一种软包圆柱锂电池及其制作方法与流程

1.本发明涉及电池技术领域，特别是一种软包圆柱锂电池及其制作方法。


背景技术：

2.软包圆柱锂电池的制作一般需要将正极耳焊接在正极片上，将负极耳焊接在负极片上，再将焊接有正极耳的正极片和焊接有负极耳的负极片卷绕成卷芯，在卷绕的过程中，若把正极耳和负极耳叠放，并且使正极耳和负极耳位于同一平面上，正极耳的金属带和负极耳的金属带重叠，便容易造成电池内短路而发生低压或燃烧的现象，故往往需要注意将正极耳和负极耳错开叠放，使得卷绕过程复杂。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种软包圆柱锂电池的制作方法，并且提出一种软包圆柱锂电池。
4.本发明解决其技术问题的解决方案是：
5.一种软包圆柱锂电池的制作方法，包括以下步骤：
6.提供正极片和负极片，将所述正极片和所述负极片分别铺平；
7.提供负极耳和正极耳，所述负极耳设有负极焊接端，所述正极耳设有正极焊接端；
8.将所述负极耳焊接在所述负极片上，所述负极焊接端与所述负极片固定的有效长度小于所述负极片宽度的一半；
9.将所述正极耳焊接在所述正极片上，所述正极焊接端与所述正极片固定的有效长度小于所述正极片宽度的一半；
10.制作卷芯，所述负极耳和所述正极耳分别位于所述卷芯的两端；
11.封装。
12.本发明至少具有如下的有益效果：由于负极焊接端与负极片固定的有效长度小于负极片宽度的一半，并且正极焊接端与正极片固定的有效长度小于正极片宽度的一半，将焊接好的正极片和负极片制作成卷芯后，正极焊接端与负极焊接端不会重叠，并且无需注意正极耳和负极耳是否错开叠放，避免了电池内短路而发生低压或燃烧的现象，也简化了制作卷芯的工序。
13.作为上述技术方案的进一步改进，所述负极焊接端与所述负极片固定的有效长度范围为负极片宽度的一半再减去0.5至1.0毫米；所述正极焊接端与所述正极片固定的有效长度范围为正极片宽度的一半再减去0.5至1.0毫米。如此，既保证了正极焊接端与正极片的焊接强度，以及负极焊接端与负极片的焊接强度，还能够避免正极焊接端和负极焊接端在制成卷芯后重叠而造成电池短路，并且加工方便。
14.作为上述技术方案的进一步改进，所述提供负极耳和正极耳，所述负极耳设有负极焊接端，所述正极耳设有正极焊接端的步骤包括：
15.提供第一金属带，使用裁切设备确定第一金属带的裁切位置和长度，并裁断所述
第一金属带，以获得所述正极耳；
16.提供第二金属带，使用裁切设备确定第二金属带的裁切位置和长度，并裁断所述第二金属带，以获得所述负极耳。
17.使用裁切设备确定第一金属带和第二金属带的裁切位置和长度，并对第一金属带和第二金属带进行裁切，所获得的正极耳和负极耳与人工裁切获得的正极耳和负极耳相比，精度更高，有利于进一步的加工。
18.作为上述技术方案的进一步改进，所述裁切设备设有红外感应装置、控制器和自动裁刀组件，所述裁切设备具有裁切工位，所述红外感应装置朝向所述裁切工位设置，以确定所述第一金属带或所述第二金属带的裁切位置和长度，所述控制器分别与所述红外感应装置和所述自动裁刀组件电连接。通过裁切设备对正极耳和负极耳进行裁切，由于裁切设备设有红外感应装置，能够感应第一金属带或第二金属带的位置信号，进而能够准确地确定裁切位置和裁切长度，通过控制器控制自动裁刀组件，实现了自动化，进一步地减少误差。
19.作为上述技术方案的进一步改进，所述制作卷芯，所述负极耳和所述正极耳分别位于所述卷芯的两端的步骤包括：
20.提供隔膜，将所述正极片、隔膜和所述负极片依次铺设得到待卷料,所述正极耳和所述负极耳位于同一平面上且沿同一直线延伸；
21.将所述待卷料卷绕成圆柱形的卷芯。
22.隔膜能够将正极片和负极片分隔，正极片处于高电位，负极片处于低电位，从而产生电压差，隔膜的设置能够避免两极接触而发生电池短路现象。并且，圆柱形的卷芯技术成熟，生产成本低，正负极界面紧密，安全性能好。
23.作为上述技术方案的进一步改进，所述制作卷芯，所述负极耳和所述正极耳分别位于所述卷芯的两端的步骤还包括：
