专利名称：一种软包装锂离子二次电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池领域，具体的说是涉及一种软包装锂离子二次电池的电极集流体。
背景技术：
随着电动用器，如电动玩具、电动工具的广泛应用，人们对作为上述器件电源的锂离子电池二次电池的安全性能要求越来越高，特别是软包装锂离子二次电池。因此市场上出现了两种不同结构的软包装锂离子电池极芯，即极芯的电极端子与电极集流体的焊接方式有两种一种为矩形片状结构，电极端子一端焊接在电极集流体上，另一端引出；另一种为包夹式结构，电极端子一端包夹所有电极集流体的一端部焊接在电极端子上，另一端引出，由于矩形片状结构的多层电极集流体叠在一起焊接，其焊接强度很难保证，容易脱焊，并且容易焊烂而破坏集流体，使不良品增多。因此大多数软包装电池制造商采用了包夹式焊接的结构，但该结构也有其缺点即存在一与电极集流体的焊接部邻接的直立部经外壳的封装挤压变形后容易与邻接该直立部的极芯电极的顶部端面相接触引起极芯短路的问题，同时电池在使用的过程中，经外界碰撞或挤压外壳基体，易造成电极集流体的直立部与极芯的顶部端面相接触，从而致使整个极芯短路，进而造成整个电池报废。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、成本低廉且能防止电极集流体的直立部经外壳的封装挤压容易与邻近该直立部的极芯电极的顶部端面相接触引起极芯短路的软包装锂离二次电池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的
一种软包装锂离子二次电池，包括正极片、隔膜、负极片构成的叠片式电极芯及电解液共同封装于软包装外壳内，正、负电极端子与相对应的电极集流体焊接并经外壳密闭而导出，其中还包括一贴靠在极芯顶部端面上的绝缘片，该绝缘片包括装配口和构成此装配口的实体部分，此装配口位置与所述电极集流体的直立部位置相应，所述构成装配口的一部分实体覆盖在邻近电极集流体直立部的极芯最外层电极片的顶部端面之上。
所述绝缘片上的装配口为两个平行并列设置的四边形方口。
所述绝缘片与其上的装配口呈“m”形。
所述的绝缘片的横截面为方形。
所述覆盖在极芯顶部端面上的两集流体之间的绝缘片上表面由一层绝缘胶布包裹，其两端紧贴在极芯正反两表面。
本实用新型的有益效果是通过在极芯顶部端面设置一普通型的电绝缘片，可以有效的解决叠片式极芯结构中电极集流体直立部经外壳的封装挤压变形后容易与邻近该直立部的极芯最外层电极片顶部端面相接触引起极芯短路的问题；又通过在绝缘片上开装配口和贴胶布两种方式来实现绝缘片的双重定位，防止在装配过程中绝缘片错位或脱落的问题；同时又通过设置两个平行并列的四边形方口，既能防止极芯短路的问题，也能杜绝集流体焊接部与极芯顶部端面相接触造成的短路问题。因此该方案不仅实现了结构简单、价格低廉的目的，同时也实现了电池安全性能优的目的。
图1为本实用新型叠片式软包装锂离子二次电池装配前的极芯侧面结构放大示意图。
图2为图1所示的电池极芯装配后经外壳封装挤压的电极集流体直立部贴近最外层电极片顶部端面的侧面结构放大示意图。
图3为本实用新型具体实施方式
叠片式软包装锂离子二次电池中极芯端面设置绝缘片和胶布的立体状态结构示意图。
图4是图3叠片式软包装锂离子二次电池中绝缘片的放大俯视图。
图5是图3叠片式软包装锂离子二次电池的放大俯视图。
图6为本实用新型另一种具体实施方式
叠片式软包装锂离子二次电池中极芯端面设置绝缘片和胶布的立体状态结构示意图。
图7是图6叠片式软包装锂离子二次电池中绝缘片的放大俯视图。
图8是图6叠片式软包装锂离子二次电池的放大俯视图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细说明请参考图1、图2、图3、图4、图5本实用新型软包装锂离子电池，包括正极片1、隔膜2、负极片3构成的叠片式电极芯4及电解液共同封装于软包装外壳5内，正、负电极端子9、10与相对应的电极集流体7、8焊接并经外壳5密闭而导出，该集流体上具有呈“”的一水平焊接部71、81和一与水平焊接部相连的直立部72、82，另外在极芯顶部端面41上还放置了一普通型的电绝缘片6，厚度为0.05～0.5MM，该绝缘片包括装配口11、12和构成此装配口的实体部分61，此装配口位置与所述电极集流体的直立部72、82位置相应，所述构成装配口的一部分实体覆盖在电极片31的顶部端面之上。
