本發(fā)明屬于鋰離子電池，尤其涉及一種聚合物鋰離子電池的異型氣袋及其制作工藝。

背景技術(shù)：

目前，聚合物鋰離子電池具有綠色無污染、比能量高、循環(huán)性能好、無記憶效應(yīng)、存儲時間長、安全性能好、厚度小、重量輕、容量大、內(nèi)阻小、形狀可定制、放電特性佳以及保護板設(shè)計簡單的優(yōu)點，使其在高端電子消費市場上占據(jù)了主導(dǎo)地位，被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備上，如手機、筆記本、Ipad、藍牙耳機、MP3/MP4、電子手表等等。聚合物鋰離子電池的應(yīng)用向多元化及小體積化方向發(fā)展，小體積鋰離子電池的制作對設(shè)備的要求也越來越嚴(yán)格，僅針對注液工序，小體積鋰離子電池的氣袋寬度相對較小，不易于氣袋的吸開注液。目前，針對小藍牙電池中氣袋寬度小于15mm的聚合物電池，自動注液過程中擴孔工序不易實現(xiàn)，為自動注液的順利進行帶來了不便，為了解決這一問題，對于小批量電池的生產(chǎn)采用手動注液技術(shù)，對于大批量電池的生產(chǎn)采用增加手動擴孔工序來實現(xiàn)，不僅增加了人力和工時，還大大增加了生產(chǎn)成本。如圖5-8,為目前采用手動擴孔注液技術(shù)的工藝缺點:針對小藍牙電池中氣袋寬度小于15mm的聚合物電池，氣袋寬度尺寸與真空吸盤口徑相差不大，真空吸盤很難將氣袋順利吸開，即使有些氣袋可以勉強被吸開，由于受到氣袋吸開口徑D的大小以及注液過程中氣袋位置波動的影響，造成注液不良率明顯升高，而且無法返工注液，浪費較大，為了避免因氣袋未吸開導(dǎo)致的不良，只能采用線下擴孔來打開氣袋，然后投入到設(shè)備中進行注液?，F(xiàn)有的技術(shù)為手動注液/手動擴孔后自動設(shè)備注液，擴孔采用吹氣管擴孔/機械擴孔完成，使氣袋打開到方便注液的尺寸。但是現(xiàn)有技術(shù)自動化程度低，生產(chǎn)效率低，人工成本高，而且人工手工擴孔，難免會有失誤而造成不良。此外，氣袋過小，Degas工序刺刀刺開的孔徑較小，多余電液和氣體的排出不暢，容易導(dǎo)致封裝弱封，最后成品膨脹漏液。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，而提供一種聚合物鋰離子電池的異型氣袋及其制作工藝，氣袋結(jié)構(gòu)的改進，使氣袋呈現(xiàn)漏斗狀，易于氣袋的吸開和注液，可以有效改善電池生產(chǎn)的自動化程度，提高產(chǎn)能和良品率。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案：一種聚合物鋰離子電池的異型氣袋，包括氣袋本體，其特征是：所述氣袋本體包括氣袋部分和沖坑部分，所述氣袋部分的展開平面形狀呈等腰梯形，所述沖坑部分的展開平面形狀呈矩形，所述沖坑部分設(shè)有包容電池極組的凹槽，氣袋部分和沖坑部分通過翻折裁切修殼后構(gòu)成單坑式異型氣袋。

所述沖坑部分設(shè)有淺凹槽和深凹槽，所述淺凹槽和深凹槽上下對稱置于沖坑部分一側(cè)，并與氣袋部分構(gòu)成雙坑式異型氣袋。

聚合物鋰離子電池的異型氣袋的制作工藝，具體步驟如下：

1)鋁塑板沖殼：異型氣袋采用鋁塑材料，采用常規(guī)沖壓模具沖制異型氣袋中包容電池極組的凹槽；

2)鋁塑板翻折：在全自動雙邊封設(shè)備上進行鋁塑板翻折，即鑲嵌在工裝內(nèi)部的吸盤分別將鋁塑板兩側(cè)吸附住，由伺服氣缸控制的插板插入到翻折位置進行定位，翻折旋轉(zhuǎn)氣缸動作使氣袋沿著翻折線進行翻折；