24.提供正极胶带，将所述正极胶带贴于所述正极焊接端，所述正极胶带将所述正极焊接端覆盖并与所述正极片连接；
25.提供负极胶带，将所述负极胶带贴于所述负极焊接端，所述负极胶带将所述负极焊接端覆盖并与所述负极片连接。
26.通过设置正极胶带和负极胶带，将正极焊接端和负极焊接端覆盖，能够防止正极焊接端的固定部分和外露部分有毛刺而造成微短路，并且能够加强正极焊接端与正极片的固定强度以及负极焊接端与负极片的固定强度，进一步地避免正极焊接端与正极片脱离，避免负极焊接端与负极片脱离。
27.作为上述技术方案的进一步改进，所述封装的步骤包括：
28.提供铝塑包装壳，在所述铝塑包装壳上冲压以得到第一半圆柱槽和第二半圆柱槽；
29.将所述卷芯放置入所述第一半圆柱槽内；
30.将所述铝塑包装壳折叠，所述第二半圆柱槽与所述第一半圆柱槽扣合形成置芯腔，所述卷芯位于所述置芯腔内；
31.将所述卷芯密封于所述铝塑包装壳内，所述正极耳和所述负极耳分别伸出所述铝塑包装壳的两端。
32.第一半圆柱槽和第二半圆柱槽共同形成的置芯腔能够将卷芯包裹，将卷芯密封于铝塑包装壳内，能够避免软包圆柱锂电池发生漏液的现象。
33.作为上述技术方案的进一步改进，所述铝塑包装壳上设有标记槽，所述标记槽凸出设置于所述铝塑包装壳的外侧。在铝塑包装壳设置标记槽，能够方便工人区分软包圆柱锂电池的正反面，避免软包圆柱锂电池发生反充电的现象。
34.一种软包圆柱锂电池，所述软包圆柱锂电池具有正极片、负极片、正极耳和负极耳，所述正极耳具有正极焊接端，所述正极焊接端与所述正极片连接，所述负极耳具有负极焊接端，所述负极焊接端与所述负极片连接，所述软包圆柱锂电池采用上述技术方案中任意一项所述的软包圆柱锂电池的制作方法制作，所述正极焊接端与所述正极片固定的有效长度小于所述正极片宽度的一半，所述负极焊接端与所述负极片固定的有效长度小于所述正极片宽度的一半。
35.由于正极焊接端与正极片固定的有效长度小于正极片宽度的一半，负极焊接端与负极片固定的有效长度小于负极片宽度的一半，正极焊接端与负极焊接端不会发生重叠的现象，从而能够避免电池内短路、低压或燃烧的现象。
36.作为上述技术方案的进一步改进，所述负极焊接端与所述负极片固定的有效长度范围为所述负极片宽度的一半再减去0.5至1.0毫米；所述正极焊接端与所述正极片固定的有效长度范围为所述正极片宽度的一半再减去0.5至1.0毫米。如此设置，既能够避免正极焊接端和负极焊接端重叠而造成电池短路、低压或燃烧，还保证了正极焊接端与正极片的焊接强度，负极焊接端与负极片的焊接强度，并且加工方便。
附图说明
37.为了更清楚地说明本发明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说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
38.图1是本发明实施例中提供的一种软包圆柱锂电池的制作方法的流程图；
39.图2是图1中步骤s200的实施例中的细化流程示意图；
40.图3是图1中步骤s200的实施例中的另一细化流程示意图；
41.图4是图1中步骤s500的实施例中的细化流程示意图；
42.图5是图1中步骤s600的实施例中的细化流程示意图；
43.图6是本发明实施例中的正极片与正极耳的焊接示意图；
44.图7是本发明实施例中的正极片和负极片叠置的结构示意图。
45.附图标记：700、正极耳；710、正极焊接端；720、正极片；800、负极耳；810、负极焊接端；820、负极片。
具体实施方式
46.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。
48.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
49.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
