一种电池极耳的折弯结构及其应用的电池电芯的制作方法

1.本发明属于电池极耳的加工领域，尤其涉及一种电池极耳的折弯结构及其应用的电池电芯。

背景技术：

2.随着锂离子电池的发展，软包电池的结构类型也越来越多，例如，单坑式方型软包电池、双坑式方型软包电池、圆柱形软包电池、弧形电池等等。为了进一步提升电芯的快充性能，各类型电芯的极耳引出结构的种类也越来越多，例如：in-in结构、out-out结构，极耳的单中置结构、极耳的双中置结构和多极耳结构等。根据客户对电芯外形尺寸的要求，并结合不同的极耳引出结构，部分产品结构需要折弯电池极耳，起到节省空间的效果。如授权公告号为cn 214378750u公开了一种电池极耳的折弯结构及其应用的电池电芯，包括第一极片、第二极片和包胶层，所述第一极片的一端与第二极片的一端上下叠放，且通过焊接固定，所述包胶层套接在第一极片上，且包胶层靠近第二极片，且包胶层与第二极片之间留有间隙，所述第一极片与第二极片的叠放处外侧包覆有一层保护层，该保护层延伸至包胶层，所述保护层周侧通过模切加工成与第一极片或第二极片相适配的形状。折弯时，电池极耳容易跟随折弯方向移动，与电池铝片接触，造成短路。当前生产中通常会增加一个折极耳的工序，采用专门设计的工装或者设备来完成这一工序。它不仅降低了产能，增加成本，而且双边封入壳后，由于反弹极耳胶外露部分比设计值偏大，手工/设备会往里送一下，送的过程造成了基材部位薄弱处向上变形弯折，出现多余的折弯，(详见附图7)，多余的弯折造成极片受损，达不到弯折工艺技术要求(详见附图8)，且会影响电芯的外观。
3.为此，电池极耳的加工需要一种新型的电池极耳的折弯结构。

