專利名稱：：一種電池及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及軟包裝電池，還涉及軟包裝電池的制造方法。
背景技術(shù)：
：在鋰離子電池中，除了正負(fù)極、電解液及隔膜紙外，作為存儲鋰離子電池各個反應(yīng)組分的殼體也是非常重要的部件。作為一個有效部件，殼體除了提供存儲的功能，還會為鋰離子電池提供電極引出的功能，同時對鋰離子電池的安全提供一定的幫助。目前，電池殼體使用的材料主要有不銹鋼、鍍鎳鋼材、鋁合金和鋁塑膜等。鋁塑膜具有質(zhì)軟特點，故采用鋁塑膜作為殼體的電池又為軟包裝電池，因其在防爆炸方面具有優(yōu)越的安全性而備受重視。鋁塑膜又稱鋁塑復(fù)合膜，由其制備的軟包裝電池，是經(jīng)裁切一塊一定尺寸的鋁塑復(fù)合膜、對折鋁塑復(fù)合膜、將鋁塑復(fù)合膜的開口邊緣進行高溫復(fù)合使電池極組密封于內(nèi)部等步驟完成制造的。鋁塑復(fù)合膜是一般采用PP與鋁箔經(jīng)過多層復(fù)合制造，其機械強度較低，在制造、使用過程中較容易被尖銳物質(zhì)剌穿導(dǎo)致報廢或刮傷導(dǎo)致安全隱患。為了解決上述容易被剌穿的問題，通常在軟包裝電池加裝金屬或塑料殼體來改善其抗剌穿性能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的一個目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有較高機械強度的軟包裝電池。本發(fā)明的另一個目的是提供一種電池的加工方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的—種電池，包括殼體和被密封于其內(nèi)、具有正極引出端和負(fù)極引出端的電池單元，所述殼體包括基板、復(fù)合板，所述基板與復(fù)合板連接形成容納電池單元的封閉腔體，所述電池單元位于所述封閉腔體中。上述復(fù)合板是具有至少一層金屬板的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板，所述基板是金屬板。上述基板與所述復(fù)合板通過熱熔連接。上述復(fù)合板具有設(shè)置在金屬板上的熱熔層。上述基板與上述復(fù)合板通過所述熱熔層熱熔連接。上述熱熔層為聚丙烯或丙綸。上述基板是金屬平板，所述復(fù)合板的截面為C型，所述基板與所述復(fù)合板的周緣連接形成所述封閉腔體。上述正極引出端和所述負(fù)極引出端自所述基板、所述復(fù)合板的連接處引出。上述正極引出端和負(fù)極引出端上設(shè)置有熱熔層。上述復(fù)合板為鋁塑復(fù)合膜。上述基板為鋁板、鋼板、鋁箔或銅箔。上述電池是鋰離子電池?！N電池制造方法，包括如下步驟A、制備具有正極引出端、負(fù)極引出端的電池單元，裁切一定尺寸的具有薄板結(jié)構(gòu)的基板和具有薄板結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板；B、沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板，使得形成具有周緣、可容納電池單元的腔體；C、將電池單元置入腔體，使得正極引出端、負(fù)極引出端伸出周緣之外；D、將電池層狀復(fù)合板的周緣與基板連接，使得正極引出端與負(fù)極引出端固定在基板與層狀復(fù)合板周緣之間、電池單元封裝在腔體內(nèi)部。上述步驟D還包括在基板與層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板連接處形成注液通道、將電解液通過所述注液通道注入腔體、將注液通道封閉的步驟。上述步驟B還包括沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料形成第二腔體的步驟；所述步驟D還包括在基板與層狀復(fù)合板連接處形成注液通道和第二注液通道，其中注液通道連通腔體和第二腔體，第二注液通道連通第二腔體與外界，將電解液通過第二注液通道、第二腔體、注液通道注入腔體，然后將注液通道第二注液通道封閉的步驟。上述步驟D還包括對電池進行充電，使腔體內(nèi)的氣體通過注液通道排至第二空腔，封閉注液通道、并裁切下第二腔體的過程。上述電池制造方法，在所述步驟D中裁切第二腔體之前還包括剌穿第二腔體的步驟。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較的有益效果是(1)通過使用金屬基板作為殼體的一部分，即繼承了軟包裝電池高抗爆炸的安全性能，同時提高了殼體的機械強度，電池殼體不容易剌破，大大改善了電池使用及制造中的機械安全性；(2)基板相對復(fù)合板制造成本極低，可以降低電池的生產(chǎn)成本；(3)預(yù)留注液通道的密封方式更與一次完全密封電池單元的方式具有更好的操作性，大大改善生產(chǎn)效率；(4)采用第二腔體排出腔體廢氣的制造方法能大大降低電池膨脹鼓殼的概率；(5)在第二腔體上穿剌后排廢氣的方式，更有利于廢氣排除。圖1是本發(fā)明具體實施方式電池結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中C處放大圖；圖3是本發(fā)明電池加工方法實施例1步驟1示意圖；圖4是圖3中A處放大圖；圖5是圖3中B處放大圖；圖6是本發(fā)明電池加工方法實施例1步驟2示意圖；圖7是本發(fā)明電池加工方法實施例1步驟3示意圖。