软包电池封装方法与流程

本申请涉及锂离子电池生产领域，特别涉及一种软包电池封装方法。

背景技术：

软包锂离子电池比起钢壳、铝壳锂离子电池安全性更好，同等容量下质量更轻，同等尺寸规格下容量更大，被广泛运用于数码产品与动力应用市场。

软包动力电池在制备过程中需要进行抽气封装，但封口处的铝塑膜长时间被电解液浸润，并且在抽出气体的同时部分电解液也会被挤到封口铝塑膜处，造成封装边的融胶不良，封装效果差。可能引发电池鼓胀、漏液、失效等后果。软包动力电池因电池较大，封边长度长，如果封装效果差带来的影响会更明显。

传统的软包锂离子电池封装采用大压力一次密封，这种方式对小软包电池影响较小，但对大软包电池，一次大压力封装的封装压力较大，容器产生挤胶、融胶量过大，可能导致铝塑膜易扎破，电池漏液、肿胀。并且一次封装要求的封装压力大，封装参数不容易控制。

因此，有必要开发一种软包锂离子电池的封装方法，改善软包锂离子电池封装效果不良的问题。

技术实现要素：

本申请要解决的技术问题是软包电池封装效果不良。

为解决上述问题，本申请公开了一种软包电池封装方法，用于电池电芯化成之后，包括：提供封装膜，所述封装膜封闭，且包括第一封装区域和第二封装区域，所述第一封装区域和第二封装区域之间连通，所述第一封装区域用于装配待封装电芯，在所述第二封装区域形成开口，通过所述开口抽气，使所述封装膜内达到目标真空状态；执行第一封边，在所述第一封装区域的未封闭边形成封边区，执行第二封边，沿所述封边区向所述待封装电芯方向加宽所述封边区。

在一些实施例中，执行第一封边后，所述封边区靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的间距为3-5mm。

在一些实施例中，执行第二封边后，所述封边区靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的间距为1-2mm。

在一些实施例中，所述通过所述开口抽气，使所述封装膜内达到目标真空状态包括：采用多次抽气，并在每次抽气后使所述封装膜内气压保持一定时间的方法使所述封装膜内达到目标真空状态。

在一些实施例中，每次抽气后使所述封装膜内气压保持2～5s，达到目标真空状态后使所述封装膜内气压保持40～50s。

在一些实施例中，所述待封装电芯的目标真空状态为真空度小于20tor。

在一些实施例中，所述第一封边以及第二封边工艺为：封装温度为175±5℃，封装压力为500±50kpa，封装时间为3±0.1s。

在一些实施例中，所述待封装电池抽气过程中包括挤压夹具挤压所述第一封装区域。

在一些实施例中，通过定位感应设备计算所述封边区靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的间距。

在一些实施例中，所述封装膜为铝塑膜。

在一些实施例中，还包括去除所述第二封装区域的工艺。

由以上技术方案可知，本申请提供的软包电池封装方法通过对未封装软包电池多次抽气达到目标真空状态，压紧整形待封装电芯，再进行第一封边和第二封边，第二封边向所述待封装软包电池电芯方向的区域加宽封边区，改善了软包电池封边区挤胶，融胶不良，密封性差等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示为本申请一些实施例中软包电池封装方法流程图。

如图2所示为本申请一些实施例中电芯化成后的软包电池结构示意图。

如图3所示为本申请一些实施例中封装设备示意图。

如图4所示为本申请一些实施例中执行第一封边后封装膜结构示意图。

如图5所示为本申请一些实施例中执行第二封边后封装膜结构示意图。

如图6所示为本申请一些实施例中去除第二封装区域的封装膜结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语″上″、″下″、″顶″、″底″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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语″第一″、″第二″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″的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语″第一″、″第二″等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在软包电池的生产过程中，软包电池完成电解液注液后需要进行第一封边，然后对电池进行静置，让注入的电解液充分浸润极片，然后进行化成，化成是指对电芯进行首次充电。本申请提供一种软包电池封装方法，用于电池电芯化成之后，如图1所示为本申请所述软包电池封装方法流程图。

s210：提供封装膜，所述封装膜封闭，且包括第一封装区域和第二封装区域，所述第一封装区域和第二封装区域之间连通，所述第一封装区域用于装配待封装电芯。

如图2所示为本申请一些实施例中电芯化成后的软包电池结构示意图，所述封装膜110为铝塑膜。铝塑膜是软包电池中包装电芯的材料，由三层材料构成，由内到外分别是：尼龙层、ai层与pp层。尼龙层不易变形，保证了铝塑膜在制造为软包电池包装膜之前的外形。al层是一层金属铝，室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，防止水的渗入。pp层是一层聚丙烯，这种材料的特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化，并且具有黏性，降温后固化黏结。

