一种软包扣式电芯的制作方法及软包扣式电池
阅读说明：本技术 一种软包扣式电芯的制作方法及软包扣式电池 (Manufacturing method of soft-package button type battery cell and soft-package button type battery ) 是由 陈国栋 余志� 罗敬 王传宝 陈杰 于子龙 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种软包扣式电芯的制作方法及软包扣式电池,制作方法包括以下步骤：步骤一、将极片与隔膜的一端部裁切一部分矩形区域,形成L型结构；步骤二、在正极片与负极片的空箔区分别焊接正极耳与负极耳；步骤三、按正极片、隔膜和负极片顺序依次卷绕,得到裸电芯,裸电芯包括第一卷芯与第二卷芯,第一卷芯的直径小于第二卷芯的直径；步骤四、将裸电芯的正极耳与负极耳弯折后放入冲切好的软包膜中进行封装,制得软包扣式电芯。本发明使极耳的弯折部分容纳在第一卷芯的侧面,不会突出于软包扣式电芯的软包膜表面,保证了裸电芯表面平整,同时在进行后工序制样或产品运输过程中,由于软包扣式电芯表面平整,避免了软包膜破损造成漏液的问题。(The invention discloses a manufacturing method of a soft-package button cell and a soft-package button cell, wherein the manufacturing method comprises the following steps: cutting a part of rectangular area at one end of the pole piece and the diaphragm to form an L-shaped structure; step two, respectively welding a positive electrode lug and a negative electrode lug on the empty foil areas of the positive electrode plate and the negative electrode plate; sequentially winding the positive plate, the diaphragm and the negative plate in sequence to obtain a naked electric core, wherein the naked electric core comprises a first winding core and a second winding core, and the diameter of the first winding core is smaller than that of the second winding core; and step four, bending the positive electrode tab and the negative electrode tab of the naked battery cell, and then putting the bent positive electrode tab and the bent negative electrode tab into a punched soft coating film for packaging to obtain the soft-coated buckle type battery cell. According to the invention, the bent part of the tab is accommodated on the side surface of the first winding core and does not protrude out of the surface of the soft packaging film of the soft packaging buckle type battery cell, so that the surface smoothness of a naked battery cell is ensured, and meanwhile, in the process of carrying out post-process sample preparation or product transportation, the surface smoothness of the soft packaging buckle type battery cell avoids the problem of liquid leakage caused by the damage of the soft packaging film.)
发明领域
本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种软包扣式电芯的制作方法及软包扣式电池。
背景技术
