CN106252578A - 极耳封装结构及软包电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种极耳封装结构及软包电池。极耳封装结构包括极耳片和两个极耳胶层，极耳片包括两个主平面，两个极耳胶层沿宽度方向延伸并对称粘合在两个主平面上，且两个极耳胶层的两端也粘合在一起，极耳胶层沿长度方向包括A区和B区，其中，A区较B区更靠近外侧，沿垂直于主平面的方向，B区超出A区，使A区与B区之间形成沟槽。软包电池包括封装袋以及极耳封装结构，极耳片穿过封装袋的边缘，且内侧位于封装袋之内，外侧位于封装袋之外，封装袋的边缘与A区以及B区分别热封连接，形成密封结构，其中，A区的压缩量大于B区的压缩量。本申请实施例所提供的软包电池能够有效改善应力集中问题，从而抑制边电阻过低。

Description

极耳封装结构及软包电池

技术领域

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种极耳封装结构及软包电池。

背景技术

相关技术中，软包电池在封装时，一般将极耳胶平铺在极耳片上，当与铝塑膜封装袋热封时，铝塑膜内部PP层和极耳胶同时融化，上下封头产生压力，把融化的PP胶挤向两侧，冷却后封印内外两侧就会有溢胶条，由于压力不均匀、极耳胶和封装带内侧的PP层厚度不均匀、表面不光滑等原因，经常导致溢胶条出现不均匀的现象，会在某处产生较大的溢胶块，冷却后溢胶块变硬。

在电池生产、转运、装配等过程中，及装车后电池在整车上产生振动时，封装处都会发生不同程度的形变，而在大溢胶块处就会产生应力集中，属于薄弱区，此处容易撕裂，若发生在封印内侧，则电解液将渗入与封装袋中间金属层(铝层或钢层)接触，产生离子通道，导致边电阻降低。

边电阻低主要危害有：a.电池封装袋(铝塑膜或钢塑膜)封边裸露的金属层(铝层或钢层)容易与外界接触发生漏电；b.封装袋金属层(铝层或钢层)与电解液接触发生腐蚀，长时间后会产生漏液。边电阻过低的原因主要是封装带内部PP层破损，电解液渗入与金属层接触，生成离子通道。

因此，如何防止边电阻过低成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种极耳封装结构及软包电池，能够解决上述问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种极耳封装结构，包括极耳片和两个极耳胶层，

所述极耳片包括两个主平面，所述主平面沿长度方向和宽度方向延展，沿所述长度方向所述主平面的一侧为内侧，另一侧为外侧，

两个所述极耳胶层沿所述宽度方向延伸并对称粘合在两个所述主平面上，且两个所述极耳胶层的两端也粘合在一起，

所述极耳胶层沿所述长度方向包括A区和B区，其中，所述A区较所述B区更靠近所述外侧，沿垂直于所述主平面的方向，所述B区超出所述A区，使所述A区与所述B区之间形成沟槽。

优选地，沿垂直于所述主平面的方向，所述B区超出所述A区0.5～1.5mm。

优选地，所述B区在所述长度方向上的尺寸为0.5～4mm。

优选地，所述A区与所述B区之间的夹角为锐角、直角或钝角。

优选地，所述A区与所述B区之间的夹角为60～150°。

优选地，所述B区远离所述极耳片的侧壁与所述主平面之间平行或由所述内侧至所述外侧向远离所述主平面的方向倾斜。

优选地，所述侧壁与所述主平面之间的角度差为0～60°。

本申请实施例的第二方面提供了一种软包电池，包括封装袋以及所述的极耳封装结构，

所述极耳片穿过所述封装袋的边缘，且所述内侧位于所述封装袋之内，所述外侧位于所述封装袋之外，所述封装袋的边缘与所述A区以及所述B区分别热封连接，形成密封结构，其中，所述A区的压缩量大于所述B区的压缩量。

优选地，沿所述长度方向，所述封装袋与所述A区的热封连接区域距所述B区0.5～2mm。

优选地，所述A区的压缩量为30％～70％，所述B区的压缩量≤20％。

本申请实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的软包电池由于采用包含A区和B区的极耳胶层，在对极耳封装结构进行热封时，溶化后的胶能够沿着A区与B区之间的沟槽流动，使不均匀的小胶团汇合，从而在沟槽内形成均匀的溢胶条，有效改善应力集中问题，从而抑制边电阻过低。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请第一个实施例所提供的一种极耳封装结构的结构示意图；

