方形电芯热压成型方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 108054433 A(43)申请公布日 2018.05.18

(21)申请号 201711267689.4(22)申请日 2017.12.05

(71)申请人 中航锂电技术研究院有限公司

地址 213200 江苏省常州市金坛区金坛大

道88号申请人 中航锂电（洛阳）有限公司(72)发明人 胡松华　殷久山　

(74)专利代理机构 常州市英诺创信专利代理事

务所(普通合伙) 32258

代理人 于桂贤　郑云(51)Int.Cl.

H01M 10/058(2010.01)H01M 10/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图2页

(54)发明名称

方形电芯热压成型方法

(57)摘要

本发明提供一种方形电芯热压成型方法，对待压电芯采用上下热压与左右热压交替进行的方式进行整形，并且先进行上下热压再进行左右热压，经过多次热压后形成顶角为圆角的方形电芯。采用交替热压方法能够有效形成顶角均是圆角的方形电芯，从而更充分地利用电芯两侧空间，提高锂离子电池的体积能量密度。

CN 108054433 ACN 108054433 A

权　利　要　求　书

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1.一种方形电芯热压成型方法，其特征在于：对待压电芯(5)采用上下热压与左右热压交替进行的方式进行整形，并且先进行上下热压再进行左右热压，经过多次热压后形成顶角为圆角的方形电芯(6)。

2.如权利要求1所述的方形电芯热压成型方法，其特征在于：包括上加热块(1)、下加热块(2)、左加热块(3)和右加热块(4)，所述上加热块(1)、下加热块(2)、左加热块(3)和右加热块(4)共同围成一个待压区域，并包括以下步骤：

步骤1：将待压电芯(5)放置在待压区域内，且所述待压电芯(5)与下加热块(2)接触，与上加热块(1)、左加热块(3)和右加热块(4)之间均存在一定间距；

步骤2：采用二段式热压方法挤压待压电芯(5)，首先，采用上加热块(1)和下加热块(2)先行挤压待压电芯(5)进行上下预压定位，然后，采用左加热块(3)和右加热块(4)同时挤压待压电芯(5)进行左右预压定位，再然后上下加热块(2)挤压待压电芯(5)进行上下热压定型，最后左加热块(3)和右加热块(4)同时挤压待压电芯(5)进行左右热压定型，最终达成上加热块(1)、下加热块(2)、左加热块(3)和右加热块(4)同时挤压待压电芯(5)，直至形成顶角均是圆角的方形电芯(6)。

3.如权利要求2所述的方形电芯热压成型方法，其特征在于：步骤1中所述左加热块(3)和右加热块(4)距待压电芯(5)中心距相同。

4.如权利要求2所述的方形电芯热压成型方法，其特征在于：步骤2中上加热块(1)和下加热块(2)中有一个加热块固定不动，另一加热块向下或向上移动挤压待压电芯(5)。

5.如权利要求2所述的方形电芯热压成型方法，其特征在于：步骤2中上加热块(1)和下加热块(2)同时移动挤压待压电芯(5)。

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说　明　书方形电芯热压成型方法

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技术领域

[0001]本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种方形电芯热压成型方法。

背景技术

[0002]目前动力电池电芯的成型方式有两种，叠片和卷绕，两种方式存在很大区别，其中叠片电池体积利用率高于卷绕电池，且电池越厚区别越明显。[0003]随着锂电池单体体积的提升，其方形卷绕电芯的体积利用率也随之降低，如图1所示，方形卷绕电芯两侧为圆弧状，壳体7内腔为方形，故方形电芯6与壳体7不能完全贴合，存在较大的空隙，导致电池内部空间浪费，且随着电池厚度的增加，空隙越大，体积能量密度损失也越大。

[0004]为了提升锂离子电池的体积能量密度，需要对电芯进行热压整形，将电芯两侧圆弧压成方形。现有技术中的热压方法一般是采用上下热压，由于在形成过程中两侧没有被限制，因此会形成很大的圆角，造成锂离子电池内部体积的浪费，降低了电池的体积能量密度。

发明内容

[0005]本发明所要解决的技术问题是：热压整形的传统方法是上下两面挤压电芯，只有上下挤压的电芯两侧会形成圆弧状，而入壳的壳体内腔为方形，电芯与壳体不能完全贴合，存在较大的空隙，导致电池内部空间浪费，空隙越大，电池的体积能量密度损失也越大。本发明提供一种方形电芯热压成型方法，采用二段式热压成型工艺，能够有效的把电芯两侧凸出的圆弧压回去，形成方形电芯，更充分的利用电芯两侧的空间，提高电池的体积能量密度，能够有效减小电芯体积能量密度的损失。