锂离子电池因其自身放电平台电压高，自放电小，能量密度高，无记忆效应，绿色环保等特性，成为当今重要的供电装置，广泛应用于各类电子设备和交通工具当中。随着便携式设备的逐步增多，锂离子电池的尺寸要求越来越小，纽扣型锂离子电池便是专门应这类应用而生。纽扣电池指的是外形为圆型或类圆形，形似纽扣的一类小尺寸锂离子电池，主要可分为钢壳纽扣电池和软包纽扣电池。软包纽扣电池相比于钢壳纽扣电池，具有防爆炸，安全性高，尺寸灵活多变，广泛应用于TWS耳机，智能穿戴产品等领域。
现有的软包扣式电池裸电芯卷绕后，极耳位于卷芯一端，需要先将极耳反折180°，再弯折90°才能进行铝塑膜封装，此时会产生2个问题：1、第一次反折时，由于极耳较厚较硬，会产生明显凸起，有刺破铝塑膜进而产生漏液的风险；2、此种结构极耳位于裸电芯外表面，比较突出，增大了电芯的直径，在进行后工序制样或产品运输过程中，该区域极易受到外力作用，导致铝塑膜破损，进而产生漏液，此种结构对软包扣式电池的使用产生了极大的隐患。此外，铝塑膜密封后，经过压纹、折边形成裙边结构的电芯，裙边结构占用空间较大，降低了电芯能量密度。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种软包扣式电芯的制作方法及软包扣式电池，通过将极片与隔膜进行裁切得到L型结构，使卷绕后得到的第一卷芯的极片的直径小于第二卷芯的直径，使极耳的弯折部分容纳在被裁切部分，不会突出于裸电芯的软包膜表面，保证了裸电芯表面平整，避免了在进行后工序制样或产品运输过程中软包膜破损造成漏液。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
本发明公开了一种软包扣式电芯的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、将极片与隔膜的一端部裁切一部分矩形区域，形成L型结构；
步骤二、在正极片与负极片的空箔区分别焊接正极耳与负极耳；
步骤三、按所述正极片、所述隔膜和所述负极片顺序依次卷绕，得到裸电芯，所述裸电芯包括第一卷芯与第二卷芯，所述第一卷芯的直径小于所述第二卷芯的直径；
步骤四、将所述裸电芯的正极耳与负极耳弯折后放入冲切好的软包膜中进行封装，制得软包扣式电芯。
其中，所述极片与所述隔膜经过卷绕后，所述正极耳与所述负极耳在所述裸电芯的侧面，所述第一卷芯是由被裁切后剩余短的部分的所述极片卷绕得到，所述第二卷芯是由未被裁切的长的部分的所述极片卷绕得到，所述第一卷芯设置在所述第二卷芯上方，由于所述第一卷芯的直径小于所述第二卷芯的直径，故所述正极耳与所述负极耳经过弯折后的弯折部分不会在所述裸电芯的表面造成凸起，避免了凸起在进行后工序制样或产品运输过程中受到外力作用造成所述软包膜破损，进而产生漏液，同时裸电芯的结构提高了空间利用率与能量密度，所述软包膜包括铝塑膜。
具体的，将所述正极片、所述负极片与所述隔膜进行模切或激光切割制备成所述L型结构。通过模切与激光切割能够对极片与隔膜进行精准切割。
具体的，在所述第二卷芯卷绕的收尾处粘贴胶纸。通过在所述第二卷芯卷绕的收尾处粘贴胶纸，能够很好的收束卷芯，减小所述裸电芯的体积，提高所述裸电芯的能量密度，在封装过程中，由于所述裸电芯在收尾处张贴胶纸，能够防止卷芯散乱，很好的将所述裸电芯放入所述软包膜中，提高了生产效率。
具体的，裁切后的所述正极片与所述负极片包括主体部与裁切部，所述裁切部的宽度小于所述主体部的宽度。在所述正极片与所述负极片卷绕时得到的所述裸电芯的所述第一卷芯的直径小于所述第二卷芯的直径，进而能够使得所述正极耳与负极耳在弯折后容纳在所述第一卷芯的侧面，不会在所述裸电芯表面造成凸起。
具体的，所述空箔区设置在所述裁切部、所述裁切部的端部或所述主体部接近所述裁切部区域中的任意一处。所述空箔区未涂覆有活性浆料或者涂覆的活性浆料被清洗，所述极耳焊接在所述空箔区，故所述空箔区设置在上述位置，在所述极片卷绕后，所述极耳在所述裸电芯的侧面。
具体的，将所述空箔区设置在裁切部或裁切部的端部时，焊接在所述空箔区的极耳在封装前进行竖直方向的90°弯折。将所述极耳进行弯折能够防止所述极耳在封装过程中将所述软包膜刺破，同时能使粘接在所述极耳的极耳胶需要在所述两层软包膜之间。
具体的，将所述空箔区设置在所述主体部接近裁切部区域时，焊接在所述空箔区的所述正极耳与所述负极耳在封装前先进行竖直方向的180°反折，再进行竖直方向的90°弯折。
本发明还公开了一种软包扣式电池，由上述任意一项方案的所述软包扣式电芯经过烘烤、注液、化成、二封与折边制得。制得的所述软包扣式电池能量密度提高，同时由于所述第二卷芯与所述第一卷芯的直径不同，所述极耳在经过所述折弯后，折弯部分能够收束在被裁切的部分极片卷绕形成的所述第一卷芯，所述极耳在封装后，所述软包膜的表面没有凸起，表面平整，避免了在进行后工序制样或产品运输过程中所述软包膜破损造成漏液的问题。
进一步的，所述二封包括：将所述软包扣式电芯进行离心运动，实现电解液与化成产生气体的分离；将所述气袋内所述化成产生气体进行抽真空处理，而所述电解液在离心力作用下，回流所述软包扣式电芯；将所述气袋与所述软包扣式电芯之间的侧边进行封口。通过对电池进行二封，排除所述化成产生气体，使所述软包扣式电芯内真空度更高，所述极片贴合更好。
进一步的，在折边前对所述软包膜进行压纹，形成裙边结构。压纹折边后的所述裙边结构和所述裸电芯的所述第二卷芯直径相同，压出的纹路向内折，减小了所述软包扣式电池的体积，提升了电池能量密度。
