袋式锂二次电池密封机、密封方法及由其制造的袋式锂二次电池与流程

1.本发明涉及一种对袋式锂二次电池的侧边进行密封的方法和装置，以及根据该方法和装置制造的锂二次电池。具体地，本发明的目的是使形成袋的密封剂向电极组件的泄漏最小化。


背景技术：

2.锂二次电池的外形类型包括棱柱形/圆柱形和袋形。在袋型中，与使用铝或钢的棱柱形/圆柱形电池相比，可以容易地改变外部尺寸。由于袋是使用热粘合密封的，因此在产生热量或气体时会在相对较低的压力下进行排气，从而降低了爆炸的风险。此外，袋型与棱柱/圆柱型相比，空间浪费更少，重量更轻，具有高能量密度的优势。
3.通过将电极组件插入袋中，然后使用热粘合密封侧边来制造袋式锂二次电池。这里，当形成袋的密封剂(诸如pp材料)熔化然后凝固时进行密封。然而，在热粘合期间存在一个问题，即由于热粘合期间加压，密封剂会左右流动，一些密封剂向内侧流动，并且凝固的密封剂破坏了用于阻止铝层与电解液接触的内层，或成为铝层被破坏的原因，导致水分流入锂二次电池。
4.本发明背景技术部分中包括的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，而不应视为该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的承认或任何形式的建议。


技术实现要素：

5.本发明的各个方面旨在提供一种密封方法，该方法使进入电池单元内部的密封剂的量最小化，提高袋式锂二次电池在电化学性能和稳定性方面的可靠性。
6.为了实现上述目的，本发明的一种袋式锂二次电池，包括：电极组件，附接有电极接线片；袋，包括铝层和密封剂层，并包裹电极组件，电极接线片的一部分从袋暴露；由在袋的不暴露电极接线片的侧边的密封剂熔化并流向电极组件、然后凝固以在袋上形成鼓包而形成的突起；以及通过弯曲袋的不暴露电极接线片的侧边形成的折叠部，其中至少一个折叠部包括突起。
7.折叠部可以包括：第一弯曲表面，第一弯曲表面形成为在包裹电极组件之后袋剩余的一个端部弯曲；第二弯曲表面，第二弯曲表面形成为在第一弯曲表面的一个端部弯曲；第三弯曲表面，第三弯曲表面形成为在第二弯曲表面的一个端部弯曲；以及第四弯曲表面，第四弯曲表面形成为在第三弯曲表面的一个端部弯曲。
8.突起可以位于第二弯曲表面上，由第一弯曲表面与电极组件形成的角度为0至15度，以及，由第二弯曲表面与电极组件形成的角度为45至120度。
9.突起可以位于第一弯曲表面上，由第一弯曲表面与电极组件形成的角度为15至45度，以及，由第二弯曲表面与电极组件形成的角度为65至105度。
10.突起可以位于第一弯曲表面上，由第二弯曲表面与电极组件形成的角度为30至60
度。
11.还可以包括紧固件，附接到袋和折叠部以将袋固定到折叠部。
12.用于密封袋式锂二次电池的密封机，包括：上密封机，在上密封机的底面上形成有向内凹陷的凹槽；和下密封机，在下密封机的上表面上形成有向内凹陷的凹槽，其中，在上密封机的侧表面上和下密封机的侧表面上形成有向内凹陷的散热槽。
13.形成在上密封机上的向内凹陷的凹槽和形成在下密封机上的向内凹陷的凹槽可以形成在彼此面对的位置处。
14.向内凹陷的散热槽可以形成在密封袋式锂二次电池时电极组件所在的方向上。
15.对袋式锂二次电池进行密封的方法，包括：第一密封步骤，通过第一次热粘合对袋式锂二次电池的袋的侧边进行密封；第二密封步骤，通过第二次热粘合对袋式锂二次电池的袋的已完成第一密封步骤的侧边进行密封；以及折叠步骤，折叠袋式锂二次电池的袋的已完成第二密封步骤的侧边。
16.在第一密封步骤中，可以通过热粘合进行密封，使得施加到袋的侧边的压力均匀；并且，在第二密封步骤中，可以通过热粘合进行密封，使得袋的侧边离电极组件越远，被施加的压力越大。
17.在第二密封步骤中，使用下降的上密封机在倾斜远离电极组件的情况下，通过热粘合进行密封，使得与电极组件的距离越大，施加到袋的侧边的力越大。
