[发明专利]一种带有导气装置的软包装锂离子电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及软包装锂离子电池及其制备领域，具体涉及一种带有导气装置的软包装锂离子电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有比能量密度高、平均输出电压高、输出功率大、自放电小、无记忆效应、充放电效率高、循环寿命长、工作温度范围宽及绿色无污染等众多突出的优点，自20世纪90年代初开发成功以来，已成为目前综合性能最好的电池体系。随着电池设计制造技术的进步和新材料的不断涌现，锂离子电池的应用范围不断拓展，目前已在各个领域得到了广泛的应用，尤其是近年来发展迅速的新能源产业领域，锂离子电池更被视为新能源发展的基础和重点研究目标。

从锂离子电池的外壳结构来分，目前市场上常见的有铝合金、不锈钢、塑料及铝塑复合膜软包装等种类。软包装锂离子电池综合了液态锂离子电池的基本电化学性能及聚合物锂离子电池的外形包装上的独特优点。通常，软包装锂离子电池，包括电池极芯、用于封装该电池极芯的外壳以及电解液，制备过程包括：按正极片-隔膜-负极片-隔膜自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯，采用与液态锂离子电池相似的液体电解液作为锂离子在正负极之间传输的介质，外形包装上则采用铝塑复合膜作为该软包装锂离子电池的外壳，再经注入电解液、封口等工艺，得到软包装锂离子电池，正极片、负极片穿出外壳的部分分别为正极极耳、负极极耳。软包装锂离子电池具有制作过程简单、电池比能量密度高、体积小等突出优点，在消费电子领域占据了主要地位，每年的产量增长迅速。近年来，随着电动汽车、电动自行车、储能系统等的发展，软包装锂离子电池在大容量和动力电池领域也得到了广泛的关注和快速发展。

与采用铝合金或不锈钢外壳等硬包装锂离子电池相比，软包装锂离子电池在比能量密度、体积和成本等方面均具有明显优势，但软包装锂离子电池生产过程中也存在一些先天的不足，如电池在化成和循环过程中的气胀问题就很难解决。据统计，某些厂家在生产软包装锂离子电池的过程中，发生气胀的电池比例高达40％以上，如果加上在循环使用过程中产生气胀的电池，比例会更高。与硬包装锂离子电池相比，软包装锂离子电池由于结构非常紧凑，软包装锂离子电池内部的空间非常小，如果软包装锂离子电池在化成过程中产生少量气体，就会导致气胀现象的出现。而随着软包装锂离子电池循环次数增加，内部产生的气体会逐渐增多，因此软包装锂离子电池的气胀现象会更加严重，将会导致软包装锂离子电池无法正常工作而报废。

从目前软包装锂离子电池生产流程分析，软包装锂离子电池一旦注液封口后，就无法再对软包装锂离子电池进行后续的调整或维护，一旦出现气胀鼓壳或电解液不足等问题，软包装锂离子电池只能报废或者降级处理，没有办法进行弥补，严重影响了软包装锂离子电池的合格率和质量。通过严格控制生产工艺和环境，虽然能减少软包装锂离子电池气胀现象，但无法彻底消除，仍然有相当比例的次品电池和废品电池产生，从而导致企业的生产成本大幅增加。

实用新型专利ZL201020546139.3公开了一种软包装锂离子电池，针对软包装锂离子电池在化成和后续使用过程中存在气胀现象的问题，在包装膜上设有气袋，该气袋可用于承载气胀过程中产生的气体，并且在底封边和气袋之间处设有切口，当软包装锂离子电池在多道工序之间转移时，切口的设置使得角位处的应力大幅减小，防止软包装锂离子电池发生角位破损，避免因电解液泄漏造成的污染，确保软包装锂离子电池的安全性能。气袋的存在会使角位处容易破损，通过在角位处设置切口可以一定程度上减少角位处破损，但是角位处破损还是较难避免并且切口热封后其强度不佳，同时，该软包装锂离子电池结构也不够紧凑，电池体积增大，铝塑包装成本增加。此外，气袋因为仍设置在电池上，当电池工作过程中产生气体后，气袋作为缓冲装置承载了一部分气体，适当降低了电池内压，但无法及时将电池内部的气体排出，电池包括气袋仍然会发生膨胀，是一种不彻底的治标方法。

发明内容

本发明提供了一种带有导气装置的软包装锂离子电池，在现有的软包装锂离子电池基础上，增加了导气装置，能够方便软包装锂离子电池出现气胀现象后导气。

一种带有导气装置的软包装锂离子电池，包括电池极芯、用于封装该电池极芯的外壳以及电解液，所述的导气装置包括贯穿所述外壳的导气管，以及包裹在所述导气管外部的塑料外套，该塑料外套的一端与所述外壳密封连接，另一端延伸出导气管的端面形成用于热封的延伸部。

该导气装置通过简单的结构就可以实现导气，相比于增加气袋的情形，可以使得本发明带有导气装置的软包装锂离子电池结构紧凑，降低封装成本和运输成本。