50.显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
51.参照图1至图7，本发明提出一种软包圆柱锂电池的制作方法，至少包括步骤s100、步骤s200、步骤s300、步骤s400和步骤s500。
52.步骤s100，提供正极片720和负极片820，将正极片720和负极片820分别铺平。可以理解的是，将正极片720和负极片820铺平有利于后续的焊接工艺，避免因正极片720和负极片820的不平整而导致焊接强度下降。
53.步骤s200，提供负极耳800和正极耳700，负极耳800设有负极焊接端810，正极耳700设有正极焊接端710。正极耳700和负极耳800为软包圆柱锂电池的重要组成部分，为软包圆柱锂电池提供充放电的接触点。
54.在一些实施例中，如图2和图3所示，图2和图3均为图1中步骤s200的实施例中的细化流程示意图，步骤s200包括但不限于步骤s210和步骤s220。步骤s210，提供第一金属带，使用裁切设备确定第一金属带的裁切位置和长度，并裁断第一金属带，以获得正极耳700。步骤s220，提供第二金属带，使用裁切设备确定第二金属带的裁切位置和长度，并裁断第二金属带，以获得负极耳800。可以理解的是，采用裁切设备对第一金属带和第二金属带的裁切位置和长度进行定位，并利用裁切设备裁断第一金属带和第二金属带，以得到适用的正极耳700和负极耳800，与人工裁切相比，更为精确。
55.可以理解的是，可以先完成步骤s210，再完成步骤s220；也可以先完成步骤s220，再完成步骤s210；在裁切设备足够的情况下，也可以同时进行步骤s210和步骤s220。
56.在一些实施例中，裁切设备设有红外感应装置、控制器和自动裁刀组件，裁切设备具有裁切工位，红外感应装置朝向裁切工位设置，以确定第一金属带或第二金属带的裁切位置和长度，控制器分别与红外感应装置和自动裁刀组件电连接。
57.在本实施例中，裁切设备上的裁切工位具有传送皮带结构，传送皮带结构能够带动第一金属带或第二金属带移动，红外感应装置位于传送皮带结构的一端，而自动裁刀组件位于传送皮带结构的另一端，红外感应装置与自动裁刀组件之间的距离即需裁切的第一金属带或第二金属带的长度，红外感应装置能够获取第一金属带或第二金属带的位置信
号，当传送皮带结构将第一金属带或第二金属带传送至红外感应装置的感应位置时，红外感应装置将获取的位置信号传送到控制器，控制器控制自动裁刀组件对第一金属带或第二金属带进行裁切，从而实现自动化，减少人工裁切的误差。
58.在一些实施例中，第一金属带为铝带，第二金属带为镍带。操作人员将待裁切的铝带和镍带放置在裁切设备上。自动裁刀组件对铝带进行自动裁切，获得正极耳700，对镍带进行自动裁切，获得负极耳800。
59.步骤s300，将负极耳800焊接在负极片820上，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度小于负极片820宽度的一半。
60.在一些实施例中，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度范围为负极片820宽度的一半再减去0.5至1.0毫米。在本实施例中，负极片820的宽度可以是在17至45毫米的范围。
61.步骤s400，将正极耳700焊接在正极片720上，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度小于正极片720宽度的一半。
62.在一些实施例中，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度范围为正极片720宽度的一半再减去0.5至1.0毫米。在本实施例中，正极片720的宽度可以是在17至45毫米的范围。