具體實施例方式—種電池，其一種實施方式，是一種鋰離子電池，如圖1、圖2所示，包括殼體和被密封于其內(nèi)、具有正極引出端4和負(fù)極引出端(與正極引出端4平行設(shè)置，未示出)的電池單元3;所述殼體包括基板1、由一層金屬層11和層疊在金屬層11正反面的熱熔層12構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2;正極引出端4和負(fù)極引出端其上均設(shè)置有熱熔層10;層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2包括周緣6和具有開口的腔體5，電池單元3設(shè)置在腔體5內(nèi)，電池單元3上的正極引出端4和負(fù)極引出端伸出周緣6之外、被夾在基板1與周緣6之間，基板1、層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板周緣6熔融連接為一體，正極引出端4和負(fù)極引出端亦熔融連接、固定在基板1與周緣6之間。優(yōu)選的方式，基板1采用鋁板、鋼板、鋁箔或銅箔，較優(yōu)的方式采用鋁片或不銹鋼，更優(yōu)的方式采用A3003或A3005退火0態(tài)鋁合金片，厚度可設(shè)置在0.180.35mm之間，最好選用0.220.3mm之間，本例采用型號為A3005、厚度為0.25mm的鋁合金片；層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2采用兩層PP、中間夾層為鋁箔的層狀復(fù)合體，更優(yōu)的方式采用現(xiàn)行軟包裝電池的鋁塑復(fù)合膜等板材。如表1和表2所示，表1為鋁塑復(fù)合膜的穿剌試驗結(jié)果，表2為鋁塑復(fù)合膜的拉伸強度測試結(jié)果，由此可見鋁塑復(fù)合膜的機械強度較低。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表1<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>表3本發(fā)明電池制造方法，其一種實施方式，為鋰離子電池制造方法，包括如下步驟實施例1:步驟101、如圖3、圖4和圖5所示，制備具有正極引出端4、負(fù)極引出端(與正極引出端并行設(shè)置，未示出)的電池單元3，裁切一定尺寸的具有薄板結(jié)構(gòu)的型號為A3003的鋁板作為基板l和具有薄板結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板的鋁塑復(fù)合膜(也稱鋁塑復(fù)合膜)作為層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2;步驟102、如圖6所示，沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2，使得形成具有周緣6、可容納電池單元3的腔體5和第二腔體7;步驟103、如圖7所示，將電池單元3置入腔體5，使得正極引出端4、負(fù)極引出端伸出周緣6之外；將層狀復(fù)合板2的周緣6與基板1熱熔連接，使得正極弓I出端4與負(fù)極弓I出端固定在基板1與的邊緣6之間、電池單元3封裝在腔體5內(nèi)部，9同時，基板1與層狀復(fù)合板2連接處形成注液通道8和第二注液通道9，其中注液通道8連通腔體5和第二腔體7，第二注液通道9將第二腔體7與外界連通；因鋁塑模中存在PP材料，PP材料的融化溫度為15(TC左右，考慮到機器波動，熱熔復(fù)合連接的溫度為9(TC，復(fù)合壓力為3MPa;步驟104、電解液通過第二注液通道9、第二腔體7、注液通道8注入腔體5，然后將第二注液通道9封閉；步驟105、對電池進行充電；步驟106、將第二腔體7剌穿，使腔體5內(nèi)充電產(chǎn)生的廢氣經(jīng)注液通道8、第二腔體7排除；步驟107、最后封閉注液通道7，并將第二腔體7裁切掉制得如圖1所示的電池。本例加工出的電池經(jīng)過殼體連接剝離強度測試，其測試結(jié)果如表4所示。試樣號最大力(N)最大變形(咖)試驗時間(s)40145.75514.640318.040245.3157.35189.240341.09626.108331.6表4實施例2:本例與實施例1基本相同，不同之處在于步驟103中的復(fù)合溫度為120°C。加工出的電池經(jīng)過殼體連接剝離強度測試，其測試結(jié)果如表5所示。試樣號最大力(N)最大變形(咖)試驗時間(s)50152.91627.662233.67<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5實施例3:本例與實施例1基本相同，不同之處在于步驟103中的復(fù)合溫度為140°C。加工出的電池經(jīng)過殼體連接剝離強度測試，其測試結(jié)果如表6所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表6實施例4:本例與實施例1基本相同，不同之處在于步驟103中的復(fù)合溫度為140°C，復(fù)合壓力為lMPa，加工出的電池經(jīng)過殼體連接剝離強度測試，其測試結(jié)果如表7所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表7實施例5:本例與實施例3基本相同，不同之處在于步驟103中的復(fù)合溫度為120°C，復(fù)合壓力為5MPa，加工出的電池經(jīng)過殼體連接剝離強度測試，其測試結(jié)果如表8所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>8<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表8對比例常規(guī)復(fù)合的鋁塑復(fù)合膜的剝離強度測試結(jié)果，如表9所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表9通過剝離強度對比測試可以看出，壓力在3MPa下，12(TC的熱復(fù)合強度較大，在溫度為12(TC時，5MPa的壓力較大，但限于設(shè)備的長期使用，優(yōu)選使用3MPa的壓力，同鋁塑復(fù)合膜的復(fù)合強度對比可以看出，采用本發(fā)明中的材料復(fù)合強度能夠滿足正常生產(chǎn)的需要。