3)鋁塑切刀裁切修殼：采用常規(guī)線性修殼切刀進行兩次裁切，或采用異型修殼切刀進行一次裁切；

4)極組入殼：將極組放入電池殼體上的深凹槽內(nèi)；

5)頂封封裝：采用常規(guī)線性封頭分兩次完成封裝，或采用異型封頭進行一次封裝；頂封封裝壓力35kgf，封裝溫度185℃，封裝時間2s；

6)側(cè)封封裝：采用常規(guī)線性封頭一次完成封裝，側(cè)封封裝壓力35kgf，封裝溫度180℃，封裝時間2s。

所述異型修殼切刀的外形尺寸與異型氣袋的前沿側(cè)外形尺寸一致。

所述修殼切刀采用工具鋼、硬質(zhì)合金或陶瓷材料制成。

所述封頭形狀呈廣角式結(jié)構(gòu)封頭，封頭前沿設(shè)有溢膠槽。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從氣袋結(jié)構(gòu)上進行改進，通過拓寬氣袋口徑，可以避免因氣袋寬度過小而導(dǎo)致注液時氣袋吸不開的問題，通過改變氣袋外形來拓寬氣袋口徑處寬度，使氣袋呈現(xiàn)漏斗狀，增大了氣袋吸開口徑D的大小，非常易于氣袋的吸開和注液，可以有效改善電池生產(chǎn)的自動化程度，提高產(chǎn)能和良品率，同時，該技術(shù)不會對電池電壓、內(nèi)阻、殼電阻、容量等電性能帶來負(fù)面影響，最終可以提升電池的質(zhì)量一致性，對提高電池生產(chǎn)廠家的市場應(yīng)用前景具有重大的生產(chǎn)實踐意義。

附圖說明

圖1是單坑異型氣袋展開示意圖；

圖2是雙坑異型氣袋展開示意圖；

圖3是真空吸盤吸開異型氣袋漏斗狀示意圖；

圖4是真空吸盤吸開異型氣袋口徑示意圖；

圖5是手動擴孔注液技術(shù)示意圖；

圖6是改進前真空吸盤吸開氣袋示意圖；

圖7是改進前真空吸盤吸開氣袋口徑示意圖；

圖8是真空吸盤與吸氣袋的俯視圖；

圖9a-9d是單坑異型氣袋的制作流程圖及展開圖。

圖中：1、氣袋部分，2、沖坑部分，3凹槽，3-1、淺凹槽，3-2、深凹槽，4、吸盤，5、異型氣袋，6、電池極組，7、吹氣管，8、注液針。

具體實施方式

下面結(jié)合較佳實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。

詳見附圖，本實施例提供了一種聚合物鋰離子電池的異型氣袋，包括氣袋本體，所述氣袋本體包括氣袋部分1和沖坑部分2，所述氣袋部分的展開平面形狀呈等腰梯形，所述沖坑部分的展開平面形狀呈矩形，所述沖坑部分設(shè)有包容電池極組的凹槽3，氣袋部分和沖坑部分通過翻折裁切修殼后構(gòu)成單坑式異型氣袋。

所述沖坑部分設(shè)有淺凹槽3-1和深凹槽3-2，所述淺凹槽和深凹槽上下對稱置于沖坑部分一側(cè)，并與氣袋部分構(gòu)成雙坑式異型氣袋。

實施例

一種異型氣袋聚合物鋰離子電池，包括極組、電解液、鋁塑殼體。電池在制作過程中鋁塑殼體為異型氣袋結(jié)構(gòu)，異型氣袋分單/雙坑兩種，均由氣袋部分及沖坑部分組成。異型氣袋的展開圖由單/雙坑矩形和等腰梯形組成。

異型氣袋電池的部分生產(chǎn)流程可簡化為：鋁塑沖殼→鋁塑翻折→鋁塑切刀裁切修殼→極組入殼→頂封封裝→側(cè)封封裝→噴碼→貼保護紙→電池烘干→全自動注液。

詳見附圖9a-9c，其中聚合物鋰離子電池的異型氣袋的制作工藝，具體步驟如下：

1)圖9a，鋁塑板沖殼：異型氣袋5采用鋁塑材料，采用常規(guī)沖壓模具沖制異型氣袋中包容電池極組6的凹槽；

2)圖9b，鋁塑板翻折：在全自動雙邊封設(shè)備上進行鋁塑板翻折，即鑲嵌在工裝內(nèi)部的吸盤分別將鋁塑板沿圖9中虛線的兩側(cè)吸附住，由伺服氣缸控制的插板插入到虛線位置進行定位，翻折旋轉(zhuǎn)氣缸動作使氣袋沿著翻折線進行翻折；

