热压密封以形成密封的装配空间52。
40.本实用新型提供的软包锂电池增加了脂类胶块7而具有了保护铝塑膜5和储存电解液的功能，具体地，增加了脂类胶块具有以下四大作用：
41.一、两个脂类胶块7分别包裹了正极片121与正极导电柄3之间的焊接位置、负极片111与负极导电柄4之间的焊接位置、正极极耳122与正极导电柄3之间焊接形成正极焊印端31的焊接位置、以及负极极耳112与负极导电柄4之间焊接形成负极焊印端41的焊接位置，从而可以防止这几处在焊接过程中产生的毛刺和金属屑暴露，避免这两个位置对应的铝塑膜5被刺穿。
42.二、脂类胶块7具有储存电解液的能力，在电池循环使用中(包括充电过程和放电过程)，能够为整个电池提供充足的电解液，提高软包锂电池的循环寿命。
43.三、脂类胶块7具有较强的储存电解液的能力，能够减少电解液的添加量设计难点及推算电解液注入量精度的难点。
44.四、脂类胶块7具有填充、支撑作用，以免铝塑膜5发生塌陷，影响软包锂电池的整体外观。
45.根据本实用新型的另一方面，提供了一种软包锂电池模组。具体地，该软包锂电池模组包括如前述的软包锂电池，软包锂电池的数量为多个，多个软包锂电池层叠并通过收紧带(未图示)捆绑固定，多个软包锂电池之间串联连接。通过将多个软包锂电池进行组装形成更大的软包锂电池模组，从而提升电池的输出电压，提升电池工作效能。
46.根据本实用新型的又一方面，提供了一种动力电池系统。具体地，该动力电池系统包括安装壳(未图示)、电池管理装置(未图示)和如前述的软包锂电池模组，软包锂电池模组的数量为多个，安装壳具有相互隔离的第一容纳空间和第二容纳空间，多个软包锂电池模组阵列地安装在第一容纳空间内，电池管理装置安装在第二容纳空间内，多个软包锂电池模组并联连接并引出正极端子与负极端子，正极端子均延伸进第二容纳空间与电池管理装置的正极引脚电性连接，负极端子延伸进第二容纳空间与电池管理装置的负极引脚电性连接，电池管理装置用于实现充放电管理。如此便制造生产得到了电量足够(即续航时间长)的动力电池系统，动力电池系统可以应用在电动汽车上为电动汽车的动力电机进行供电。由于该电动汽车的动力电池是基于本实用新型提供的软包锂电池进行加工的，因而能
够提高软包锂电池的循环寿命及安全性能，从而提高了电动汽车的使用次数和乘车人的人身安全。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。