软包电池的制造方法与流程

本发明涉及软包电池制造加工技术领域，更具体地，涉及一种软包电池的制造方法。

背景技术：

新能源电池做为新能源汽车的动力来源，近年来得到了快速发展，其中软包电池具有安全性能高、重量轻、能量密度大、内阻小，使用寿命长等特点，广泛应用于商用车及乘用车，在锂离子电池中占有比例较大；化成是软包电池制造过程中的重要工序，目前软包电池化成过程主要依靠施加较大压力将产生的气体排到预留气囊内，气囊预留较大造成铝塑膜浪费严重，同时对压力化成设备加压系统、夹具要求较高，成本浪费严重。

因此需要提出一种能够减小塑膜气囊尺寸并降低压力化成成本的软包电池制造方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种软包电池的制造方法，实现减小铝塑膜气囊的尺寸并降低压力化成的成本。

为实现上述目的，本发明提出了一种软包电池的制造方法，包括：

提供导气管，所述导气管内设有气路通道，所述导气管的一端为真空连接端，所述导气管的另一端为自由端；

将所述导气管的所述自由端插入完成注液的软包电池的铝塑膜气囊内，并使所述真空连接端置于所述铝塑膜气囊的外部；

提供密封塞，通过所述密封塞对所述导气管的所述真空连接端进行密封，对所述软包电池表面做辊压处理；

对所述导气管的外壁与所述铝塑膜气囊的边缘之间进行密封处理；

完成所述辊压处理后，对所述软包电池进行第一次浸润静置工序；

完成所述第一次浸润静置工序后，移除所述密封塞并将所述导气管的所述真空连接端与真空系统连接；

通过所述真空系统对所述软包电池进行抽真空处理至预设时间后，对所述软包电池进行化成工序；

完成所述化成工序后，移除所述真空系统并通过所述密封塞对所述导气管的所述真空连接端进行密封，并对所述软包电池进行第二次浸润静置工序；

完成所述第二次浸润静置工序后，移除所述密封塞，将所述导气管的所述真空连接端与真空排气系统连接，进行排气工序；

完成排气工序后，在真空条件下将导气管位于所述铝塑膜气囊边缘与所述真空连接端之间的部分管路进行热封处理，使导气管内的所述气路通道封闭。

可选地，在移除所述密封塞之后以及将所述导气管的所述真空连接端与真空系统连接之前，还包括：

将所述软包电池移至充放电测试柜，并将所述软包电池的电极与所述充放电测试柜提供的电源连接。

可选地，对所述软包电池进行化成工序包括：

通过所述充放电测试柜对所述软包电池进行充放电作业。

可选地，对所述软包电池表面做辊压处理包括：通过使用橡胶辊对所述软包电池电芯主体处的铝塑膜表面进行辊压。可选地，对所述导气管的外壁与所述铝塑膜气囊的边缘之间进行密封处理包括：

采用热封装或超声波封装方式对所述铝塑膜气囊的边缘进行加热，将所述导气管的外壁与所述铝塑气囊的边缘之间密封在一起。

可选地，在在真空条件下将所述导气管位于所述铝塑膜气囊边缘与所述真空连接端之间的部分管路进行热封处理包括：

在真空条件下，采用热封装或超声波封装方式对位于所述铝塑膜气囊边缘与所述真空连接端之间的部分管路进行热封处理，使所述管路产生热变形，进而使导气管内的所述气路通道封闭。

可选地，所述导气管包括基管和针杆，所述基管的一端为所述真空连接端，所述针杆的一端为所述自由端，所述基管的另一端与所述针杆的另一端连接，所述自由端的边缘设有倒角；所述导气管的材质为聚丙烯，且所述基管与所述针杆一体成型。

可选地，所述基管内设有第一通道，所述针管内设有第二通道，所述第一通道与所述第二通道连通，所述第一通道的直径小于所述密封塞的所述一端的直径，所述第一通道的内壁设有环形凹槽。

可选地，所述密封塞的所述一端的外壁设有与所述环形凹槽配合的环形凸起，所述密封塞的材质为橡胶，且所述密封塞的所述一端具有锥形导向头。

可选地，所述密封塞的一端能够与所述导气管的所述真空连接密封连接，通过所述密封塞对所述导气管的所述真空连接端进行密封包括：

将所述密封塞的所述一端插入所述真空连接端的管口内，并使所述密封塞的环形凸起与所述第一通道内壁的所述环形凹槽相配合。

本发明的有益效果在于：

在软包电池负压化成过程中，在软包电池完成注液后，通过在软包电池预留的铝塑膜气囊内置入导气管并将导气管密封在铝塑膜的边缘，形成连通气囊内外的气路，使用密封塞将气路密封并对电池表面做辊压处理，使电芯中的气体挤压到气囊内，之后以完成第一次浸润静置工序，然后移除胶塞可将导气管的真空连接端与真空系统连接进行负压化成，能够将化成工序中电池产出的气体排出，完成负压化成之后通过密封塞对导气管再次进行密封，保证软包电池内部的真空度以便进行第二次浸润静置工序，然后再次通过真空排气系统将电池在第二次浸润静置工序中产生的气体排出，最后在真空条件下将导气管位于铝塑膜气囊边缘与真空连接端之间的部分管路进行热封处理，使导气管内的气路通道封闭；通过导气管结合密封塞的方法能够满足各个工序的排气和密封需求，通过辊压处理、抽真空操作以及排气工序能够分别将电池在注液后、负压化成以及二次静置工序中产生的气体及时排出，有效减少软包电池预留气囊的尺寸，减少铝塑膜的使用量，降低材料成本，有效降低软包电池负压化成的制造成本并保证电池的性能。

