CN104953061B - 电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池 - Google Patents

电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池。电池外壳包括壳体、至少一层填充层和壳盖。壳体包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少一个内层壳体，外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少一个容置空间。至少一层填充层一一对应设置于至少一个容置空间内。壳盖密封连接壳体。设置壳体为双层或多层结构，在实际使用时，根据使用环境不同，在层与层之间设置具有不同功效的填充层来大幅度提高电池的使用安全性和使用寿命。

Description

电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池
技术领域
本发明涉及电池领域，且特别涉及一种电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池。
背景技术
电池作为新一代充电电池产品与传统的铅酸，镍镉，镍氢电池比较具有电压高，能量密度大，循环寿命长，无记忆效应，无污染等特点。所以在短短的十几年中在3C、动力、储能方面得到广泛的应用。随着在动力上的应用越来越广，单体电池的容量级别越来越大，要求的高低温性和安全性越来越高。
目前的单体电池外壳都是实体的，仅仅起到与外界隔绝的作用，该特性决定了电池无法保证在发生内部短路时发生着火的可能性。现有的电池都是在电池组外部采用的隔离防护措施。
进一步的，随着电池使用环境越来越广，对电池的高低温要求越来越高，大倍率持续放电电池的温度会较高，如果温度不及时降低会影响电池的循环寿命，甚至造成安全隐患。目前基本采用电池外围空间风冷的方式。这种方式对组合后的电池冷却效果一致性较差，并且有些环境中无空气流动性无法起到冷却作用。
发明内容
本发明为了克服现有具有实体外壳的电池因内部短路或温度过高而发生隐患等问题，提供一种电池外壳和制造方法及具有电池外壳的电池。
为了实现上述目的，本发明提供一种电池外壳包括壳体、至少一层填充层和壳盖。壳体包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少一个内层壳体，外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少一个容置空间。至少一层填充层一一对应设置于至少一个容置空间内。壳盖密封连接壳体。
于本发明一实施例中，每一填充层均为灭火剂、冷却剂或保温剂中的任一种。
于本发明一实施例中，至少一个内层壳体同轴设置在外层壳体内，每一容置空间均四周连通。
于本发明一实施例中，壳盖上与每一容置空间相对应处均具有连通每一容置空间的填充层注入口，通过填充层注入口向每一容置空间内注入填充层。
于本发明一实施例中，壳盖还包括正极柱、负极柱和电解液注入口，正极柱和负极柱伸入距离外层壳体最远的内层壳体内部，电解液注入口与距离外层壳体最远的内层壳体对应设置。
本发明的另一方面还提供一种具有上述电池外壳的电池，电池外壳中距离外层壳体最远的内层壳体内设置有电解液。
本发明的另一方面还提供一种电池外壳的制造方法，包括：
形成壳体，壳体包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少一个内层壳体，外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少一个容置空间；
向每一容置空间内注入填充层；
形成壳盖，将壳盖和壳体密封连接；
于本发明一实施例中，在形成壳盖时，在壳盖与每一容置空间对应处均设置填充层注入口，壳盖和壳体密封连接后通过填充层注入口向每一容置空间注入填充层，注入完成后密封填充层注入口。
于本发明一实施例中，壳体和壳盖均有塑胶材料制成。
于本发明一实施例中，壳体和壳盖采用封胶工艺或热封工艺密封连接。
综上所述，本发明提供的电池外壳通过在外层壳体内部形成一个或多个内层壳体，外层壳体和内层壳体之间或内层壳体和内层壳体之间形成容置空间，在容置空间内设置具有不同用途的填充层。如具有灭火能力的灭火剂，当电池内部发生短路引起着火，烧穿内层壳体时，灭火剂会自动扑灭火源或隔断火源，达到灭火或防止火势蔓延的功效。当填充层为冷却剂时，冷却剂可以大大降低电池在高温环境中温度，确保电池在安全的温度范围内使用。当填充层为保温剂时，保温剂可以大大提高电池的低温性能，改善在超低温环境中使用的电池性能。在实际使用中，用户可根据不同的电池使用环境来选择具有不同功效的填充层来提高电池的使用安全性。
此外，设置每一个内层壳体轴设置在外层壳体内，每一容置空间均四周连通，该设置使得容置空间内填充层均匀分布，灭火、降温和保温具有很好的一致性。在制造电池外壳时，设置壳体和壳盖均为耐腐蚀、耐高温的塑胶，不仅使得电池外壳重量很轻，同时也具有很好的安全性能。设置壳体和壳盖采用封胶或热封密封连接，不仅连接牢固且具有很好的密封效果。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
附图说明
图1所示为本发明一实施例提供的壳体的结构示意图。
图2所示为图1中的壳体未注入填充层时的结构示意图。
图3所示为壳盖的结构示意图。
图4所示为壳体和壳盖的装配示意图。
图5所示为制造电池壳体的流程图。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本实施例提供的电池外壳包括壳体1、至少一层填充层2和壳盖3。壳体1包括外层壳体11和设置在外层壳体11内的至少一个内层壳体12，外层壳体11和与外层壳体11相邻的内层壳体12之间或相邻的两个内层壳体12之间形成至少一个容置空间13。至少一层填充层2一一对应设置于至少一个容置空间13内。壳盖3密封连接壳体1。