[0006]本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种方形电芯热压成型方法，对待压电芯采用上下热压与左右热压交替进行的方式进行整形，并且先进行上下热压再进行左右热压，经过多次热压后形成顶角为圆角的方形电芯。[0007]具体的，在四个方向上采用加热块热压的方式，包括上加热块、下加热块、左加热块和右加热块，所述上加热块、下加热块、左加热块和右加热块共同围成一个待压区域，并包括以下步骤：[0008]步骤1：将待压电芯放置在待压区域内，且所述待压电芯与下加热块接触，与上加热块、左加热块和右加热块之间均存在一定间距；[0009]步骤2：采用二段式热压方法挤压待压电芯，首先，采用上加热块和下加热块先行挤压待压电芯到位置一进行上下预压定位，然后，采用左加热块和右加热块同时挤压待压电芯到位置二进行左右预压定位，再然后上下加热块挤压待压电芯到位置三进行上下热压定型，最后左加热块和右加热块同时挤压待压电芯到位置四进行左右热压定型，最终达成上加热块、下加热块、左加热块和右加热块同时挤压待压电芯，直至形成顶角均是圆角的方形电芯。预压定位的位置一与位置二是指加热块与电芯接触但不压实，进行电芯定位；热压

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定型的位置三和位置四是指根据电芯工艺尺寸要求热压的最终位置；位置一、位置二、位置三和位置四的具体尺寸根据不同电芯的要求进行确定。[0010]优选的，步骤1中所述左加热块和右加热块距待压电芯中心距相同。

[0011]在上下的挤压过程中上下加热块可以同时运动也可以只有其中一个加热块运动，下面分别进行说明。[0012]优选的，步骤2中上加热块和下加热块中有一个加热块固定不动，另一加热块向下或向上移动挤压待压电芯。[0013]优选的，步骤2中上加热块和下加热块同时移动挤压待压电芯。[0014]本发明的有益效果是：本发明提供的一种方形电芯热压成型方法，采用交替热压方法能够有效形成顶角均是圆角的方形电芯，从而更充分地利用电芯两侧空间，提高锂离子电池的体积能量密度。

附图说明

[0015]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

[0016]图1是本发明背景技术所提供的电池的轮廓结构示意图；[0017]图2是本发明成型电芯的轮廓结构示意图；[0018]图3是本发明电芯二段式热压示意图；[0019]图4是位置一和位置而的热压示意图；[0020]图5是位置三和位置四的热压示意图。[0021]图中：1、上加热块，2、下加热块，3、左加热块，4、右加热块，5、待压电芯，6、方形电芯，7、壳体。具体实施方式

[0022]现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。[0023]本发明的一种方形电芯热压成型方法，对待压电芯5采用上下热压与左右热压交替进行的方式进行整形，并且先进行上下热压再进行左右热压，经过多次热压后形成顶角为圆角的方形电芯6。本发明中以交替两次挤压为例进行说明，即二段式热压方法，交替挤压的次数可以根据锂电池的要求进行确定。[0024]实施例一：

[0025]如图3-图5所示，本发明的一种方形电芯热压成型方法，包括上加热块1、下加热块2、左加热块3和右加热块4，所述上加热块1、下加热块2、左加热块3和右加热块4共同围成一个待压区域，本实施例中采用上加热块1移动，下加热块2固定的方式，包括以下步骤：[0026]步骤1：将待压电芯5放置在待压区域内，且所述待压电芯5与下加热块2接触，与上加热块1、左加热块3和右加热块4之间均存在一定间距；这一步骤的目的是将等待热压的电芯放置在一个由上下加热块2、左右加热块4所构成的热压空间内，准备进行热压。考虑到热压过程中电芯两侧受力的均衡问题，最好使左加热块3和右加热块4距待压电芯5中心距相同。

[0027]步骤2：采用二段式热压方法挤压待压电芯5，首先，采用上加热块1和下加热块2先

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行挤压待压电芯5进行预压定位到位置一进行上下预压定位，然后，采用左加热块3和右加热块4同时挤压待压电芯5到位置二进行左右预压定位，再然后上下加热块2挤压待压电芯5到位置三进行上下热压定型，最后左加热块3和右加热块4同时挤压待压电芯5到位置四进行左右热压定型，最终达成上加热块1、下加热块2、左加热块3和右加热块4同时挤压待压电芯5，直至形成顶角均是圆角的方形电芯6。[0028]在挤压过程中，采用下加热块2固定不动，并使待压电芯5受到沿厚度方向的挤压后厚度压缩，两侧凸出并被左右加热块4挤压。在热压过程中，由于电芯的上下左右全部受到挤压，因此电芯便会向四个角落处填充，在形成圆角的同时便也使得体积能量密度获得提升。在此过程中还可以通过控制加热块每次移动的距离来控制电芯的品质，二段式热压可以使电芯的一致性更好。通过调整挤压时的各项参数，如：热压温度、热压压力、热压时间、热压移动速度；也可以适应不同尺寸的电芯要求。[0029]定型之后便可将电芯取出，重新开始新的循环。

[0030]本实施例所提供的电芯二段式热压方法能够形成截面均为圆角的方形电芯6，充分利用电芯两侧的空间，减少了空隙，提高锂离子电池的体积能量密度。[0031]实施例二：

[0032]本实施例与实施例一的不同之处在于上加热块1固定不动，挤压时下加热块2向上加热块1方向运动，左加热块3和右加热块4的位置靠近上加热块1。[0033]实施例三：

[0034]本实施例与实施例一的不同之处在于挤压时上加热块1和下加热块2同时相向运动，左加热块3和右加热块4的位置位于上加热块1和下加热块2之间的中间位置。[0035]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

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图1

图2

图3

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说　明　书　附　图

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图4

图5

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