进一步，所述绝缘片上6的装配口有两种形式既可为四边形的方口也可为呈“m”的开口。下面就两种不同结构的绝缘片结合实例逐一进行阐述先参考图1、图2、图3、图4及图5所示正、负极片依次层叠排布于隔膜的两面，构成了叠片式电极芯4，用两层胶布16、17沿外表面分段缠绕，将正、负电极集流体分别朝极芯外层电极片31一侧聚集，两电极端子的一端分别包夹聚集后的集流体一端部并焊接为一体，焊接后的集流体出现一焊接部71、81和一与焊接部相连的直立部72、82，考虑到实际制作后极芯4的横截面为不规则形状，所以制作一略小于所述极芯4横截面的方形绝缘片6，接着把绝缘片6上的两孔11、12分别穿过电极端子9、10和其上的胶片13、14及集流体7、8，贴靠在极芯端面41上，并且保证构成装配口的实体部分61至少有一部分实体覆盖在电极片31的顶部端面之上，其两装配口11、12的长度尺寸以穿过单个胶片为基准，装配口的宽度尺寸略大于包裹焊接后的单个集流体直立部宽度尺寸，用胶布包裹集流体的焊接部71、82，以集流体的直立部为基准向极芯端面41折弯集流体焊接部71、81，紧压在绝缘片上，但因集流体为多层，所以集流体直立部折弯处呈“)”或“>”的向外扩张圆弧形，接着将电极端子9、10的一端直立竖起，集流体焊接端部不超出极芯4端面的边缘，并用一层绝缘胶布15包裹覆盖在极芯顶部端面上的两集流体之间的绝缘片上表面，其两端紧贴在极芯正反两表面，将上述极芯4放入外壳5内封装，然后从一预留的注液孔中注入非水电解液后密封该孔，制作完成。请再次浏览图1、图2、图3可以得知装配后呈“)”或“>”向外扩张的集流体折弯处经外壳封装挤压变形偏向于电极片31的顶部端面，由此可见上述极芯4经外壳5的包裹挤压，造成集流体直立部沿折弯处继续作水平方向外扩展，扩展的程度越大就离电极片31的顶部端面越近，而且极芯4在水平向外扩展的同时经外壳5的纵向挤压使得向外扩展后的集流体直立部压向电极片31的顶部端面，因此在集流体直立部折弯后的圆弧下方跟部即直立端部位置且贴近极芯4的顶部端面上设置一绝缘片，可以隔断绝缘片上方的集流体直立部扩展后与电极片31顶部端面之间的接触，如图3和图5所示集流体的直立部经外壳5的挤压使得直立部变形扩展超过绝缘片6的开口侧边62且落在绝缘片的实体部分61上，该方案采用两个四边形的方口不但防止了折弯后的集流体的直立部与电极片31顶部端面相接触引起短路的问题，同时也杜绝了集流体焊接部71、81与极芯端面41相接触造成的短路问题。
再参考图1、图2、图6、图7及图8所示正、负极片依次层叠排布于隔膜的两面，构成了叠片式电极芯4，用两层胶布16、17缠绕该极芯4，将正、负电极集流体7、8分别朝极芯外层任一外表面聚集，用电极端子9、10分别包夹聚集后的集流体一端部并焊接为一体，焊接后的集流体出现一焊接部71、81和一与焊接部相连的直立部72、82，接着用绝缘胶布包裹集流体焊接部，再将绝缘片上呈“m”形的两开口11、12分别对准正、负电极集流体的直立端部并叉在该直立端部处，贴靠在极芯顶部端面41上，并且保证构成装配口的实体部分61至少有一部分实体覆盖在电极片31的顶部端面之上，然后以集流体直立部为基准线，将集流体的焊接部71、81向极芯顶部端面41折弯，接着将电极端子9、10的一端直立竖起，并用一层绝缘胶布15包裹覆盖在极芯顶部端面上的两集流体之间的绝缘片上表面，其两端紧贴在极芯正反两表面上，集流体的焊接端部不超出极芯端面41的边缘，将上述极芯4放入膜外壳内5热压封装，然后从一预留的注液孔中注入非水电解液后密封所述孔。请再次参见图6和图8所示集流体的直立部经外壳5的挤压使得直立部变形扩展超过绝缘片6的开口侧边62且落在绝缘片的实体部分61上，这样的方案不但能防止经外壳5的挤压后集流体直立部与电极片31的顶部端面相接触引起极芯短路的问题，而且也能实现结构简单、成本低廉、操作方便的目的。
以上所列优选实施例意在清楚说明本实用新型的构思和技术方案。本实用新型之实施，并不局限于此，任何基于本实用新型的构思和技术方案，而进行的无须创造性劳动的简单推演或替换，都属于本实用新型之实施。
下面通过具体的实施例说明本实用新型的有益效果实施例1把LiCoO2(锂钴氧化物)、乙炔黑导电剂、PVDF(聚偏二氟乙烯)粘结剂、NMP(氮甲基吡咯烷酮)溶剂混合并加热搅伴成浆料，涂敷在铝箔两表面上，经烘烤除去NMP溶剂后，裁切成短片形正极片。
把天然石墨、PVDF粘结剂、NMP溶剂混合并加热搅伴成浆料，涂敷在铜箔两表面上，经烘烤除去NMP溶剂后，裁切成短片形负极片。