本发明的装置具有其它的特性和优点，这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的，或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述，这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，在本发明示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一种软包电池的制造方法的步骤图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的导气管示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的导气管与铝塑膜气囊边缘封装后的示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的密封塞示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的密封塞与导气管的真空连接端配合的示意图。

图6示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的导气管的真空连接端与真空系统对接的示意图。

附图标记说明：

1、导气管；101、基管；102、针杆；103、环形凹槽；104、部分管路；2、软包电池；201、气囊；3、密封塞；301、环形凸起；4、负压气嘴。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明。虽然附图中显示了本发明的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

图1示出了根据本发明的一种软包电池的制造方法的步骤图。

如图1所示，根据本发明的一种软包电池的制造方法，包括：

提供导气管1，导气管内设有气路通道，导气管1的一端为真空连接端，导气管1的另一端为自由端；

将导气管1的自由端插入完成注液的软包电池2的铝塑膜气囊201内，并使真空连接端置于铝塑膜气囊201的外部；

对导气管1的外壁与铝塑膜气囊201的边缘之间进行密封处理；

提供密封塞3，通过密封塞3对导气管1的真空连接端进行密封，对软包电池表面做辊压处理；

完成辊压处理后，对软包电池2进行第一次浸润静置工序；

完成第一次浸润静置工序后，移除密封塞3并将导气管1的真空连接端与真空系统连接；

通过真空系统对软包电池2进行抽真空处理至设定时间后，对软包电池2进行化成工序；

完成化成工序后，移除真空系统并通过密封塞3对导气管1的真空连接端进行密封，并对软包电池进行第二次浸润静置工序；

完成第二次浸润静置工序后，移除密封塞3，将导气管1的真空连接端与真空排气系统连接，进行排气工序；

完成排气工序后，在真空条件下将导气管1位于铝塑膜气囊边缘与真空连接端之间的部分管路104进行热封处理，使导气管1内的气路通道封闭。

具体地，在软包电池2完成注液后，通过在软包电池2预留的铝塑膜气囊201内置入导气管1并将导气管1密封在铝塑膜的边缘，形成连通气囊201内外的气路，之后将气路的真空连接端使用密封塞3的方式进行密封对软包电池2表面做辊压处理进行初步排气以及电池第一次浸润静置工序，然后移除密封塞3可将导气管1的真空连接端与真空系统连接进行负压化成，能够将化成工序中电池产出的气体排出，完成负压化成之后通过密封塞3对导气管1进行密封，保证软包电池2内部的真空度以便进行第二次浸润静置工序，然后再次通过真空排气系统将电池在第二次浸润静置工序中产生的气体排出，最后在一定的真空条件下将导气管1位于铝塑膜气囊边缘与真空连接端之间的部分管路104进行热封处理，使导气管1内的气路通道封闭，以便完成后道工序，通过导气管1结合密封塞3的方法能够满足各个工序的排气和密封需求，通过辊压处理、抽真空操作以及排气工序能够分别将电池在注液后、负压化成以及二次静置工序中产生的气体及时排出，有效减少软包电池2预留气囊201的尺寸，减少铝塑膜的使用量，降低材料成本并有效保证电池的性能。

图2至图6示出了根据本发明的一个实施例的一种软包电池的制造方法中的导气管示意图、导气管与铝塑膜气囊边缘封装后的示意图、密封塞示意图、密封塞与导气管的真空连接端配合的示意图以及导气管的真空连接端与真空系统对接的示意图，以下将参考图2至图6详细说明本实施例提供的软包电池的制造方法。

参考图2，提供导气管1，导气管1的一端为真空连接端，导气管1的另一端为自由端，导气管1包括基管101和针杆102，基管101的一端为真空连接端，针杆102的一端为自由端，基管101的另一端与针杆102的另一端连接，自由端的边缘设有倒角。基管101内设有第一通道，针管内设有第二通道，第一通道与第二通道连通。本实施例中，导气管1的材质为聚丙烯(pp)，且基管101与针杆102一体成型。在本发明的其他实施例中，导气管也可以为其他形式，本领域人员可根据具体需求自行设计。