63.可以理解的是，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度小于负极片820宽度的一半，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度小于正极片720宽度的一半，在后续制作卷芯的过程中，正极焊接端710与负极焊接端810不会重叠，避免了电池内短路而发生低压或燃烧的现象。
64.可以理解的是，若负极焊接端810与负极片820固定的有效长度为负极片820宽度的一半再减去小于0.5毫米的长度，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度为正极片720宽度的一半再减去小于0.5毫米的长度，对现有的用于焊接的机械的精度和钢尺的测量精度要求过高。
65.若负极焊接端810与负极片820固定的有效长度为负极片820宽度的一半再减去大于1毫米的长度，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度为正极片720宽度的一半再减去大于1毫米的长度，正极耳700和负极耳800焊接的有效长度过短，容易出现焊接不稳固的现象，并且对材料造成浪费。
66.在本实施例中，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度范围为负极片820宽度的一半再减去0.5至1.0毫米，而正极焊接端710与正极片720固定的有效长度范围为正极片720宽度的一半再减去0.5至1.0毫米，能够保证负极焊接端810与负极片820的焊接强度，保证正极焊接端710与正极片720的焊接强度，并且适用于目前焊接设备的精度要求和钢尺的测量精度要求。
67.可以理解的是，步骤s300和步骤s400的顺序不作限定，可以先完成步骤s300再完成步骤s400，也能够先完成步骤s400再完成步骤s300，也可以同时进行步骤s300和步骤s400。
68.步骤s500，制作卷芯，负极耳800和正极耳700分别位于卷芯的两端。使用卷芯作为软包锂电池的电芯，生产效率高，另外，负极耳800和正极耳700分别位于卷芯的两端，能够避免正极耳700和负极耳800接触而发生短路现象。
69.在一些实施例中，如图4和图7所示，图4是图1中步骤s500的细化流程示意图，步骤s500包括但不限于步骤s530和步骤s540。
70.步骤s530，提供隔膜，将正极片720、隔膜和负极片820依次铺设得到待卷料，正极耳700和负极耳800位于同一平面上且沿同一直线延伸。可以理解的是，隔膜能够将正极片720和负极片820分隔，正极片720处于高电位，负极片820处于低电位，从而产生电压差，隔膜的设置能够避免两极接触而发生电池短路现象。可以理解的是，隔膜中具有微孔，能够使电解质的锂离子通过，形成充放电回路。
71.可以理解的是，由于正极焊接端710与负极焊接端810互不重叠，可以避免隔膜被刺破，而使电池发生低压、内短路和燃烧的现象。
72.可以理解的是，隔膜可以为织造膜、微孔膜、复合膜、碾压膜等，其材料可以为聚乙烯、聚丙烯等，在此不作具体限定。
73.步骤s540，将待卷料卷绕成圆柱形的卷芯。圆柱形的卷芯技术成熟，生产成本低，正负极界面紧密，安全性能好。
74.在一些实施例中，步骤s500还包括步骤s510和步骤s520，步骤s510和步骤s520在步骤s530之前完成。
75.步骤s510，提供正极胶带，将正极胶带贴于正极焊接端710，正极胶带将正极焊接端710覆盖并与正极片720连接。可以理解的是，正极胶带覆盖于整个正极焊接端710上，包括与正极片720固定的部分以及外露于正极片720的部分。
76.步骤s520，提供负极胶带，将负极胶带贴于负极焊接端810，负极胶带将负极焊接端810覆盖并与负极片820连接。可以理解的是，负极胶带覆盖于整个负极焊接端810上，包括与负极片820固定的部分以及外露于负极片820的部分。
77.可以理解的是，正极胶带和负极胶带是绝缘的，通过步骤s510和步骤s520能够防止正极焊接端710的固定部分和外露部分有毛刺而造成微短路。可以理解的是，可以先完成步骤s510，再完成步骤s520；也可以先完成步骤s520，再完成步骤s510；也可以同时进行步骤s510和步骤s520。