18.在折叠步骤中，可以执行折叠使得：由电极组件与通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一个端部形成的第一弯曲表面所形成的角度为0至15度；由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一个端部形成的第二弯曲表面所形成的角度为45度至120度；并且，突起位于第二弯曲表面上。
19.在折叠步骤中，可以执行折叠使得：由电极组件与通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一个端部形成的第一弯曲表面所形成的角度为15至45度；由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一个端部形成的第二弯曲表面所形成的角度为65度至105度；并且，突起位于第一弯曲表面上。
20.在折叠步骤中，可以通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一个端部形成第一弯曲表面；由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一个端部形成的第二弯曲表面所形成的角度为30度至60度；并且，突起位于第一弯曲表面上。
21.根据本发明的各种示例性实施方式制造的袋式锂二次电池使在密封步骤中进入电池单元内部的密封剂的量最小化，从而提高了电化学性能和稳定性方面的可靠性。
22.本发明的方法和装置具有其他特征和优点，这些特征和优点在并入本文中的附图和下面的详细描述中应显而易见或更加详细地阐述，它们共同用于解释本发明的某些原理。
附图说明
23.图1是根据用于密封袋式锂二次电池的常规方法密封的锂二次电池。
24.图2是根据本发明的各种示例性实施方式的袋式锂二次电池。
25.图3是根据本发明的各种示例性实施方式的袋式锂二次电池密封机。
26.图4是已完成第二密封步骤的袋的侧边。
27.图5、图6、图7和图8示出了根据本发明的各种示例性实施方式的袋式锂二次电池的折叠部。
28.图9是根据本发明的各种示例性实施方式的用于袋式锂二次电池的密封方法的流程图。
29.图10直观地示出第一密封步骤和第二密封步骤。
30.应当理解，附图不一定按比例绘制，其呈现了说明本发明的基本原理的各种特征的稍微简化的表示。本文包括的本发明的具体设计特征，包括例如具体的尺寸、取向、位置和形状将部分地由特定的预期应用和使用环境来确定。
31.在附图中，附图标记在附图的几个附图中指的是本发明的相同或等同的部件。
具体实施方式
32.现在将详细参考本发明的各种实施方式，其示例在附图中示出并在下面描述。虽然本发明将结合本发明的示例性实施方式进行描述，但是应当理解，本说明书并不旨在将本发明限制于那些示例性实施方式。另一方面，本发明旨在不仅涵盖本发明的示例性实施方式，而且涵盖可包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的各种替代、修改、等同物和其他实施方式。
33.下面将结合附图详细描述上述目的和问题的解决方案。同时，在本发明领域中的已知技术的详细描述无助于理解本发明的主要部分的情况下，将省略这样的描述。本发明的技术思想不限于此，本领域普通技术人员可以以各种修改形式实施本发明。
34.图1是根据用于密封袋式锂二次电池的常规方法密封的锂二次电池。由于在通过袋式锂二次电池的热粘合进行密封期间局部施加的高压，密封剂10可能泄漏到袋的内层中的电池单元中并在其内部凝固。在这种情况下，凝固的密封剂会在随后的步骤中引起问题。在折叠密封袋的侧边30的过程中，凝固的密封剂可能产生因凝固密封剂作用在袋中形成细小的裂缝，电解液通过这些袋与铝层20接触并成为导致锂二次电池缺陷的原因。此外，如果袋的铝层20出现裂缝，外部水分进入电池单元，从而导致气体产生和电解液泄漏。
35.因此，锂二次电池的电化学性能劣化，导致安全问题。提高袋式锂二次电池可靠性的方法可以是防止密封剂泄漏到电池单元中，并适当折叠密封袋的侧边。
