專利名稱：一種軟包裝鋰離子電池的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種具有良好循環性能的鋰離子電池。
背景技術：
鋰離子電池是目前世界上最先進的商品化二次電池，隨著各種電子產品的發展，鋰離子電池的應用范圍也越來越廣泛，人們對鋰離子電池也提出了更高的要求，不但希望軟包裝鋰離子電池具有可靠的封裝性能，較強的機械硬度及漂亮的外觀，同時還要求鋰離子電池具備長循環的能力。封裝的可靠性對于軟包裝鋰離子電池非常關鍵，但是隨著電池容量的不斷增加，電芯的厚度也越來越厚，這就造成包裝鋁箔的角位及棱邊有很大的弧角。成品電芯的內部 為負壓狀態，沒有內部電芯的支撐，包裝鋁箔的角位及棱邊就會塌陷，皺褶，包裝鋁箔容易破損，造成電解液的泄漏以及由此帶來的鋰離子電池性能的損失。此外，由于一般來說電芯的容量越大重量也會越大，當電芯因意外情況發生跌落時，電芯的整體重量沖擊軟包裝的角位，也會造成包裝鋁箔開裂、致使電解液泄漏、電池性能劣化。對于液態電解液的軟包裝鋰離子電池來說，要維持長循環必須要有一定量的電解液，這些電解液填充完電芯內的有限的孔體積之后，還有大量的電解液只能留在電芯的周圍，聚集在一起，形成漲液，漲液不僅嚴重影響電芯外觀，導致包裝殼凹凸不平，而且會使電芯發軟，機械硬度變差。為了維持電池的長循環性能，目前一般采用在電解液里加入一定量的成膜添加劑的方法來減少循環中電解液的消耗，從而達到維持長循環的目的。這樣雖可以適當減少電解液的用量，但是無法解決漲液的問題，而且成膜添加劑會損失首次充放電效率和能量密度。此外，成膜添加劑成本較高，在一定程度上限制了它的廣泛應用。有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決漲液問題和、改善封裝可靠性同時又具有長循環壽命的軟包裝鋰離子電池。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術的不足，而提供一種能夠解決漲液問題和、改善封裝可靠性同時又具有長循環壽命的軟包裝鋰離子電池。為了實現上述發明目的，本發明提供技術方案如下一種軟包裝鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，所述電芯至少有一個角位與包裝鋁箔之間設有具有多孔結構的填充層。填充層設置在電芯的角位和與之對應的包裝鋁箔的角位之間，既不會損失電芯的能量密度，也能防止包裝鋁箔的角位塌陷，在意外跌落中，填充層還能起到緩沖作用，放置包裝鋁箔的破損，改善軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；而且填充層還能起到吸液的作用，避免漲液現象的發生，當電芯中的電解液不夠時，容納在填充層中的電解液還可以回到電芯中，從而改善軟包裝鋰離子電池的循環性能。
作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述電芯至少有一條棱邊與包裝鋁箔之間設有具有多孔結構的填充層，以進一步改善軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性和循環性能，而且設置在電芯的棱邊和包裝鋁箔對應棱邊之間的填充層不會損失電芯的能量密度。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述軟包裝鋰離子電池的厚度至少大于4_。在厚度大于4_的軟包裝鋰離子電池中，這些填充層的改善作用更加明顯。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的材質為聚偏氟乙烯、聚乙烯、丁苯橡膠材料中的至少一種。這些材質的填充層不僅絕緣、耐高溫，而且電化學性能穩定，不與電解液發生任何副反應，不影響電芯性能，而且具有疏松多孔結構，可以起到吸收包裝鋁箔內游離態的電解液的作用。此外，這幾種材質比較柔軟，可以起到緩沖作用。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的內部結構為相互貫通的孔洞結構，孔洞結構能夠存儲足夠量的電解液。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的孔隙率為20% 80%。 孔隙率在這一范圍內的填充層既有一定的機械強度又具有吸液能力。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的孔徑小于等于lOOum，以能夠保證填充層能夠有效吸液。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層與電芯緊密接觸，以使填充層中吸納的電解液能夠及時補充到電芯內部。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的形狀與電芯角位與包裝鋁箔角位之間的間隙匹配。作為本發明軟包裝鋰離子電池的一種改進，所述填充層的形狀與電芯棱邊與包裝鋁箔棱邊之間的間隙匹配。這樣既不會損失電芯的能量密度，同時可以防止跌落時電芯對角位和棱邊的沖擊。相對于現有技術，本發明軟包裝鋰離子電池至少具有如下優點第一，能夠防止跌落時角位破損，當電芯發生跌落時，角位最先受力，設置在電芯角位和包裝鋁箔角位之間的填充層能夠給予一定的緩沖作用，防止角位開裂，增強軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；第二，本發明的填充層相當于一個暫存電解液裝置，由于具備多孔的特征，可以將電芯循環初期過量的電解液吸收，存放在填充層內，從而保證電芯不會發軟，漲液；而在電芯循環后期，活性物質孔隙中的電解液逐漸消耗完，填充層中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續維持循環，這就大大改善了電芯的循環壽命。