78.在一些实施例中，正极胶带和负极胶带为不同颜色的胶带，通过颜色区别正极耳700和负极耳800的位置。由于正极胶带覆盖了正极焊接端710的外露部分，负极胶带覆盖了负极焊接端810的外露部分，在不拆开卷芯的情况下，也能够通过颜色辨别卷芯两端的极性，方便后续的封装步骤，提高生产效率，并且能够避免电池反充电的情况。
79.步骤s600，封装。将卷芯封装，能够避免软包圆柱锂电池发生漏液现象。
80.在一些实施例中，如图5所示，图5为步骤s600的实施例中的细化流程示意图，步骤s600包括但不限于步骤s610、步骤s620、步骤s630和步骤s640。
81.步骤s610，提供铝塑包装壳，在铝塑包装壳上冲压以得到第一半圆柱槽和第二半圆柱槽。铝塑包装壳是软包圆柱锂电池重要的材料之一，对软包圆柱锂电池的总体质量起到重要作用，具有极高的阻隔性，良好的冲压成型能力，并且具有良好的耐穿刺性和耐电解液稳定性能。
82.步骤s620，将卷芯放置入第一半圆柱槽内。
83.步骤s630，将铝塑包装壳折叠，第二半圆柱槽与第一半圆柱槽扣合形成置芯腔，让卷芯位于置芯腔内。
84.可以理解的是，第一半圆柱槽和第二半圆柱槽共同形成的置芯腔能够将卷芯包裹。
85.步骤s640，将卷芯密封于铝塑包装壳内，正极耳700和负极耳800分别伸出铝塑包装壳的两端。
86.可以理解的是，在本实施例中，正极耳700和负极耳800上均设置有极耳胶，正极耳700的极耳胶位于正极焊接端710的外侧，负极耳800的极耳胶位于负极焊接端810的外侧，当铝塑包装壳密封时，位于卷芯两端的极耳胶与铝塑包装壳连接，即在极耳胶的位置进行密封。可以理解的是，极耳胶能够防止金属带与铝塑包装壳之间发生短路，封装时通过加热与铝塑包装壳热熔密封粘合在一起，防止软包圆柱锂电池漏液。
87.在一些实施例中，铝塑包装壳上设置有标记槽，标记槽凸出设置与铝塑包装壳的外侧，在本实施例中，标记槽是冲压形成的，其能够使工人区分软包圆柱锂电池的正反面。
88.由于在一些实施例中，正极胶带和负极胶带的颜色不一致，在将卷芯放置到置芯腔时，能够很容易地区分处卷芯的正极耳700和负极耳800。但当铝塑包装壳将卷芯密封后，工人无法看到位于铝塑包装壳内的正极胶带和负极胶带，故而无法区分软包圆柱锂电池的正极端和负极端。在铝塑包装壳上设置凸出的标记槽，能够让工人区分软包圆柱锂电池的正反面。
89.可以理解的是，工厂在生产前能够规定正极耳700和负极耳800的放置位置，工人按照规定放置卷芯，在封装后，根据标记槽分辨软包圆柱锂电池的正反面，便能够分辨出正极耳700和负极耳800，从而能够避免反充电的现象。
90.参照图6和图7，本发明的实施例中还提出一种软包圆柱锂电池，其具有正极片720、负极片820、正极耳700和负极耳800，正极耳700设有正极焊接端710，正极焊接端710与正极片720连接，负极耳800设有负极焊接端810，负极焊接端810与负极片820连接。
91.值得注意的是，正极焊接端710与正极片720固定的有效长度小于正极片720宽度的一半，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度小于负极片820宽度的一半。
92.可以理解的是，由于软包圆柱锂电池的正极焊接端710与负极焊接端810不重叠，能够避免电池内短路而发生的低压或燃烧现象。
93.在一些实施例中，负极焊接端810与负极片820固定的有效长度范围为负极片820宽度的一半再减去0.5至1.0毫米，而正极焊接端710与正极片720固定的有效长度范围为正极片720宽度的一半再减去0.5至1.0毫米，加工方便，并且能够避免正极焊接端710与负极焊接端810重叠而造成电池内短路、低压或燃烧。
94.以上对本发明的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。