[發明專利]提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法及其產品

在審

• 申請號: 201610237964.7
• 申請日: 2016-04-15
• 公開（公告）號: CN107302104A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 祝俊良;曹朝浩;喬曉峰
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 王基才

技術領域

本發明屬于鋰離子電池領域，更具體地說，本發明涉及一種提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法及其制得的軟包裝鋰離子電池。

背景技術

軟包裝鋰離子電池由于具有能量密度高、循環壽命長等優點受到市場的極大青睞。隨著消費市場對鋰離子電池容量的要求不斷提高，鋰離子電池需要具有更高的能量密度。軟包裝鋰離子電池的能量密度提升一直是各大電池制造商、研發團隊的主要研究課題。

為了提高鋰離子電池的能量密度，現有技術通常采用優化鋰離子電池材料的方式，但是，正負極材料的研發越來越困難，使用高電壓體系往往會導致電池安全性能下降。此外，為了提高鋰離子電池的能量密度，現有技術還采用優化工藝以減少不必要的電池空間消耗，在相同尺寸的電池內放入更多的正負極活性材料。

對于軟包裝鋰離子電池來說，電池的未利用的空間主要集中在電池頭部和尾部，在電池頭部頂封區主要包括外未封區、封印區和內未封區。其中，內未封區作為電池化成產氣時的排氣通道需要保留；封印區確保一定有效封印厚度和封裝強度即可滿足要求；外未封區僅在頂封封裝時作為包裝材料的PP(聚丙烯)層溢膠容納區，在頂封之后就沒有作用。

有鑒于此，有必要提供一種能夠有效利用電池空間、提高軟包裝鋰離子電池的能量密度的方法。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足，提供一種提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法，并提供制得的軟包裝鋰離子電池。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法，包括：

1)制備鋰離子電池的裸電芯，并對裸電芯進行頂封封裝，得到軟包裝鋰離子電池半成品；所述軟包裝鋰離子電池半成品包括用于容納裸電芯的主體區和位于主體區上方、用于封裝裸電芯的頂封區，頂封區包括封印區、位于封印區下方的內未封區和覆蓋于封印區上方、用于容納包裝材料溢膠的外未封區；

2)將軟包裝鋰離子電池半成品的外未封區全部切除；

3)將切除外未封區的軟包裝鋰離子電池半成品制成鋰離子電池。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述步驟2)中切除外未封區時，還同時將與外未封區連接的一部分封印區切除。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述步驟2)切除完成后，封印區的軸向長度為0.1～2.0mm。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述步驟1)所制成的裸電芯還包括正負極耳，極耳的寬度p大于其要求寬度p’，封裝后至少一極的極耳自頂封區向上凸出；步驟2)中切除外未封區時，還同時切除極耳的多余寬度，使其保留寬度等于要求寬度p’。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述極耳的要求寬度為1.0～8.0mm。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述步驟1)制成的軟包裝鋰離子電池半成品在極耳與頂封區的連接處設有極耳保護膠，且極耳保護膠的寬度和/或軸向長度大于其要求尺寸；步驟2)中切除外未封區時，還同時切除極耳保護膠的多余寬度和/或軸向長度，使其保留寬度和軸向長 度均等于要求尺寸。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，所述極耳保護膠的要求軸向長度為0.1～3.0mm，要求寬度為每側寬度分別超出極耳0.1～3.0mm。

作為本發明提高軟包裝鋰離子電池能量密度的方法的一種改進，還包括對軟包裝鋰離子電池進行化成，并將封裝化成產生氣體的氣袋切除的步驟，此步驟在步驟1)、2)之間進行，或是在步驟3)中進行。

為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種軟包裝鋰離子電池，包括用于容納陰陽極活性物質的主體區和位于主體區上方、用于封裝陰陽極活性物質的頂封區，其中，頂封區包括封印區和位于封印區下方的內未封區；其中，所述封印區位于頂封區的最上方，封裝時覆蓋于封印區上方用于容納包裝材料溢膠的外未封區已全部切除。

作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述封印區的軸向長度為0.1～2.0mm。

與現有技術相比，本發明通過將現有技術中鋰離子電池頂封封裝后不必要的部分切除，使制得的軟包裝鋰離子電池具有以下有益效果：

第一，可以在相同的電池整體長度內設計更長的沖坑，從而在電池內封裝更大的陰陽極極片，進而提高電池的能量密度；

第二，可以將頂封邊外未封區內的溢膠區凸起部分去除，從而減小了電池的背部臺階高度，進而提高了電池的頂封位置尺寸一致性；