技术实现要素：

4.本发明是为了克服现有技术中的不足，提供一种电池极耳的折弯结构及其应用的电池电芯，优化后的极耳胶层结构既可以减掉了电芯加工工艺中的极耳折弯工序，又能保证极耳折弯位置符合工艺设计要求，同时提升了电芯加工产能。
5.本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种电池极耳的折弯结构，包括基材和极耳胶层构成的电池极耳结构，所述极耳胶层包覆在基材表面,其特征是：所述极耳胶层包括封装结构层和内部绝缘结构层，封装结构层和内部绝缘结构层之间设有折弯沟槽层，所述折弯沟槽层深度小于极耳胶层的厚度，折弯沟槽层宽度为0.2-1.0mm，所述封装结构层采用两层或三层的多层极耳胶层结构，所述内部绝缘结构层和折弯沟槽层采用单层极耳胶层结构，构成多层和单层混合式的极耳胶层结构。
6.进一步地，所述折弯沟槽层分别置于基材两侧表面的极耳胶层上。
7.进一步地，所述折弯沟槽层沿极耳胶层径向设置。
8.进一步地，所述内部绝缘结构层的长度等于从极耳焊接面到封装区极耳基材平面的高度再加0.2-2.0mm。
9.进一步地，所述基材采用铝带、铜带或镍带或其中两两之间的复合带。
10.进一步地，一种应用电池极耳折弯结构的电芯。
11.有益效果：与现有技术相比，本发明从极耳胶层的加工工艺进行改进，在工艺上更容易实现。不但减去了电芯加工工艺中的极耳折弯工序，避免极片在折弯处出现上拱的多余弯度，确保折弯位置的稳定性，提升电芯加工产能，同时在一定的程度上改善了电芯的外观。采用多层和单层混合式的极耳胶层结构可以充分发挥多层和单层极耳胶层结构的优势。
附图说明
12.图1是本发明结构示意图；
13.图2是图1的a-a剖视图；
14.图3是软包方型in-in极耳结构的单坑电芯结构示意图；
15.图4是软包方型双中置极耳结构的双坑电芯结构示意图；
16.图5是软包圆柱型双中置极耳结构的双坑电芯结构示意图；
17.图6是软包圆柱型out-out极耳结构的双坑电芯结构示意图；
18.图7是极耳内部出现多余折弯的示意图；
19.图8是工艺技术要求合格的极耳内部弯折示意图；
20.图9是内部绝缘结构层的长度示意图。
21.图中：1、基材，2、极耳胶层，2-1、封装结构层，2-2、内部绝缘结构层，2-1a、骨架层，2-1b、封装熔化层，2-2a、单层极耳胶层结构，3、折弯沟槽层,4、多余的折弯,5、极耳与极片焊接区，6、负极片，7、正极片，8、铝塑壳。
22.l-内部绝缘结构层的宽度；a-极耳焊接面；b-封装区极耳基材平面；h-b至a的高度。
具体实施方式
23.以下结合较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式详述如下：详见附图，本实施例提供了一种电池极耳的折弯结构，包括基材1和极耳胶层2构成的电池极耳结构，所述极耳胶层包覆在基材表面,所述极耳胶层包括封装结构层2-1和内部绝缘结构层2-2，封装结构层和内部绝缘结构层之间设有折弯沟槽层3，所述折弯沟槽层深度小于极耳胶层的厚度，折弯沟槽层宽度为0.2-1.0mm，所述封装结构层采用两层或三层的多层极耳胶层结构，所述内部绝缘结构层和折弯沟槽层采用单层极耳胶层结构，构成多层和单层混合式的极耳胶层结构。
24.本实施例的优选方案是，所述折弯沟槽层分别置于基材两侧表面的极耳胶层上。
25.本实施例的优选方案是，所述折弯沟槽层沿极耳胶层径向设置。
26.本实施例的优选方案是，所述内部绝缘结构层的长度l等于从极耳焊接面a到封装区极耳基材平面b的高度h再加0.2-2.0mm。
27.即，l＝b
→
a＝h+0.2-2.0mm。
28.以附图9结构的电芯为例：此种结构的电芯极组结构为in-in结构，即正负极耳均在极组的中心位置引出，h尺寸近似为满电电芯极组厚度的一半，此电芯满电极组厚度设计
为5.0mm，所以h等于2.5mm，折弯沟槽3的尺寸设计为0.5mm，极耳的下边沿距离极片边沿尺寸(即多余折弯4的尺寸)设计为0.8mm。考虑到极组充满电的膨胀，l＝h+0.5+0.8＝2.5+0.5+0.8＝3.8mm。
29.本实施例的优选方案是，所述基材采用铝带、铜带或镍带或其中两两之间的复合带。
30.下面结合几种不同电芯应用本发明电池极耳折弯结构做详细说明实施例1
31.详见附图3，以软包方型in-in极耳结构的单坑电芯为例，详细叙述易于折弯的极耳结构应用，
32.正负极片准备：将极耳的内部绝缘区一侧的基体焊接在极片的内侧(优先卷绕的一侧定义为内侧)空箔区，极耳胶与极片边缘尺寸大于0mm，然后粘贴极耳保护胶带，胶带需要盖住极耳胶下沿0.1-1mm，粘贴l胶带(常规技术，不做详细赘述)；
33.卷绕：将叠层顺序为正极片7—隔膜—负极片6或者负极片—隔膜—正极片通过卷针卷绕形成极组；
34.极组入壳封装：将卷绕好的极组放入铝塑壳8内，采用专用封装设备完成电芯的封装工序，封装参数：温度185
±
5℃，压力0.25
±
0.05mpa，时间2
±
1s。
35.详见附图4，以软包方型双中置极耳结构的双坑电芯为例
36.正负极片准备：将极耳的内部绝缘区一侧的基体焊接在极片中间位置的空箔区，极耳胶与极片边缘尺寸大于0mm，然后粘贴极耳保护胶带，胶带需要盖住极耳胶下沿0.1-1mm，粘贴l胶带(常规技术，不做详细赘述)。