铝塑膜是电芯的包装材料，在软包电池生产过程中，根据所生产软包电池的电芯尺寸，对铝塑膜进行冲坑，坑的大小，厚度刚好可以装置下对应的电芯，所述冲坑形成的区域处于所述第一封装区域130。

所述封装膜110还包括第二封装区域150。软包电池在注电解液时为了保证电芯能够充分吸收电解液，注液量是大于电芯实际需求量的，因此在所述封装膜110内包括一部分多余的电解液。此外，软包电池在化成过程中还会产生一些气体。所述第二封装区域150中存储大部分多余的电解液以及气体，由于所述第一封装区域和所述第二封装区域尚处于连通状态，因此，所述第一封装区域也存在部分多余的电解液以及气体。

s220：在第二封装区域形成开口，通过所述开口抽气，使封装膜内达到目标真空状态。

多余的电解液以及空气不仅影响软包电池的使用效率，也会让软包电池的外形不规则，因此需要将这些空气以及多余的电解液从封装膜中排出后再次封装软包电池。

如图3所示为本申请一些实施例中封装设备示意图，包括电芯定位夹具101，固定并定位待封装电芯；挤压夹具102，工作时挤压待封装电芯表面；刺刀103，工作时切割所述封装膜110；封头104，包括定位感应设备105。

使用所述刺刀103在所述第二封装区域150形成开口153，使用抽气泵通过所述开口153抽气，使所述封装膜110内达到目标真空状态包括：采用多次抽气，并在每次抽气后使所述封装膜110内气压保持一定时间的方法使所述封装膜110内达到目标真空状态。所述的多次例如为3至5次或者2至3次等。

每次抽气后使所述封装膜110内气压保持2～5s，达到目标真空状态后使所述封装膜110内气压保持40～50s。

在抽气过程中，依次使所述封装膜110内的真空度依次递增为450tor，200tor，50tor，小于20tor。其中，待封装电芯的目标真空状态为真空度小于20tor。

在抽气过程中将所述封装膜110的真空度逐渐递增，并且保持2～5s有助于所述封装膜110内多余的电解液以及空气析出。因为在所述封装膜110真空度不断增加的过程中，在大气压的作用下所述封装膜110对于所述待封装电芯的压力也越来越来大，所述密封膜110与所述待封装电芯越来越紧密。如果抽气时一次就达到目标真空状态，一部分处于所述第一封装区域130的电解液和空气因为所述封装膜110与所述待封装电芯之间太过紧密，反而被锁在所述密封膜110内，即使保持目标真空状态较长时间也仍有一部分多余电解液和空气无法被排出。

如果所述封装膜110内的真空度逐渐递增，并保持2～5s，空气的压力使所述封装膜110的多余电解液和空气会被排出到所述封装膜110之外，而所述封装膜110与所述待封装电芯之间的压力也不至于太大。所述封装膜110在每个真空度保持2～5s足够让多余电解液以及空气排出，同时生产的效率也得以保证。

由于软包电池采用铝塑膜封装，而铝塑膜质地相对较软，因此需所述封装膜110内部有较高的真空度，利用气压保持软包电池电芯仍是压紧整形后的形态，极片仍是紧密的贴合在一起。

所述封装膜110的目标真空状态为真空度小于20tor，当所述封装膜110内的真空度为20tor时，大气压的作用下所述封装膜110对所述待封装电芯的挤压力会非常高，足够将所述待封装电芯保持压紧整形后形态。同时在气压的挤压下，所述封装膜110与所述待封装电芯均会发生一些细小的形变，因此需要保持所述目标真空状态更长的时间，让所述封装膜110与所述待封装电芯之间相互契合，更为紧密。