下面結合附圖和具體實施方式
，對發明及其有益技術效果進行進一步詳細說明，其中圖I是本發明的剖視圖。
具體實施例方式下面結合實施例和說明書附圖，對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。
實施例I一種軟包裝鋰離子二次電池，包括電芯I、用于容納所述電芯I的包裝鋁箔3以及填充于電芯I的角位和包裝鋁箔3的角位之間、以及電芯I的棱邊和包裝鋁箔3的棱邊之間的填充層2，如圖I所示。電芯I的厚度為6. 5mm，填充層2的材質為聚偏氟乙烯，通過機械造孔或化學工藝進行不規則造孔得到多孔填充層2，孔呈海綿狀分布，每個微孔的孔徑不超過lOOum，孔隙率為40%。分別將填充層2設置在電芯I的角位及棱邊，填充層2的形狀與電芯I的角位與包裝鋁箔3的角位之間的間隙以及電芯I的棱邊與包裝鋁箔3的棱邊之間的間隙匹配，定型后，將帶有填充層2的電芯I裝入包裝鋁箔3中，進行封裝，烘烤，注液，活化等工序制備100只電池。實施例2與實施例I不同的是填充層2為聚乙烯材料，且填充層2的孔隙率為20%，電芯I的厚度為5mm。其余同實施例I，這里不再贅述。實施例3與實施例I不同的是填充層2為丁苯橡膠，填充層2的孔隙率為80%，電芯I的厚度為7mm。其余同實施例I，這里不再贅述。實施例4與實施例I不同的是填充層2為聚偏氟乙烯與聚乙烯的混合物，填充層2的孔隙率為30%，電芯I的厚度為8mm。其余同實施例I，這里不再贅述。實施例5與實施例I不同的是填充層的孔隙率為為60%，電芯的厚度為6mm。其余同實施例I，這里不再贅述。實施例6與實施例I不同的是填充層的孔隙率為為70%，電芯的厚度為5. 5_。其余同實施例I，這里不再贅述。實施例7與實施例2不同的是填充層的孔隙率為為50%，電芯的厚度為5. 5_。其余同實施例2,這里不再贅述。實施例8與實施例3不同的是填充層的孔隙率為為45%，電芯的厚度為7. 5mm。其余同實施例3,這里不再贅述。對比例I不設置填充層，直接對厚為5_的電芯進行封裝，烘烤，注液，活化等工序制備100只電池。統計比較例I和實施例I至8所得100電池的漲液比例，結果示于表I。比較例I和實施例I至8中分別取十只電池進行充放電測試，每個電池再經過1000次充放電循環的容量損失率，并統計每一組的平均容量損失率，所得結果示于表I。
由表I可知，與現有技術中的軟包裝鋰離子電池相比，本發明的軟包裝鋰離子電池由于其填充層2具有吸液能力，大大降低了電池的漲液比例；而且由于其填充層2具有緩沖作用，在跌落實驗中，包裝鋁箔3的角位基本不破損，提高了電池的抗摔能力，改善了電池的封裝可靠性；另外，由于在電芯I循環后期，活性物質孔隙中的電解液逐漸消耗完時，填充層2中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續維持循環，這就大大改善了電芯的循環壽命，本發明的軟包裝鋰離子電池循環1000次后的容量損失率遠遠低于現有技術中的電池(見表I)。表I
權利要求
1.一種軟包裝鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，其特征在于所述電芯至少有一個角位與包裝鋁箔之間設有具有多孔結構的填充層。
2.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述電芯至少有一條棱邊與包裝鋁箔之間設有具有多孔結構的填充層。
3.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述軟包裝鋰離子電池的厚度大于4mm。
4.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的材質為聚偏氟乙烯、聚乙烯、丁苯橡膠材料中的至少一種。
5.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的內部結構為相互貫通的孔洞結構。
6.根據權利要求5所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的孔隙率為20% 80%。
7.根據權利要求6所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的孔徑小于等于 lOOum。
8.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層與電芯緊密接觸。
9.根據權利要求I所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的形狀與電芯角位與包裝鋁箔角位之間的間隙匹配。
10.根據權利要求2所述的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述填充層的形狀與電芯棱邊與包裝鋁箔棱邊之間的間隙匹配。
全文摘要
本發明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種具有良好循環性能的鋰離子電池，包括電芯和封裝電芯的包裝鋁箔，所述電芯至少有一個角位與包裝鋁箔之間設有具有多孔結構的填充層。相對于現有技術，本發明軟包裝鋰離子電池能夠防止跌落時角位破損，當電芯發生跌落時，角位最先受力，設置在電芯角位和包裝鋁箔角位之間的填充層能夠給予一定的緩沖作用，防止角位開裂，增強軟包裝鋰離子電池的封裝可靠性；本發明的填充層相可以將電芯循環初期過量的電解液吸收，存放在填充層內，從而保證電芯不會發軟，漲液；而在電芯循環后期，活性物質孔隙中的電解液逐漸消耗完，填充層中的電解液又會被極片、隔膜吸收出來，繼續維持循環，大大改善了電芯的循環壽命。
文檔編號H01M2/02GK102709496SQ201210007928
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者敖文樂, 莫明亮, 陳杰, 陶濤 申請人:寧德新能源科技有限公司