CN103078067A

CN103078067A - 一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层和其制作方法

Info

Publication number: CN103078067A
Application number: CN2013100140394A
Authority: CN
Inventors: 魏学哲; 朱维; 邹勇; 赵太志; 张守华
Original assignee: Shanghai H & D Ev Battery Co ltd
Current assignee: Shanghai H & D Ev Battery Co ltd
Priority date: 2013-01-15
Filing date: 2013-01-15
Publication date: 2013-05-01

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层和其制作方法，外壳的开口部分1~10mm为氧化保护层，其余部分为氧化层，并在氧化保护层开口部分焊接封口后，外壳的外层涂上胶体绝缘层。本发明能够有效防止锂离子电池金属外壳带电带来的安全隐患，并提高电池外壳导热特性。所述保护层采取了良好的绝缘措施，既可以在正常工作状况下保证电池间绝缘，又可以在电池包发生漏电故障时保护电池免受高压击穿。

Description

一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层和其制作方法

技术领域

本发明涉及电动汽车动力方形锂离子电池用绝缘保护层，具体地说是一种电动汽车用动力方形锂离子电池用于保护电池短路的绝缘层。

背景技术

近年来锂离子电池一起高能量密度、高工作电压、长寿命，受到新能源电动汽车领域的青睐，以HEV、PHEV电动汽车开始快速发展。而动力电池的使用需要几十支，甚至上百支动力电池串并联使用，其工作电压60V——420V之间，大大高于自行车和电动工具工作电压，其高压安全性显得尤为重要，因为这直接关系到人身和财产安全。同时，电池组在工作时产生大量的热，目前采取的散热方式为风冷或者水冷，这就要求，电池外壳要有良好的导热特性。

目前动力锂离子电池普遍采用铝壳或钢壳，传统的绝缘处理方式往往采用与传统圆柱电池相同的方式，即在电池外壳套PVC材质的热缩膜。PVC本身耐压没有问题，但是PVC材质热缩后偏脆，不耐机械冲击，同时对于方形锂离子电池来说，由于结构为方形导致热缩不均匀且密封性不好。在电池汽车上使用后，可能会发生热缩膜破损、冷热冲击后结露后短路，导致安全保护失效。且PVC膜为防止热缩破损都要求一定厚度，这就增加了散热的困难性。因此，迫切需要一种绝缘保护层，能够保护带电外壳，提高电池高压安全性，又可以把电池的热量快速的散出去。

发明内容

针对上述现存技术中用PVC热缩膜保护方形锂离子电池存在密封不严、热缩后易破碎、不耐机械冲击等问题，本发明的目的是提供一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层和其制作方法，该保护层包含双层绝缘保护，第一层是氧化层，第二层是胶体绝缘层。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明的一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层，外壳的开口部分1~10mm为氧化保护层，其余部分为氧化层，并在所述氧化保护层开口部分焊接封口后，外壳的外层涂上胶体绝缘层。

作为本发明的进一步特征，所述氧化层采用普通氧化或硬质氧化。

作为本发明的进一步特征，所述胶体绝缘层采用喷涂或者浸涂或喷塑用聚氨酯胶水或聚乙烯胶水或塑料粒子固化所得。

为实现本发明目的，本发明还提出一种制作锂离子电池金属外壳绝缘保护层的制作方法，包括如下步骤：

1）氧化前预处理，包括金属壳体清洗和用耐腐蚀胶带或石蜡或胶水将壳体口部1~10mm处进行密封保护，然后采用普通氧化或硬质氧化将金属外壳其余部分进行氧化处理形成氧化层；

2）在壳体口部焊接封口；

3）将把已经焊接封口之后的电池，用进行胶体绝缘层的加工处理。

作为本发明的进一步特征，所述步骤1）中氧化前预处理可改为如下氧化后处理的方式：具体是先对壳体进行氧化处理，使壳体整体有一个氧化层，再对壳体口部1~10mm处进行去氧化层处理，处理方式为机械打磨或碱液腐蚀。

作为本发明的进一步特征，所述步骤3）中胶体绝缘层的加工处理方式为采用聚氨酯胶水或聚乙烯胶水或塑料粒子进行喷涂或浸涂或喷塑固化所得。

作为本发明的进一步特征，所述喷涂或浸涂或喷塑之后进行固化，固化温度为10℃~300℃，固化时间为1h~10h。

由于采用以上技术方案，本发明的一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层，能够有效防止锂离子电池金属外壳带电带来的安全隐患，并提高电池外壳导热特性和耐压性，其制作方法简单。

附图说明

图1-A 为未处理前方形金属壳体；

图1-B为图1-A中A-A面的剖视图；

图2-A为本发明的方形金属壳与氧化保护层;

图2-B为图2-A中A-A面的剖视图；

图3-A为本发明的方形金属壳与氧化层、胶体绝缘层；

图3-B为图3-A中A-A面的剖视图。

图号部分：

1、电池壳体

2、氧化层（壳体口部1~10mm处内外需保护处理）

3、胶体绝缘层（除4部位以外部分）

4、电池极柱

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

如图1、3所示，本发明的一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层，外壳1的开口部分1~10mm为氧化保护层，其余部分为氧化层2，并在该氧化保护层开口部分焊接封口后，外壳的外层涂上胶体绝缘层3。