3)圖9c，鋁塑切刀裁切修殼：采用常規(guī)線性修殼切刀進行兩次裁切，或采用異型修殼切刀進行一次裁切；

4)極組入殼：將極組放入電池殼體上的深凹槽內(nèi)；

5)頂封封裝：采用常規(guī)線性封頭分兩次完成封裝，或采用異型封頭進行一次封裝；頂封封裝壓力35kgf，封裝溫度185℃，封裝時間2s；

6)側(cè)封封裝：采用常規(guī)線性封頭一次完成封裝，側(cè)封封裝壓力35kgf，封裝溫度180℃，封裝時間2s。

所述修殼切刀是用于裁切修殼，該修殼切刀可以是普通切刀，對翻折后的鋁塑殼進行兩次裁切完成。亦可以是外形尺寸與異型氣袋的前沿側(cè)外形一致的異型切刀，即刀片非直線型而是呈現(xiàn)一定的夾角，角度范圍是0-90度,該夾角與氣袋夾角保持一致。所述修殼切刀的外形尺寸與異型氣袋的前沿側(cè)外形尺寸一致。修殼切刀采用工具鋼、硬質(zhì)合金或陶瓷材料制成。所述沖壓模具的沖頭可以采用模具鋼、合金、金屬、陶瓷或塑料等，材料不限。

所述封頭形狀呈廣角式結(jié)構(gòu)封頭，封頭前沿設(shè)有溢膠槽可以有效避免溢膠所帶來的封頭及電池的污染。異型頂封封頭也可以是兩個普通的線性封頭分兩次封裝完成，亦可以是與異型氣袋形狀匹配的異型封。異型頂封封頭有兩種不同封裝模式：軟封和硬封，軟封是在異型封頭上開異型槽用來鑲嵌硅膠、柔性陶瓷等柔性介質(zhì)，以獲得不同的封裝厚度，硬封是在與極耳位置相對應(yīng)的封頭部位增加極耳槽，以獲得不同封裝厚度。

鋁塑沖殼成型，殼體預(yù)留長度比電池需要長度多30-60mm，從氣袋側(cè)邊5-6mm開始，氣袋在寬度方向進行延展變寬，呈現(xiàn)漏斗狀，氣袋開口的大小及角度由電池本體的尺寸大小及注液機吸盤的口徑大小共同決定。

上述異型氣袋聚合物鋰離子電池的烘干工序，需要將貼完保護紙后的電池置于溫度為90℃、氣壓小于-0.09MPa的烘干箱中持續(xù)放置14h，電池水分值不高于150ppm方可進行注液。

上述異型氣袋聚合物鋰離子電池的注液工序，需在環(huán)境露點溫度小于-34.5℃的注液車間進行。注液流程如下：上料→掃碼→稱重→整形→吹氣→注液→真空保持分3步完成，分別為：真空保持1、真空保持2、真空保持3→封裝→稱重→下料。

如圖3和圖4所示，吹氣過程和注液過程。該異型氣袋結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在吹氣以及注液兩個工序，吹氣的具體過程是移載工位的夾板夾住電池的氣袋口部位將電池從稱重工位移動到整形工位，電池氣袋開口朝上，整形夾爪對電池進行初步整形定位，然后整個工位的工裝在循環(huán)滑動式軌道上運轉(zhuǎn)到吹氣工位，連接吸盤的移載氣缸動作將左右吸盤4分別吸住氣袋的左右兩側(cè)，順利將氣袋吸開，吸盤的真空設(shè)定值為-60MPa，然后在氣袋口正上方的吹氣管7向氣袋內(nèi)吹氣。由于異型氣袋較普通氣袋的表面積大，所以成功避免了吸盤吸不開氣袋的現(xiàn)象。注液的具體過程是吹氣工位的工裝繼續(xù)在循環(huán)滑動式軌道上運轉(zhuǎn)到注液工位，連接吸盤的移載氣缸動作將左右吸盤分別吸住氣袋的左右兩側(cè)，再次將氣袋吸開，然后在氣袋口正上方的注液針8向氣袋內(nèi)注一定質(zhì)量的電解液。

注液工序的吹氣和注液用的吸盤形狀呈圓形、橢圓型或矩形，本實施例為圓形吸盤。

該異型氣袋結(jié)構(gòu)的注液打破了現(xiàn)有小藍牙聚合物電池在注液前手動擴孔的格局，使全自動注液成為了可能，不僅大大提升了產(chǎn)能，而且還提高了注液良品率。

上述參照實施例對該一種聚合物鋰離子電池的異型氣袋及其制作工藝進行的詳細(xì)描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發(fā)明總體構(gòu)思下的變化和修改，應(yīng)屬本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。