于本实施例中，壳体1包括一个内层壳体12，外层壳体11和内层壳体12之间形成一个容置空间13。外层壳体11和内层壳体12一体成型。容置空间13内设置有填充层2。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，外层壳体11内部可设置两个或两个以上的内层壳体12，外层壳体11和与外层壳体11相邻的内层壳体12之间或相邻两个内层壳体12之间形成两个或两个以上容置空间13，每一容置空间13内均设置有填充层2。
于本实施例中，填充层2为灭火剂，可为灭火的液体或灭火的粉末。在实际使用中，当内层壳体12内部发生短路而引起着火，烧穿内层壳体12时，灭火剂可快速自动扑灭火源或将火源隔离在内层壳体12上，防止火势蔓延。然而，本发明对填充层2的类型不作任何限定。于其它实施例中，当电池在高温环境中使用时，为防止电池在高温下烧毁或发生安全事故，提高电池的使用安全性能以及使用寿命，设置填充层2为冷却剂，如冷却液等。当电池在低温环境下使用时，过低的环境温度会使得电解液的电解从而影响到的电池的使用性能，为保证电池在低温环境下能正常使用，设置填充层2为保温层。
进一步的，于其它实施例中，当壳体1包括多个内层壳体12时，使用者可以在不同的容置空间13内设置不同的填充层2，如多个容置空间13由内向外分别填充灭火剂、冷却剂或者是灭火剂和保温剂。当然也可以在多个容置空间13内设置相同的填充层2来加强效果，如加强灭火、冷却或保温的效果。
于本实施例中，设置至少一个内层壳体12同轴设置在外层壳体11内，每一容置空间13均四周连通。该设置使得每一容置空间13四周的宽度均相同。相应的，容置空间13内的填充层2的厚度也将相同，这将使得填充层2对内层壳体12的作用(如灭火、冷却和保温的作用)均匀，有效防止电池因局部起火或局部温度不均而引起的安全隐患，进一步增加电池的使用安全性。
于本实施例中，为方便填充层13的注入，设置壳盖3上与每一容置空间13相对应处均具有连通每一容置空间13的填充层注入口31，通过填充层注入口31向每一容置空间13内注入填充层2。
于本实施例中，壳盖3还包括正极柱32、负极柱33和电解液注入口34，正极柱32和负极柱33伸入距离外层壳体11最远的内层壳体12内部，电解液注入口34与距离外层壳体11最远的内层壳体12对应设置。于本实施例中，当通过电解液注入口34向内层壳体12内注入电解液，正极柱32、负极柱33与电解液相接触时形成电池。通过在壳盖3上设置电解液注入口34，方便用户在使用过程中向内层壳体12内注入电解液，延长电池的使用寿命。
与上述电池外壳向对应的，本发明还提供一种电池外壳的制造方法。如图5所示。电池外壳的制造方法包括：
步骤S1、形成壳体，壳体包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少一个内层壳体，外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少一个容置空间。
步骤S2、向每一容置空间内注入填充层。
步骤S2、形成壳盖，将壳盖和壳体密封连接。
具体而言：
壳体1和壳盖3均由耐高温、耐腐蚀且质量较轻的塑胶材料制成。壳体1包括外层壳体11和设置在外层壳体11内的至少一个内层壳体12，外层壳体11和与外层壳体11相邻的内层壳体12之间或相邻的两个内层壳体12之间形成至少一个容置空间13。于本实施例中，壳体1包括外层壳体11和一个内层壳体12，两者之前形成容置空间13。
形成壳盖3，在壳盖3与容置空间13相对应的地方设置与容置空间13相连通的填充层注入口31。将壳盖3和壳体1之间通过封胶工艺密封连接。封胶工艺具有操作简单，密封性能好等优点。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，壳盖3和壳体1之间可通过热封工艺密封连接。
通过填充层注入口31向容置空间13内注入填充层2，填充完成后密封填充层注入口31。然而，本发明对此不作任何限定。于其它实施例中，可在形成壳体1后直接在容置空间13内注入填充层2，最后再将壳体1和壳盖3密封连接。
于本实施例中，在形成壳盖3时，在壳盖3上与内层壳体12相对应的处设置正极柱32、负极柱33和电解液注入口34。正极柱32、负极柱33伸入内层壳体12内。当向内层壳体12内注入电解液时，正极柱32、负极柱33与电解液相接触。
综上所述，本发明提供的电池外壳通过在外层壳体11内部形成一个或多个内层壳体12，外层壳体11和内层壳体12之间或内层壳体12和内层壳体12之间形成容置空间13，在容置空间13内设置具有不同用途的填充层2。如具有灭火能力的灭火剂，当电池内部发生短路引起着火，烧穿内层壳体时，灭火剂会自动扑灭火源或隔断火源，达到灭火或防止火势蔓延的功效。当填充层为冷却剂时，冷却剂可以大大降低电池在高温环境中温度，确保电池在安全的温度范围内使用。当填充层为保温剂时，保温剂可以大大提高电池的低温性能，改善在超低温环境中使用的电池性能。在实际使用中，用户可根据不同的电池使用环境不同来选择具有不同功效的填充层来提高电池的使用安全性。
此外，设置每一个内层壳体12轴设置在外层壳体11内，每一容置空间13均四周连通，该设置使得容置空间13内填充层2均匀分布，灭火、降温和保温具有很好的一致性。在制造电池外壳时，设置壳体1和壳盖3均为耐腐蚀、耐高温的塑胶，不仅使得电池外壳重量很轻，同时也具有很好的安全性能。设置壳体1和壳盖3采用封胶或热封密封连接，不仅连接牢固且具有很好的密封效果。
虽然本发明已由较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟知此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求书所要求保护的范围为准。