制作该锂离子电池金属外壳绝缘保护层的制作方法，包括如下步骤：

1）氧化前预处理，包括金属壳体清洗和用耐腐蚀胶带或石蜡或胶水将壳体口部1~10mm处进行密封保护，然后采用普通氧化或硬质氧化将金属外壳其余部分进行氧化处理形成氧化层2；或采用如下氧化后处理的方式：具体是先对壳体进行氧化处理，使壳体整体有一个氧化层2，再对壳体口部1~10mm处进行去氧化层处理，处理方式为机械打磨或碱液腐蚀。

2）在壳体口部焊接封口；

3）将把已经焊接封口之后的电池，进行胶体绝缘层3的加工处理。

本发明中胶体绝缘层3采用喷涂或浸涂或喷塑用聚氨酯胶水或聚乙烯胶水或塑料粒子固化所得。

本发明中的氧化层2，通过该绝缘保护层可以防止电池之间短路，保护电池在低压下的安全性。该氧化层2采用普通氧化或者硬质氧化处理，把金属壳体氧化出一定厚度的绝缘层。为了保证氧化之后壳体与壳盖的焊接效果，有两种方式处理：一种是在氧化前预处理，包括金属壳体清洗和壳体口部防护，防护措施为耐腐蚀胶带、石蜡、或胶水；一种是氧化后处理，具体是先对壳体进行氧化处理，是壳体整体有一个氧化层，再对壳体口部进行去氧化层处理，处理方式为机械打磨，或碱液腐蚀。

本发明中的胶体绝缘层3，通过该绝缘保护层可以保护电池成组后由电池包绝缘失效导致的高压冲击。该胶体绝缘层是采用聚氨酯材料或其他阻燃绝缘塑料。具体加工方式有两种：一种是把已经焊接封口之后结束的电池，用涂覆的方式，可以是喷涂，也可以是浸涂，涂覆之后采用常温或低温固化，固化温度为10℃~300℃，固化时间为1h~10h；另外一种是采用聚氨酯等塑料粒子,涂覆方式为喷塑。

图1 未处理前现行方形电池金属壳体。

图2 为本发明的方形金属外壳与氧化层。把清洗干净的金属外壳开口处，采用耐腐蚀胶带、或胶水、或石蜡保护起来，然后采用普通氧化，氧化层厚度5um~25um，或硬质硬质氧化，氧化层厚度20um~80um。氧化层厚度可根据实际电池包电压做调整，氧化结束后，去掉开口处保护装置，并清洗干净，以方便以后电池生产焊接流程。

图3为本发明的方形金属外壳与氧化层、胶体绝缘层。把已经焊接封口之后的电池涂一层胶体，所用胶水为聚氨酯胶水或聚乙烯胶水，涂覆的方式为喷涂或浸涂；或采用聚氨酯等塑料粒子,涂覆方式为喷塑。涂覆之后采用常温或低温固化，固化温度为10℃~200℃，固化时间为1h~10h。

但是，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了更好的使本领域技术人员能够理解本专利，不能理解为是对本专利包括范围的限制；只要是根据本专利所揭示精神的所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利包括的范围。

Claims

1.一种锂离子电池金属外壳绝缘保护层，其特征在于：外壳的开口部分1~10mm为氧化保护层，其余部分为氧化层，并在所述氧化保护层开口部分焊接封口后，外壳的外层涂上胶体绝缘层。

2.根据权利要求1所述的绝缘保护层，其特征在于：所述氧化层采用普通氧化或硬质氧化。

3.根据权利要求1或2所述的绝缘保护层，其特征在于：所述胶体绝缘层采用喷涂或者浸涂或喷塑的方式用聚氨酯胶水或聚乙烯胶水或塑料粒子固化所得。

4.一种制作权利要求1中所述的锂离子电池金属外壳绝缘保护层的方法，包括如下步骤：

氧化前预处理，包括金属壳体清洗和用耐腐蚀胶带或石蜡或胶水将壳体口部1~10mm处进行密封保护，然后采用普通氧化或硬质氧化将金属外壳其余部分进行氧化处理形成氧化层；

在壳体口部焊接封口；

将把已经焊接封口之后的电池，进行胶体绝缘层的加工处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤1）中氧化前预处理可改为如下氧化后处理的方式：具体是先对壳体进行氧化处理，使壳体整体有一个氧化层，再对壳体口部1~10mm处进行去氧化层处理，处理方式为机械打磨或碱液腐蚀。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤3）中胶体绝缘层的加工处理方式为采用聚氨酯胶水或聚乙烯胶水或塑料粒子进行喷涂或浸涂或喷塑的涂覆方式固化所得。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述喷涂或浸涂或喷塑之后进行固化，固化温度为10℃~300℃，固化时间为1h~10h。