37.卷绕：将叠层顺序为正极片—隔膜—负极片或者负极片—隔膜—正极片通过卷针卷绕形成极组；
38.极组入壳封装：将卷绕好的极组放入铝塑壳内，采用专用封装设备完成电芯的封装工序，封装参数：温度185
±
5℃，压力0.25
±
0.05mpa，时间2
±
1s。
39.详见附图5，以软包圆柱型双中置极耳结构的双坑电芯为例，
40.正负极片准备：将极耳的内部绝缘区一侧的基体焊接在极片中间位置的空箔区，极耳胶与极片边缘尺寸大于0mm，然后粘贴极耳保护胶带，胶带需要盖住极耳胶下沿0.1-1mm，粘贴l胶带(常规技术，不做详细赘述)；
41.卷绕：将叠层顺序为正极片—隔膜—负极片或者负极片—隔膜—正极片通过卷针卷绕形成极组；
42.极组入壳封装：将卷绕好的极组放入铝塑壳内，采用专用封装设备完成电芯的封装工序，封装参数：温度185
±
5℃，压力0.25
±
0.05mpa，时间2
±
1s。
43.详见附图6，以软包圆柱型out-out极耳结构的双坑电芯为例
44.正负极片准备：将极耳的内部绝缘区一侧的基体焊接在极片的外侧(最后卷绕的一侧定义为外侧)空箔区，极耳胶与极片边缘尺寸大于0mm，然后粘贴极耳保护胶带，胶带需要盖住极耳胶下沿0.1-1mm，粘贴l胶带(常规技术，不做详细赘述)；
45.卷绕：将叠层顺序为正极片—隔膜—负极片或者负极片—隔膜—正极片通过卷针卷绕形成极组；
46.极组入壳封装：将卷绕好的极组放入铝塑壳内，采用专用封装设备完成电芯的封装工序，封装参数：温度185
±
5℃，压力0.25
±
0.05mpa，时间2
±
1s。
47.叠层顺序的说明：卷绕的两种极片先后顺序，先卷正极然后再插入负极，正负极之间隔膜隔开，另一种是先卷负极然后再插入正极，正负极之间隔膜隔开。
48.本发明的极耳结构设计，从极耳胶的加工工艺上入手，更容易实现，从而减少了电芯加工工艺中的极耳折弯工序，不仅能保证折弯位置的稳定性，提升电芯加工产能，在一定的程度上改善电芯的外观，同时还能避免因内部极耳随意弯折而造成的极片受损。
49.现有技术的两层极耳胶结构说明：2-1a为骨架层，2-1b为封装熔化层，骨架层熔化温度高于封装熔化层温度，通常骨架层熔点≥200℃，封装熔化层温度约为125～160℃。在电芯封装时，骨架层起到保护基体的作用，封装熔化层起到与铝塑层密封的作用。
50.三层极耳胶结构为另一种极耳的制作工艺，骨架层、封装熔化层，最内层的酸化pp层(ppa)，骨架层熔化温度高于封装熔化层以及酸化ppa温度，通常骨架层熔点≥200℃，封装熔化层及酸化pp层温度约为125～160℃。在电芯封装时，骨架层起到保护基体的作用，封装熔化层起到与铝塑层密封的作用，酸化pp层起到与金属基材密封的作用。
51.目前采用的两层或三层极耳胶结构较单层极耳胶结构的价格高，增加生产成本且工艺复杂。好处是封装时外露极耳胶的变形小，电芯外观美观，尺寸标准。常规的极耳要么是两层/三层胶结构要么为单层胶结构，无论单独使用哪一种均有其弊端。本专利封装层采用不易变形的多层极耳胶结构，折弯沟槽处以及内部绝缘区采用低成本的单层极耳胶结构，不仅降低了材料成本问题，同时解决了封装变形问题。
52.上述参照实施例对一种电池极耳的折弯结构及其应用的电池电芯的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种电池极耳的折弯结构，包括基材和极耳胶层构成的电池极耳结构，所述极耳胶层包覆在基材表面,其特征是：所述极耳胶层包括封装结构层和内部绝缘结构层，封装结构层和内部绝缘结构层之间设有折弯沟槽层，所述折弯沟槽层深度小于极耳胶层的厚度，折弯沟槽层宽度为0.2-1.0mm，所述封装结构层采用两层或三层的多层极耳胶层结构，所述内部绝缘结构层和折弯沟槽层采用单层极耳胶层结构，构成多层和单层混合式的极耳胶层结构。2.根据权利要求1所述的电池极耳的折弯结构，其特征是：所述折弯沟槽层分别置于基材两侧表面的极耳胶层上。3.根据权利要求1或2所述的电池极耳的折弯结构，其特征是：所述折弯沟槽层沿极耳胶层径向设置。4.根据权利要求1所述的电池极耳的折弯结构，其特征是：所述内部绝缘结构层的长度等于从极耳焊接面到封装区极耳基材平面的高度再加0.2-2.0mm。5.根据权利要求1所述的电池极耳的折弯结构，其特征是：所述基材采用铝带、铜带或镍带或其中两两之间的复合带。6.一种电芯，其特征是：具备权利要求1-5任意一项所述的电池极耳的折弯结构的电芯。

技术总结

本发明涉及一种电池极耳的折弯结构，包括基材和极耳胶层构成的电池极耳结构，所述极耳胶层包覆在基材表面,其特征是：所述极耳胶层包括封装结构层和内部绝缘结构层，封装结构层和内部绝缘结构层之间设有折弯沟槽层，所述封装结构层采用两层或三层的多层极耳胶层结构，所述内部绝缘结构层和折弯沟槽层采用单层极耳胶层结构，构成多层和单层混合式的极耳胶层结构。有益效果：本发明从极耳胶层的加工工艺进行改进，在工艺上更容易实现。不但减去了电芯加工工艺中的极耳折弯工序，避免极片多余的折弯，确保折弯位置的稳定性，提升了电芯加工产能，还能降低单层极耳胶封装时的变形，在一定的程度上改善了电芯的外观。定的程度上改善了电芯的外观。定的程度上改善了电芯的外观。