相对于现有技术而言，本发明至少包括以下有益效果：本发明通过对极片与隔膜进行裁切得到L型结构，使卷绕后得到的第一卷芯的直径小于第二卷芯的直径，将极耳的弯折部分容纳在第一卷芯的侧面，不会突出于软包扣式电芯的软包膜表面，保证了软包扣式电芯表面平整，避免了在进行后工序制样或产品运输过程中软包膜破损造成漏液，同时不会增大裸电芯的直径，提升了软包扣式电芯的能量密度。
附图说明
图1为本发明的软包扣式电芯的制作方法流程图；
图2为本发明一实施例的裁切后的极片的结构示意图；
图3为本发明一实施例的裸电芯的结构示意图；
图4为本发明一实施例的裸电芯的极耳弯折的结构示意图；
图5为本发明一实施例的软包膜的结构示意图；
图6为本发明一实施例的软包膜热封的结构示意图；
图7为本发明一实施例的软包扣式电池的结构示意图；
图8为本发明一实施例的裁切后的极片的结构示意图；
图9为本发明一实施例的裁切后的极片的结构示意图；
图10为本发明一实施例的裸电芯的结构示意图；
图11为本发明一实施例的裸电芯的极耳弯折的结构示意图；
图12为本发明一实施例的裸电芯的结构示意图；
图13为本发明一实施例的裸电芯的极耳弯折的结构示意图；
图14为本发明一实施例的裸电芯的结构示意图；
图中：1-极片；11-主体部；12-裁切部；13-空箔区；2-裸电芯；21-第一卷芯；22-第二卷芯；3-极耳；31-正极耳；32-负极耳；4-胶纸；5-软包膜；51-冲坑；52-气袋；53-裙边结构；6-软包扣式电池。
具体实施方式
为使本发明更加容易理解，下面结合附图对本发明作进一步说明，但是，本发明可以以多种不同形式实现，并不限于本文所描述的实施例，也不构成对本发明的任何限制。
实施例1
如图1～7所示，先完成正负极片的涂覆、辊压、分切工作，将正负极极片与隔膜采用模切或激光切割的方式得到主体部11与裁切部12，裁切部12的宽度比主体部11的宽度小，主体部11与裁切部12组成如图2所示的L型结构，主体部11完全涂覆有活性物质浆料，裁切部12设置为空箔区13，空箔区13为未涂覆的活性浆料或活性浆料被清洗的极片1，用于焊接极耳3，在正极片的空箔区13上焊接一个铝极耳作为正极耳31，在负极片的空箔区13上焊接一个镍极耳作为负极耳32。
如图3所示，将正极片、隔膜与负极片按顺序依次卷绕形成一个裸电芯2，裸电芯2分为上下两部分，上部分为第一卷芯21，下部分为第二卷芯22，第一卷,21的直径小于第二卷芯22的直径，在裸电芯2的第二卷芯22的卷绕收尾处粘贴胶纸4。
如图4所示，将裸电芯2的正极耳31与负极耳32分别进行竖直方向的90°弯折。
如图5所示，由于第一卷芯21与第二卷芯22的直径差异，将作为软包膜5的铝塑膜冲切出两个不同尺寸的圆形凹坑得到冲坑51。
如图6所示，将裸电芯2放入铝塑膜冲坑51内，并进行热封，得到的软包扣式电芯。对软包扣式电芯进行烘烤、注液、化成、二封、压纹和折边后得到如图7所示的带有裙边结构52的软包扣式电池6。
其中，二封包括：将软包扣式电芯进行离心运动，实现电解液与化成产生气体的分离；将气袋52内所述化成产生气体进行抽真空处理，而电解液在离心力作用下，回流软包扣式电芯；将气袋52与软包扣式电芯之间的侧边进行封口。压纹折边后的裙边结构和裸电芯2的第二卷芯22直径相同，压出的纹路向内折，减小了软包扣式电池6的体积，提升了电池能量密度。
实施例2
与实施例1不同的是，如图8所示，本实施例裁切部12的端部设置为空箔区13，用于焊接极耳3。
其余工艺与实施例1完全相同，在此不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是，如图9所示，本实施例将主体部11接近裁切部12的区域设置为空箔区13，用于焊接极耳3。在正极片上焊接一个铝极耳作为正极耳31，在负极片上焊接一个镍极耳作为负极耳32，然后将正负极片与隔膜一起卷绕，得到如图10所示的裸电芯2。如图11所示，对第一卷芯21侧面的正极耳31与负极耳32进行弯折，将超出第一卷芯21上表面的正极耳31与负极耳32进行竖直方向的180°反折，再将反折部分的正极耳31与负极耳32进行竖直方向的90°弯折。
其余工艺与实施例1完全相同，在此不再赘述。
实施例4
与实施例1不同的是，如图8所示，本实施例正极片的裁切部12的端部设置为空箔区13，如图9所示，将负极片的主体部11在接近裁切部12的区域设置为空箔区13，在正极片上焊接一个铝极耳作为正极耳31，在负极片上焊接一个镍极耳作为负极耳32，然后将正负极片与隔膜一起卷绕得到如图12所示的裸电芯2。如图13所示，将超出第二卷芯22上表面的正极耳31进行竖直方向的90°弯折，将超出第一卷芯21上表面部分的负极耳32进行竖直方向的180°反折，再将反折部分的负极耳32进行竖直方向的90°弯折。
其余工艺与实施例1完全相同，在此不再赘述。
实施例5
与实施例4不同的是，如图8所示，本实施例将负极片的裁切部12的端部设置为空箔区13，如图9所示，将正极片的主体部11在接近裁切部12的区域设置为空箔区13，在正极片上焊接一个铝极耳作为正极耳31，在负极片上焊接一个镍极耳作为负极耳32，然后将正负极片与隔膜一起卷绕得到如图14所示的裸电芯2。
其余工艺与实施例4完全相同，在此不再赘述。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。