36.为了实现上述目的，本发明的袋式锂二次电池包括：电极组件100，电极接线片110附接到其上；袋200，其包括铝层210和密封剂层220并且以暴露电极接线片110的一部分的方式包裹电极组件100；位于袋的不暴露电极接线片110的一侧、由密封剂形成的突起400，熔化并流向电极组件100，然后凝固以在袋200上形成鼓包；通过将袋的电极接线片110未暴露的一侧弯曲而形成的折叠部500，其中至少一个折叠部包括突起400。
37.图2示出了根据本发明的各种示例性实施方式的袋式锂二次电池。根据本发明的各种示例性实施方式的袋式锂二次电池，能够最大限度地减少密封剂朝向电极组件100泄漏到电池单元中。至于使密封剂泄漏最小化的方法，使用图3所示的袋式锂二次电池密封机600通过热粘合来密封袋的侧边。
38.用于密封袋式锂二次电池的密封机600包括：上密封机610，在上密封机610的底面上形成有向内凹陷的凹槽640；下密封机620，在下密封机620的上表面上形成有向内凹陷的凹槽640；以及在上密封机610的侧表面上和下密封机620的侧表面上形成的向内凹陷的散
热槽630。
39.参考图3，形成在上密封机610和下密封机620上的凹槽640可以形成在彼此面对的位置处，并且散热凹槽630可以形成在袋式锂二次电池密封时电极组件100所在方向的一侧。
40.袋200的一侧被装载到下密封机620的上表面上，使上密封机610下降至该上表面上。下密封机620和上密封机610热粘合，从而使密封剂层220的密封剂熔化，然后凝固以形成密封。这里，凹槽640可以形成在上密封机610和下密封机620上的相对位置上，使得流向电极组件100的密封剂进入由凹槽640形成的空间并在其中凝固以形成突起400。也就是说，凹槽640是用于形成突起400以吸收流向电极组件100的密封剂的元件。
41.为了使流向电极组件100的密封剂的量最小化，有必要使位于电极组件100附近的密封剂的移动最小化。因此，提供散热槽630。散热槽630是用于从加热的上密封机610和下密封机620的散发局部热能的元件，使得散热槽630周围区域的温度低于其他区域的温度，从而减缓密封剂的熔化并使位于电极组件100附近的密封剂的流动最小化。也就是说，当袋的侧边被上密封机610和下密封机620压缩时，散热槽630周围的区域具有相对较低的温度，从而使密封剂的相对流动最少。这能够阻止密封剂从散热槽外部流向电极组件100，从而防止密封剂泄漏到电池单元中。
42.同时，被热粘合的袋侧边具有图4所示的形状。锂二次电池的密封是通过折叠被热粘合的袋侧边来完成的。被折叠的袋侧边形成折叠部500，其中，折叠部500可以包括：第一弯曲表面(a first folded surface)510，其形成为在包裹电极组件之后袋的剩余的一端弯曲折叠；第二弯曲表面(a second folded surface)520，其形成为在第一弯曲表面510的一端弯曲折叠；第三弯曲表面(a third folded surface)530，其形成为在第二弯曲表面520的一端弯曲折叠；以及第四弯曲表面(a fourth folded surface)540，其形成为在第三弯曲表面530的一端弯曲折叠。
43.突起400可以位于第一弯曲表面510上或第二弯曲表面520上。取决于突起400所在的弯曲表面和第一弯曲表面510形成的角度，以及第二弯曲表面520和电极组件100形成的角度，可以有各种不同的实施方式。
44.本发明的一种示例性实施方式如图5所示，其中，突起400位于第二弯曲表面520上，由第一弯曲表面510与电极组件100形成的角度为0至15度，由第二弯曲表面520与电极组件100形成的角度为45至120度。
45.图6示出不同的示例性实施方式，其中，突起400位于第一弯曲表面510上，由第一弯曲表面510与电极组件100形成的角度为15至45度，由第二弯曲表面520与电极组件100形成的角度为65至105度。
46.在图7中示出不同的示例性实施方式，其中，突起400位于第二弯曲表面520上，由第二弯曲表面520与电极组件100形成的角度可以是30至60度。
47.突起400的位置，以及由第一弯曲表面510和第二弯曲表面520与电极组件100形成的角度不限于如上所述述，并且可以在对于本领域的普通技术人员不言而喻的范围内变化。