對本發(fā)明的復(fù)合位置進行掃描電子顯微鏡測試(SEM)測試，從復(fù)合層處可以看出其復(fù)合較為緊密，鋁片與鋁塑復(fù)合膜之間相互滲透，復(fù)合效果較好。本發(fā)明電池制造方法的另一種實施方式，用于鎳氫電池加工，包括如下步驟實施例6步驟601、制備具有正極引出端4、負(fù)極引出端的電池單元，裁切一定尺寸的具有薄板結(jié)構(gòu)的型號為A3005的鋁板作為基板1和具有薄板結(jié)構(gòu)的鋁塑復(fù)合膜(也稱鋁塑膜)作為層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2;步驟602、沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2，使得形成具有周緣6、可容納電池單元3的腔體5;步驟603、將電池單元3置入腔體5，使得正極引出端4、負(fù)極引出端伸出周緣6之外；步驟604、將層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板2的周緣6與基板1熱熔連接，使得正極引出端4與負(fù)極引出端固定在基板1與周緣6之間、電池單元3密封在腔體5內(nèi)部，形成完整電池。本例中電池單元3已經(jīng)被電解液浸漬，故電池單元可一次性完全密封于腔體5內(nèi)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護范圍。權(quán)利要求一種電池，包括殼體和被密封于其內(nèi)、具有正極引出端和負(fù)極引出端的電池單元，其特征是，所述殼體包括基板、復(fù)合板，所述基板與復(fù)合板連接形成容納電池單元的封閉腔體，所述電池單元位于所述封閉腔體中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，其特征是，所述復(fù)合板是具有至少一層金屬板的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板，所述基板是金屬板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征是，所述基板與所述復(fù)合板通過熱熔連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池，其特征是，所述基板是金屬平板，所述復(fù)合板的截面為C型，所述基板與所述復(fù)合板的周緣連接形成所述封閉腔體。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的電池，其特征是，所述的復(fù)合板為鋁塑復(fù)合膜。6.根據(jù)權(quán)利要求2至4任意一項所述的電池，其特征是，所述基板為鋁板、鋼板、鋁箔或銅箔。7.—種電池制造方法，其特征在于，包括如下步驟A、制備具有正極引出端、負(fù)極引出端的電池單元，裁切一定尺寸的具有薄板結(jié)構(gòu)的基板和具有薄板結(jié)構(gòu)的層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板；B、沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板，使得形成具有周緣、可容納電池單元的腔體；C、將電池單元置入腔體，使得正極引出端、負(fù)極引出端伸出周緣之外；D、將電池層狀復(fù)合板的周緣與基板連接，使得正極引出端與負(fù)極引出端固定在基板與層狀復(fù)合板周緣之間、電池單元封裝在腔體內(nèi)部。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池制造方法，其特征是，所述步驟D還包括在基板與層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合板連接處形成注液通道、將電解液通過所述注液通道注入腔體、將注液通道封閉的步驟。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池制造方法，其特征是，所述步驟B還包括沖壓層狀結(jié)構(gòu)復(fù)合材料形成第二腔體的步驟；所述步驟D還包括在基板與層狀復(fù)合板連接處形成注液通道和第二注液通道，其中注液通道連通腔體和第二腔體，第二注液通道連通第二腔體與外界，將電解液通過第二注液通道、第二腔體、注液通道注入腔體，然后將注液通道第二注液通道封閉的步驟。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池制造方法，其特征是，所述步驟D還包括對電池進行充電，使腔體內(nèi)的氣體通過注液通道排至第二空腔，封閉注液通道、并裁切下第二腔體的過程。全文摘要本發(fā)明公開了一種電池，包括殼體和被密封于其內(nèi)、具有正極引出端和負(fù)極引出端的電池單元，所述殼體包括基板、復(fù)合板，所述基板與復(fù)合板連接形成容納電池單元的封閉腔體，所述電池單元位于所述封閉腔體中。本發(fā)明還公開了一種電池制造方法。本發(fā)明通過使用金屬基板作為殼體的一部分，即繼承了軟包裝電池高抗爆炸的安全性能，同時提高了殼體的機械強度，電池殼體不容易刺破，大大改善了電池使用及制造中的機械安全性；基板相對復(fù)合板制造成本極低，可以降低電池的生產(chǎn)成本。文檔編號H01M10/38GK101764267SQ20081024155公開日2010年6月30日申請日期2008年12月24日優(yōu)先權(quán)日2008年12月24日發(fā)明者張性雙,王偉強,王馳偉,鄒曉兵,馬振德申請人:深圳市比克電池有限公司