在本申请的一些实施例中，所述抽气过程中还可以通过所述挤压夹具102挤压所述第一封装区域130。

所述挤压夹具102作用于所述第一封装区域130的表面，在抽气过程中所述挤压夹具102以200±70kpa的压力挤压所述第一封装区域130的表面，不仅有助于多余电解液以及空气的排出，还能够对所述待封装电芯压紧整形，避免所述待封装电芯相对比较蓬松，极片贴合不紧密从而导致电池的性能差，厚度过大等问题。

当多余的电解液和空气停留在所述第一封装区域130，而所述密封膜110对所述待封装电芯压力过大时，所述多余的电解液和空气可能使所述第一封装区域130发生一些形变，形成小鼓包或褶皱。而所述挤压夹具102可以将所述多余的电解液和空气从所述第一封装区域130挤压到其他位置，所述第一封装区域130的表面不会产生小鼓包或褶皱。

s230：执行第一封边，在第一封装区域的未封闭边形成封边区。

封边就是利用高温封头加热目标密边区域的上下两层铝塑膜，铝塑膜的pp层在封头的高温作用下融化黏合在一起，撤去封头，降温后目标密边区域上下两层铝塑膜的pp层就固化黏结，完成封边。

所述封装膜110内达到目标真空状态后，所述第一封装区域和所述第二封装区域尚处于连通状态，因此，所述的第一封装区域的未封闭边即为所述第一封装区域与所述第二封装区域邻接的一边。通过所述封头104执行所述第一封边。如图4所示执行第一封边后封装膜的结构示意图，所述封边区160靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的间距d1为3-5mm。

所述封头104装置有定位感应设备105并通过所述通过定位感应设备105计算所述封边区160靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的所述间距d1。

所述定位感应设备105以所述封头104靠近所述待封装电芯一侧为基准，在封边过程中识别所述待封装电芯的侧边并计算调整所述间距d1到预设值后所述封头104再进行封边。

s240：执行第二封边，沿封边区向所述待封装电芯方向加宽所述封边区。

执行第二封边后，所述封边区160靠近所述待封装电芯一侧距离所述待封装电芯的所述间距d2为1-2mm。

如图5为所示执行第二封边后封装膜的示意图。所述第二封边增加了所述封边区160的宽度，提高了封边区160的密封性。所述第一封边以及第二封边工艺可以为：封装温度为175±5℃，封装压力为500±50kpa，封装时间为3±0.1s。相比于传统的封装工艺，本申请实施例的封装压力更小，封边区不会出现因为封装压力过大，封装时间过长而导致密封区处的铝塑膜pp层融融胶被过度挤压，形成溢胶，导致封边区厚度较薄，密封性低。

s250：去除第二封装区域。

在本申请的一些实施例中，所述软包电池封装方法，还包括去除所述第二封装区域的工艺。

如图5所示，所述封装膜110执行了第一封边以及第二封边之后，所述第二封装区域150还包括一部分剩余部分，所述剩余部分对软包电池的并无作用，并且影响软包电池的外形，以及软包电池外观的统一性，因此需要去除。使用所述刺刀103去除所述第二封装区域150的剩余部分，如图6所示为去除第二封装区域的封装膜示意图。

综上，本申请提供了一种软包电池封装方法。将化成后的软包电池封装膜开口抽真空，多次抽气达到目标真空状态，将待封装电芯压紧整形，再进行两次封装，加宽封边区向所述待封装软包电池电芯方向的区域，改善了软包电池封边区挤胶，融胶不良，密封性差等问题，提高了软包电池的使用可靠性。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本公开的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本公开的目的，本申请有时将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。或者，本申请又是将各种特征分散在多个本申请的实施例中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

在一些实施方案中，表达用于描述和要求保护本申请的某些实施方案的数量或性质的数字应理解为在某些情况下通过术语“约”，“近似”或“基本上”修饰。例如，除非另有说明，否则“约”，“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20％变化。因此，在一些实施方案中，书面描述和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据特定实施方案试图获得的所需性质而变化。在一些实施方案中，数值参数应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本申请的一些实施方案列出了广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中都列出了尽可能精确的数值。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的哪些实施例。