参考图3，完成注液后，整个软包电池2的铝塑膜只有气囊201边缘还留有用于注液的一个较小的开口，将导气管1的针杆102自由端从这个开口插入铝塑膜气囊201内，并使真空连接端置于铝塑膜气囊201的外部；由于铝塑膜为多层结构且最内层为聚丙烯(pp)层，可以采用顶侧封机的封头以热封的方式或采用超声波封装机封装方式，对铝塑膜气囊201的边缘进行加热，将导气管1的外壁与铝塑气囊201的边缘之间密封在一起。将导气管1封装在注液开口的铝塑膜边缘，使铝塑膜的边缘与导气管1的外壁之间密封，并保证导气管1外露铝塑膜边缘一定长度。需要注意的是，在封装过程中需要保证导气管1的针杆102不会变形，即保证针杆102内的第二通道畅通。

参考图4，提供密封塞3，密封塞3的一端能够与导气管1的真空连接密封连接。本实施例中，导气管1基管101中第一通道的内壁设有环形凹槽103，密封塞3的一端的外壁设有与环形凹槽103配合的环形凸起301，并且第一通道的直径小于密封塞3具有环形凸起301一端的直径。密封塞3的材质为橡胶，且密封塞3具有环形凸起301的一端具有锥形导向头，在插入导气管1时能够起导向作用。在本发明的其他实施例中，也可以采用其他形式或其他材质的密封塞3，此处不再赘述。

参考图5，通过密封塞3对导气管1的真空连接端进行密封；即将密封塞3的一端插入真空连接端的管口内，并使密封塞3的环形凸起301与第一通道内壁的环形凹槽103相配合，以实现对导气管1的密封。

然后，使用橡胶辊对软包电池电芯主体处的铝塑膜表面进行辊压。橡胶辊具有一定的弹性，使用橡胶辊对软包电池电芯主体位置在厚度方向的两个相对的铝塑膜表面进行辊压，辊压能够将极片间的气体挤压至气囊内并减小极片间距，有益于电池化成的效果。

之后，对软包电池2的电芯进行第一次静置浸润，对导气管1密封后，软包电池2内部能够完全与外部环境隔绝，为静置浸润提供了良好的气密环境。根据工艺的不同，静置浸润工序分为高温静置与常温静置，本领域技术人员可根据实际需求进行选择，静置的目的是让注入的电解液充分浸润电池的极片。

参考图6，完成第一次浸润静置工序后，将软包电池2转运至特定工位将密封塞3移除(拔胶塞)，之后将软包电池2转运至充放电测试柜(化成柜)，将电池的电极与充放电测试柜提供的电源连接，同时将导气管1的真空连接端与真空系统的负压气嘴4对接。真空系统的负压气嘴4的底端设有弹性管，通过下压负压气嘴4使弹性管与导气管1的真空连接端抵接，弹性管由于弹性能够与真空连接端紧密连接，进而能够对软包电池2进行抽真空操作。

对软包电池2抽真空一定时间后进行充放电作业，即对软包电池2进行化成工序。具体地，化成是对软包电池2内的电芯的首次充电，但不会充到软包电池2使用时的最高电压，充电的电流也非常小。化成的目的是让电极表面形成稳定的sei膜(固体电解质性质的钝化膜层)，相当于把电芯“激活”的过程。在这个过程中，软包电池2内会产生一定量的气体排到预留的铝塑膜气囊201内，当产生一定的气体后使用真空系统通过导气管1能够将产生的气体吸出。

完成化成工序后，移除真空系统，将软包电池2转至特定工位，通过密封塞3对导气管1的真空连接端进行密封，保证铝塑膜内的气密性，以便进行第二次浸润静置工序。具体地，第二次浸润静置工序的操作与第一次浸润静置工序相同，第二次浸润静置的时间相较于第一次浸润静置的时间可以缩短，如第一次浸润静置的时间为24小时，第二次浸润静置的时间可以为12小时，第二次浸润静置能够使负压化成时抽出的电解液全部回流至电池主体(气囊朝上静置)，进一步提高电解液浸润极片的效果，有利于提高软包电池2的电化学性能。

完成第二次浸润静置工序后，移除密封塞3，将导气管1的真空连接端与真空排气系统连接，进行排气工序。具体地，在第二次浸润静置工序中，软包电池内部仍会产生一定量的气体，因此在完成第二次浸润静置工序后将导气管1的真空连接端与排气装置的真空系统连接，再次进行抽真空排气，能够进一步提高软包电池内部的真空度，有效提高软包电池的电化学性能。

完成排气工序后，在真空条件下将导气管与铝塑膜边缘相接部位104与铝塑膜边缘同时进行密封，使导气管1内的气路通道封闭。具体实施过程中，在一定的真空条件下(如真空室)，采用热封装或超声波封装方式对导气管1位于铝塑膜气囊边缘与真空连接端之间的部分管路104(即铝塑膜气囊边缘与基管底端之间的针杆)进行热封处理，由于导气管1为聚丙烯材质(铝塑膜内层同样为聚丙烯层)，部分管路104受热变形、熔化(可施加压力压扁与铝塑膜边缘成为一体)，进而使导气管1内的气路通道封闭，实现整个软包电池的密封以便完成后续气囊裁切、折边等工序。

本发明的实施例通过导气管1结合密封塞3完成软包电池2的静置浸润和负压化成工序，能够有效减少软包电池2气囊201预留的尺寸，减少铝塑膜的使用量，降低材料成本，排气充分有效保证电池的性能。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。