一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池及其制作方法技術(shù)

一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池及其制作方法，其制作方法為采用熱封的方式，將隔膜與包覆電芯的鋁塑膜封印在一起，從而起到固定電芯的作用。這種方法制作的聚合物鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)是固定電芯，使隔膜和正負(fù)極片之間貼合更加緊密，提高電池的循環(huán)性能；針刺，短路、熱沖擊等安全性能試驗(yàn)中，電池不易因內(nèi)部溫度升高而導(dǎo)致隔膜收縮，引起熱失控，有效提高了電池的安全性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池及其制作方法
本專利技術(shù)涉及一種鋰離子電池的制作方法，尤其涉及一種一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池的制作方法。
技術(shù)介紹
聚合物鋰離子電池是近些年才發(fā)展起來的一種新型鋰離子電池，其具有綜合制造成本低，循環(huán)壽命長，適合大倍率放電，可設(shè)計(jì)成任意單體容量、尺寸等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣闊。但在擁有眾多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也具有一些不可回避的缺點(diǎn)，例如，聚合物鋰離子電池對制作條件要求非常嚴(yán)格，環(huán)境控制稍有疏忽就可能造成電池循環(huán)過程中出現(xiàn)脹氣現(xiàn)象，導(dǎo)致容量急劇跳水；由于聚合物鋰離子電池采用鋁塑膜軟包裝，無法像鋼殼或圓柱電池那樣使用CID保護(hù)，因此一旦電池因使用不當(dāng)，或短路、過充、熱沖擊等異常情況出現(xiàn)，電池內(nèi)部溫度過高時(shí)很容易引起正負(fù)極片之間的隔膜收縮，進(jìn)而正負(fù)極片直接接觸，造成熱失控。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種通過熱封的方式將隔膜邊緣和包覆在電芯外面的鋁塑膜的邊緣粘合在一起，使正負(fù)極片之間貼合更加緊密，有效提高電池循環(huán)壽命的一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池及其制作法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池，包括隔膜，其特征是：隔膜以Z字型疊片，隔膜兩側(cè)夾有正極極片和負(fù)極極片，隔膜長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域，隔膜富余區(qū)域圍取5-15mm，隔膜富余區(qū)域上設(shè)置有隔膜固定點(diǎn)，隔膜富余區(qū)域上粘合有鋁塑膜，隔膜富余區(qū)域外側(cè)設(shè)置有鋁塑膜封裝區(qū)域，右側(cè)設(shè)置有氣袋。一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是，包括以下步驟：步驟1：將整卷隔膜以Z字形疊片，隔膜兩側(cè)夾有正極極片和負(fù)極極片，隔膜長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域，隔膜富余區(qū)域圍取5-15mm；步驟2：鋁塑膜沖殼，頂邊和側(cè)邊保留寬度選取10-20mm；步驟3：電芯入殼后通過熱壓方式將隔膜富余區(qū)域和鋁塑膜粘合在一起，調(diào)節(jié)熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間，熱壓溫度選取范圍160-240℃，熱壓面壓選取范圍0.5-5.0MPa，熱壓時(shí)間選取范圍2-8s；隔膜固定點(diǎn)分布在電池的四條邊上，隔膜固定點(diǎn)寬度小于隔膜相對于極片長度或?qū)挾鹊母挥嗔浚裟す潭c(diǎn)長寬范圍優(yōu)選（3-15）mm*（5-30）mm；步驟4：隔膜固定后，用熱封的方式對鋁塑膜封裝區(qū)域進(jìn)行封裝，氣袋側(cè)邊不封裝，以便于電芯注液，封裝時(shí)確保不封到隔膜相對于極片的富余區(qū)域；步驟5：注液化成后的電池，對氣袋側(cè)邊真空封裝時(shí)同樣要確保不封到隔膜富余區(qū)域。