Claims (8)

1.一种电池外壳，其特征在于，包括：
壳体，包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少两个内层壳体，所述外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少两个容置空间；
至少两层填充层，一一对应设置于所述至少两个容置空间内，所述至少两层填充层包括至少一层冷却剂和一层灭火剂；
壳盖，密封连接所述壳体；
壳盖上与每一容置空间相对应处均具有连通每一容置空间的填充层注入口，通过填充层注入口向每一容置空间内注入填充层。
2.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，每一填充层均为灭火剂、冷却剂或保温剂中的任一种。
3.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，所述至少一个内层壳体同轴设置在外层壳体内，每一容置空间均四周连通。
4.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，所述壳盖还包括正极柱、负极柱和电解液注入口，所述正极柱和负极柱伸入距离外层壳体最远的内层壳体内部，电解液注入口与距离外层壳体最远的内层壳体对应设置。
5.一种具有电池外壳的电池，其特征在于，包括权利要求1～4任一项所述的电池外壳，所述电池外壳中距离外层壳体最远的内层壳体内设置有电解液。
6.一种电池外壳的制造方法，其特征在于，包括：
形成壳体，所述壳体包括外层壳体和设置在外层壳体内的至少两个内层壳体，所述外层壳体和与外层壳体相邻的内层壳体之间或相邻的两个内层壳体之间形成至少两个容置空间；
向每一容置空间内注入填充层，填充层包括至少一层冷却剂和一层灭火剂；
形成壳盖，将壳盖和壳体密封连接，且在形成壳盖时在壳盖与每一容置空间对应处均设置填充层注入口，壳盖和壳体密封连接后通过填充层注入口向每一容置空间注入填充层，注入完成后密封填充层注入口。
7.根据权利要求6所述的电池外壳的制造方法，其特征在于，所述壳体和壳盖均有塑胶材料制成。
8.根据权利要求6所述的电池外壳的制造方法，其特征在于，所述壳体和壳盖采用封胶工艺或热封工艺密封连接。
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