把PE/PP隔膜、正极片和负极片按隔膜/负极片/隔膜/正极片/隔膜/负极片/隔膜的层叠方式制作长宽厚尺寸为41.9*27.9*4.9mm的极芯4，该极芯4最外两层电极为负极片，正、负极集流体宽度为5.0mm，所述正极集流体为铝箔，负极集流体为铜箔，将集流体朝极芯外层负极片31侧约偏向极芯端面四分之一的部位聚集，用正、负电极端子一端包夹聚集的集流体端部71、81并焊接为一体，再用绝缘胶布把焊接部分正、反两面依次包裹，其中正、负电极端子的宽度是5.0mm，正负极耳上的胶片13、14的宽度为9.0mm，厚度为0.25mm，竖直的正负极集流体中心间距为18.0mm，请参考图3、图4和图5。
再制作一个长方形的PVC绝缘片，长宽尺寸为27.5*4.5mm，厚度为0.40mm，在绝缘片上开两个平行并列的四边形方口，两口的尺寸为1.0*9.0mm，中心距为18.0mm，且开口偏向绝缘片一侧约四分之一的部位，请见图4；把加工后的PVC绝缘片套极芯端面41上，以集流体直立部为基准线，将集流体焊接部向极芯端面41折弯，将电极端子的一端直立竖起，用一块厚度为0.03mm，长宽尺寸为40*13.5mm的OPP绝缘胶布从正负极耳中间把绝缘片固定在极芯端面上，请见图3和图5。然后把由高分子薄膜和金属箔构成的具有NY尼龙/AL铝箔/CPP流涎聚丙烯多层结构的软包装复合膜冲压成带有5.0*28*42mm凹槽的外壳，将上述的芯体放入外壳中，热压封装后用UNI-T DT890B万用表测试电池是否短路。然后注入由电解质盐LiPF6(六氟磷酸锂)和非水溶剂EC(二甲基碳酸酯)、DEC(碳酸已烯酯)和DMC(碳酸二烯酯)构成的浓度为1M的非水电解液。最后经过化成、分容、二次封装等工序，得到外尺寸为5.5*30*48mm的叠片式软包装锂离子电池SL553048。
按上述方法生产SL553048电池1000PCS，并记录测出的短路电池数量。
实施例2按照与实施例1相同的方法制作1000PCS极芯，然后把如图7所示的呈“m”形装配口的1000片PVC绝缘片分别设置在1000PCS极芯端面上，热压封装后用UNI-T DT890B万用表测试电池是否短路，并记录测出的短路电池数量。
比较例1按照与实施例1相同的方法制作1000PCS极芯，其中极芯端面没有设置PVC绝缘片。热压封装后用UNI-T DT890B万用表测试电池是否短路，并记录测出的短路电池数量。
测试结果列于下表
测试结果表明本实用新型的叠片式软包装锂离子电池，有效的防止了叠片式极芯结构中集流体直立部经外壳的封装挤压容易与极芯的顶部端面相接触引起极芯短路的问题。
权利要求1.一种软包装锂离子二次电池，包括正极片(1)、隔膜(2)、负极片(3)构成的叠片式电极芯(4)及电解液共同封装于软包装外壳(5)内，正、负电极端子(9)、(10)与相对应的电极集流体(7)、(8)焊接并经外壳(5)密闭而导出，其特征在于还包括一贴靠在极芯顶部端面(41)上的绝缘片(6)，该绝缘片包括装配口和构成此装配口的实体部分(61)，此装配口位置与所述电极集流体的直立部(72)、(82)位置相应，所述构成装配口的一部分实体覆盖在邻近电极集流体直立部的极芯最外层电极片(31)的顶部端面之上。
2.如权利要求1所述的软包装锂离子二次电池，其特征在于所述绝缘片(6)上的装配口为两个平行并列设置的四边形方口(11)、(12)。
3.如权利要求1所述的软包装锂离子二次电池，其特征在于所述绝缘片(6)与其上的装配口呈“m”形。
4.如权利要求1或2或3所述的软包装锂离子二次电池，其特征在于所述的绝缘片(6)的横截面为方形。
5.如权利要求1或2或3所述的软包装锂离子二次电池，其特征在于所述覆盖在极芯顶部端面上的两集流体之间的绝缘片上表面由一层绝缘胶布(15)包裹，其两端紧贴在极芯正反两表面。
专利摘要一种软包装锂离子二次电池，包括正极片、隔膜、负极片构成的叠片式电极芯及电解液共同封装于软包装外壳内，正、负电极端子与相对应的电极集流体焊接并经外壳密闭而导出，其中还包括一贴靠在极芯顶部端面上的绝缘片，该绝缘片包括装配口和构成此装配口的实体部分，此装配口位置与所述电极集流体的直立部位置相应，所述构成装配口的一部分实体覆盖在邻近电极集流体直立部的极芯最外层电极片的顶部端面之上。通过在极芯顶部端面设置绝缘片可以有效的解决叠片式极芯结构中电极集流体直立部经外壳的封装挤压容易与邻近该直立部的极芯最外层电极片顶部端面相接触引起极芯短路的问题，而且该方案结构简单、成本低廉。
文档编号H01M10/40GK2785153SQ20042010350
公开日2006年5月31日 申请日期2004年12月24日 优先权日2004年12月24日
发明者梁世硕, 朱小明, 刘卫平 申请人:比亚迪股份有限公司