本專利技術(shù)利用熱封的方式將聚合物鋰離子電池隔離膜與鋁塑膜封印在一起，從而起到固定電芯的作用。這種方法制作的聚合物鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)是固定電芯，使隔膜和正負(fù)極片之間貼合更加緊密，提高電池的循環(huán)性能；針刺，短路、熱沖擊等安全性能試驗(yàn)中。與圓柱形鋰離子電池相比較，采用疊片方式制作的聚合物軟包裝鋰離子電池結(jié)構(gòu)較為松散，若電池生產(chǎn)條件控制不夠穩(wěn)定，則聚合物電池循環(huán)過程中出現(xiàn)少量產(chǎn)氣或輕微析鋰將會使正負(fù)極片與隔膜之間貼合不夠緊密，引起電池性能急劇惡化，出現(xiàn)容量跳水現(xiàn)象。另外，當(dāng)聚合物電池進(jìn)行短路、過充、熱沖擊等破壞性試驗(yàn)時(shí)，由于電池內(nèi)部溫度較高，容易導(dǎo)致隔膜收縮，使正負(fù)極片相接觸，引起著火或爆炸現(xiàn)象。本專利技術(shù)通過熱封的方式將隔膜邊緣和包覆在電芯外面的鋁塑膜的邊緣粘合在一起，使正負(fù)極片之間貼合更加緊密，有效提高電池循環(huán)壽命。另外，當(dāng)電池因不當(dāng)使用或破壞性試驗(yàn)而導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度升高時(shí)，本專利技術(shù)聚合物電池隔膜不易收縮，避免熱失控現(xiàn)象的發(fā)生，大大提高了電池的安全性能。附圖說明圖1為固定隔膜聚合物電池注液封裝后平面剖視示意圖。圖2為固定隔膜聚合物電池電芯內(nèi)部截面圖。圖3為固定隔膜聚合物電池真空封裝后平面剖視圖。附圖中：1、隔膜富余區(qū)域；2、鋁塑膜封裝區(qū)域；3、隔膜固定點(diǎn)；4、正極極片；5、負(fù)極極片；6、隔膜；7、氣袋。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明：本專利技術(shù)如圖1、圖2、圖3所示，一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池，包括隔膜6，隔膜6以Z字型疊片，隔膜6兩側(cè)夾有正極極片4和負(fù)極極片5，隔膜6長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域1，隔膜富余區(qū)域1圍取5-15mm，隔膜富余區(qū)域1上設(shè)置有隔膜固定點(diǎn)3，隔膜富余區(qū)域1上粘合有鋁塑膜，隔膜富余區(qū)域1外側(cè)設(shè)置有鋁塑膜封裝區(qū)域2，右側(cè)設(shè)置有氣袋7。一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池的制作方法，包括以下步驟：步驟1：將整卷隔膜6以Z字形疊片，隔膜6兩側(cè)夾有正極極片4和負(fù)極極片5，隔膜6長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域1，隔膜富余區(qū)域1圍取5-15mm；步驟2：鋁塑膜沖殼，頂邊和側(cè)邊保留寬度選取10-20mm；步驟3：電芯入殼后通過熱壓方式將隔膜富余區(qū)域1和鋁塑膜粘合在一起，調(diào)節(jié)熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間，熱壓溫度選取范圍160-240℃，熱壓面壓選取范圍0.5-5.0MPa，熱壓時(shí)間選取范圍2-8s；隔膜固定點(diǎn)3分布在電池的四條邊上，隔膜固定點(diǎn)3寬度小于隔膜相對于極片長度或?qū)挾鹊母挥嗔浚裟す潭c(diǎn)3長寬范圍優(yōu)選（3-15）mm*（5-30）mm；步驟4：隔膜6固定后，用熱封的方式對鋁塑膜封裝區(qū)域2進(jìn)行封裝，氣袋7側(cè)邊不封裝，以便于電芯注液，封裝時(shí)確保不封到隔膜6相對于極片的富余區(qū)域1；步驟5：注液化成后的電池，對氣袋側(cè)邊真空封裝時(shí)同樣要確保不封到隔膜富余區(qū)域1。