48.同时，参考图8，可以提供紧固件300，其附接到袋200并被弯曲用于固定袋和折叠部。紧固件300被附接成使得对袋200和折叠部500施加一定的张力被，使得折叠部500不会
展开。
49.同时，用于对袋式锂二次电池进行密封的方法包括：第一密封步骤s100，其中，通过第一次热粘合对袋式锂二次电池的袋的侧边进行密封；第二密封步骤s200，其中，通过第二次热粘合对袋式锂二次电池的袋的已完成第一密封步骤s100的侧边进行密封；折叠步骤s300，其中，折叠袋式锂二次电池的袋的已完成第二密封步骤s200的侧边。
50.在第一密封步骤s100中，可以通过热粘合进行密封，使得施加到袋的侧边的压力均匀；在第二密封步骤s200中，可以通过热粘合进行密封，使得袋的侧边离电极组件100越远，其上被施加的压力越大。
51.参考图9至图10，在第一密封步骤s100中，可以在密封机水平的情况下进行密封，从而向袋的侧边施加均匀的压力，并且在第二密封步骤s200中，可以在下降的上密封机610倾斜的情况下进行密封，使得随着与电极组件100的距离增加，向袋的侧边施加更大的力。
52.袋的侧边可以通过第一密封步骤s100进行第一次密封，并且在袋的侧边的位于散热槽630上方的部分中，相对较低的温度使密封剂的流动最小化，同时密封剂的流动性随着与电极组件100的距离增加而增加。流动性增加的密封剂流向电极组件100并凝固形成突起400。
53.在第二密封步骤s200中，通过向袋的侧边的边缘部分施加更高的压力，可以使外部密封更加坚固，并且使密封剂泄漏到电池单元中的可能性最小化。
54.同时，在折叠步骤s300中，可以执行折叠，使得由电极组件与通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一端形成的第一弯曲表面形成的角度为0至15度，由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一端形成的第二弯曲表面形成的角度为45至120度，并且突起位于第二弯曲表面上。
55.此外，在折叠步骤中，可以执行折叠，使得由电极组件与通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一端形成的第一弯曲表面形成的角度为15至45度，由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一端形成的第二弯曲表面形成的角度为65至105度，并且突起位于第一弯曲表面上。
56.此外，在折叠步骤中，第一弯曲表面可以通过弯曲在包裹电极组件之后袋的剩余的一端而形成，并且由电极组件与通过弯曲第一弯曲表面的一端形成的第二弯曲表面形成的角度可以为30至60度，其中突起位于第二弯曲表面上。
57.通过上述锂二次电池密封机和用于对袋式锂二次电池进行密封的方法，能够最大程度的避免密封剂流入电池单元以防止电解液和铝层之间的接触，使潜在缺陷最小化并进一步允许制造一种在电化学特性和稳定性方面具有高可靠性的锂二次电池。
58.此外，通过折叠袋的侧边，折叠部的体积可以最小化，从而有助于提高锂二次电池的能量密度。
59.为了便于解释和精确定义所附权利要求，术语“上部”、“下部”、“内部”、“外部”、“上”、“下”、“向上”、“向下”、“前面”、“后面”、“后部”、“内侧”、“外侧”、“向内”、“向外”、“内侧”、“外侧”、“内部”、“外部”、“内部的”、“外部的”、“向前”、“向后”用于参考附图中显示的这些特征的位置来描述示例性实施方式的特征。将进一步理解，术语“连接”或其衍生词指的是直接和间接连接。
60.已经出于说明和描述的目的给出了对本发明的具体示例性实施方式的前述描述。
它们不旨在是详尽的或者将本发明限制到所公开的确切形式，并且显然可以根据上述教导进行许多修改和变化。选择和描述示例性实施方式来解释本发明的某些原理及其实际应用，以使本领域的其他技术人员能够利用本发明的各个示例性实施方式以及其各种替代和修改。本发明的范围旨在由所附权利要求及其等同物限定。