[發明專利]一種改善軟包電池漏液失效的鋰離子電池及其封裝工藝

在審

• 申請號: 202110481526.6
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113363555A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 張道振;黃建根;韓笑
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M50/105;H01M10/058
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明涉及鋰電池技術領域，公開了一種改善軟包電池漏液失效的鋰離子電池，包括極耳、電芯，及包覆在電芯外部的鋁塑膜，所述鋰電池的極耳與所述鋁塑膜之間設有頂封區，所述正、負極耳分別通過正、負極耳焊接區與所述電芯連接，所述鋁塑膜頂封區設有正、負極耳氣囊，所述正、負極耳焊接區分別位于正、負極耳氣囊內。本發明通過在頂封區分別設置正、負極耳氣囊，用于儲存鋰離子電池化學反應產生的氣體，減少電池內部氣體氣壓對極耳膠和PP熔合層的剝離力，從而抑制鋰離子電池壽命周期內在封裝區的漏液，減少電池絕緣不良，提升電池循環壽命和日歷壽命的時間；同時節約電池的物理空間，不影響極耳處的設置，最大化提供電池內部可用的活性的空間。

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種改善軟包電池漏液失效的鋰離子電池及其封裝工藝。

背景技術

鋰離子電池外殼一般分為方形、圓柱和軟包，軟包鋰離子電池相對方形和圓柱能量密度大、重量輕、安全性能好和設計靈活等優點，在移動通信、儲能和動力等領域應用廣泛。軟包鋰離子電池的外殼材料一般選用易成型加工的鋁塑膜復合材料，常見的鋁塑膜在結構上內層為PP層，中間為鋁箔層，外層為PP或PET同尼龍的復合層。鋰離子電池制作過程中，鋁塑膜先被沖壓成凹形的單坑或雙坑，而后電芯被放入凹形坑中。電芯一般為疊片式或卷繞式，正極極片和負極極片上分別突出的箔材和正、負極極耳通過超聲焊焊接在一起，然后極耳和鋁塑膜通過熱壓，極耳膠和PP層熔融熱封，同時單側部熱封，電池注液后進行另一側熱封，最后二次封裝。

軟包鋰離子電池在日歷壽命周期內常因以下原因漏液失效：

（1）包裝材料物理劃傷、破損、絕緣不良，鋁塑膜鋁層同鋰離子發生化學反應生成鋁鋰合金；

（2）電池過充、過放等濫用及電池正常使用時內部化學反應產生氣體鼓脹撕裂熱封；

（3）電解液滲透極耳膠和極耳粘合處并使其剝離，極耳基材化學腐蝕、電化學腐蝕和內部化學反應產生氣體共同作用下導致極耳處漏液；

（4）封裝質量問題，如鋁塑膜封裝區內層PP過熔、氣泡、裂紋等，特別是二次封邊時鋁塑膜內層黏附電解液，熱封強度差、絕緣不良。

鋰離子電池漏液會導致電池的失效，甚至會發生起火、爆炸等安全事故。而軟包鋰離子動力電池在日歷壽命周期內絕大部分的漏液發生在負極極耳基體與極耳膠粘合處。

申請號CN201611154701.6，公開日2017年03月08日的中國專利公開了提供了一種軟包電池，包括電芯，及包覆在電芯外部的包裝膜，所述包裝膜形成具有容納電芯的電池腔及至少一個氣囊，所述電池腔與氣囊之間通過氣孔相連通。當電芯內部由于異常化學反應而產生氣體時，氣體可以通過氣孔進入氣囊中，可以有效改善軟包電池在過充、過放、高溫等情況下的脹氣情況，提高電池的安全性能和循環壽命。

該專利設置的氣囊位于電池電芯的一側或者兩側，占用了大量的物理空間，增加了電芯整體的物理體積，在電池的體積固定時，電池內部可用的活性空間減少，電池性能下降。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種改善軟包電池漏液失效的鋰離子電池及其封裝工藝，通過極耳膠和極耳基體充分接觸，保證了極耳和鋁塑膜內層PP層的接觸面積，有效提高了頂封的封裝強度，改善了電芯的密封性能，延緩鋁塑膜封裝部位的漏液時間，減少絕緣不良，提高循環性能和日歷壽命；在正、負極耳焊接區和頂封區之間分別設置正極耳氣囊、負極耳氣囊，節約了電池占用的物理空間，不影響電池內部可用的活性的空間以及極耳處的設置，正、負極耳氣囊之間通過氣囊通道連接，當鋰離子電池內部發生化學反應產生氣體時，氣體可以進入到正極耳氣囊或者負極耳氣囊，并通過氣囊通道平衡兩個氣囊的氣體壓力，減少電池內部氣體氣壓對極耳膠和PP熔合層的剝離力，抑制鋰離子在電池日歷壽命周期內在封裝區的漏液，減少電池絕緣不良，提高電池的安全性能和循環壽命。