上面所述的實(shí)施例僅僅是對本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本專利技術(shù)的構(gòu)思和保護(hù)范圍進(jìn)行限定，在不脫離本專利技術(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域中普通工程技術(shù)人員對本專利技術(shù)的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本專利技術(shù)的保護(hù)范圍。實(shí)施例：1．聚合物鋰離子電池采用疊片工藝制作，疊片方式可以是整卷隔膜Z字形疊片，也可以先將隔膜裁成單片后逐層堆疊，或其他方式疊片，但不論哪種疊片方式，都要求隔膜長度和寬度相對于極片長度和寬度有一定富余區(qū)域1，富余量范圍可取3-20mm，根據(jù)電芯厚度優(yōu)選5-15mm。2.鋁塑膜沖殼時(shí)，頂邊和側(cè)邊保留寬度要考慮到隔膜固定區(qū)域1寬度和鋁塑膜封裝區(qū)域2寬度，取值范圍6-30mm，根據(jù)電芯大小優(yōu)選10-20mm。3.電芯入殼后，通過熱壓方式將隔膜富余區(qū)域1和鋁塑膜粘合在一起，根據(jù)隔膜和鋁塑膜種類不同，適當(dāng)調(diào)節(jié)熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間，通常熱壓溫度選取范圍160-240℃，熱壓面壓選取范圍0.5-5.0MPa，熱壓時(shí)間選取范圍2-8s。隔膜固定點(diǎn)3可以分布在電池的四條邊上，也可以僅分布在電池的某一條邊或兩條邊上，隔膜固定點(diǎn)3長寬范圍可根據(jù)電池大小和厚度適當(dāng)取值，優(yōu)選（3-15）mm*（5-30）mm。4.隔膜固定后，用熱封的方式對鋁塑膜封裝區(qū)域2進(jìn)行封裝（僅留氣袋側(cè)邊不封裝，以便于電芯注液），封裝時(shí)確保不封到隔膜相對于極片的富余區(qū)域1。5.注液化成后的電池，對氣袋側(cè)邊真空封裝時(shí)同樣要確保不封到隔膜相對于極片的富余區(qū)域1。以10Ah鎳鈷錳三元聚合物鋰離子電池為例，采用Z字形疊片工藝，隔膜選用厚度為25μm的PE材質(zhì)膜，隔膜長度和寬度相對于極片長度和寬度富余量取10mm。隔膜與鋁塑膜粘合時(shí)的熱壓溫度取220℃，熱壓面壓取2MPa，熱壓時(shí)間取4s，在其他工藝條件相同的情況下，分別制作三種固定隔膜的聚合物鋰離子電池作為實(shí)施例，一種普通非固定隔膜聚合物鋰離子電池作為比較例。對實(shí)施例和比較例的電池做針刺本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池，包括隔膜（6），其特征是：隔膜（6）以Z字型疊片，隔膜（6）兩側(cè)夾有正極極片（4）和負(fù)極極片（5），隔膜（6）長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域（1），隔膜富余區(qū)域（1）圍取5?15mm，隔膜富余區(qū)域（1）上設(shè)置有隔膜固定點(diǎn)（3），隔膜富余區(qū)域（1）上粘合有鋁塑膜，隔膜富余區(qū)域（1）外側(cè)設(shè)置有鋁塑膜封裝區(qū)域（2），右側(cè)設(shè)置有氣袋（7）。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種固定隔膜的聚合物鋰離子電池的制作方法，其特征是，包括以下步驟：步驟1：將整卷隔膜（6）以Z字形疊片，隔膜（6）兩側(cè)夾有正極極片（4）和負(fù)極極片（5），隔膜（6）長度和寬度相對于極片長度和寬度有隔膜富余區(qū)域（1），隔膜富余區(qū)域（1）圍取5-15mm；步驟2：鋁塑膜沖殼，頂邊和側(cè)邊保留寬度選取10-20mm；步驟3：電芯入殼后通過熱壓方式將隔膜富余區(qū)域（1）和鋁塑膜粘合在一起，調(diào)節(jié)熱壓溫度、熱壓壓力和熱壓時(shí)間，熱壓溫度選取范圍160-240℃，熱壓面...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：關(guān)成善，宗繼月，張敬捧，郭章飛，
申請(專利權(quán))人：山東神工海特電子科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37