图2为图1所示极耳封装结构的主视结构示意图；

图3为图2的侧剖结构示意图；

图4为本申请实施例所提供的A区与B区夹角为60°的极耳封装结构的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的A区与B区夹角为150°的极耳封装结构的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的侧壁与主平面的夹角为60°的极耳封装结构的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的极耳封装结构与封装袋封装之前的结构示意图；

图8为本申请实施例所提供的极耳封装结构与封装袋封装之后的结构示意图。

附图标记：

1-极耳封装结构；

10-极耳片；

100-主平面；

12-极耳胶层；

120-A区；

122-B区；

122a-侧壁；

124-沟槽；

126-溢胶条；

2-封装袋；

20-PP层；

22-金属层；

24-尼龙层。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的极耳封装结构或绕卷电芯为参照。

本申请实施例提供了一种软包电池，极耳封装结构1以及封装袋2，当然，为了能够提供电能，还包括由极片和隔膜所构成的裸电芯。极耳封装结构1和封装袋2会共同构成一个密封结构，将裸电芯以及电解液封装在内部。

如图1所示，极耳封装结构1包括极耳片10和两层极耳胶层12。极耳片10用于由软包电池的极片(图中未示出)导出电能，因此，在软包电池中，极耳片10一般为长条形或长方形片状结构，包含两个主平面100以及较为明确的长度方向和宽度方向，主平面100沿长度方向和宽度方向延展。

极耳片10一般将长度方向上的一侧与极片连接，另一端则作为自由端用来与外部设备进行连接。由于极片需要被封装在密封结构的内部，而极耳片10又需要能够用来连接外部设备，因此，极耳片10需要穿过封装袋2的边缘，以极耳片10连接极片的一侧为内侧，另一侧为外侧，极耳片10的内侧位于封装袋2之内，极耳片10的外侧则位于封装袋2之外。

除了包含极耳片10之外，极耳封装结构1还包含两个极耳胶层12，如图2所示，两个极耳胶层12沿宽度方向延伸并对称粘合在两个主平面100上。极耳封装结构1在与封装袋2进行热封时，极耳胶层12会作为与封装袋2进行热封连接的主体结构，因此，为了保证极耳封装结构1与封装袋2之间的密封性能，两个极耳胶层12不光要粘合在两个主平面100上，同时两个极耳胶层12的两端也要粘合在一起，从而保证极耳片10被极耳胶层12包裹在内。

如图2至6所示，极耳胶层12沿长度方向包括A区120和B区122，其中，A区120较B区122更靠近外侧，沿垂直于主平面100的方向，B区122超出A区120，使A区120与B区122之间形成沟槽124。

如图7所示，封装袋2可采用铝塑膜，其一般为PP层20、金属层(铝箔层)22以及尼龙层24三层复合结构。在进行热封时，PP层20的边缘与A区120以及B区122分别热封连接，形成双层密封结构，此时要注意控制A区120与B区122的压缩量，使A区120的压缩量较大，一般要达到30％～70％，而B区122的压缩量很小。

热封过程中，A区120融化后的溢胶在封头的压迫下会沿着长度方向向两侧流动。对于向内侧流动的情况，溢胶遇到B区后将沿着沟槽124沿宽度方向向两侧流动，由于溢胶不均匀产生的大胶团就会在沟槽124处与小胶团汇合，从而在沟槽124内形成均匀的溢胶条126(参见图8)；由于B区122的压缩量很小，通常不超过20％，溢胶可以忽略不计，同时使得封装袋2与极耳胶层12紧密粘合在一起，进一步阻挡电解液与溢胶块的接触，同时由于压缩量小，保证了PP层20的厚度，这样封装强度也得到保持。如果整体溢胶量较大，沟槽124被填满，则多余的溢胶会由于B区122的阻挡，由A区120向外侧流动，内侧的溢胶依然比较均匀。均匀的溢胶条126能够有效分散应力，改善应力集中的问题，从而抑制边电阻过低的问题发生。至于A区120外的溢胶是否均匀，由于外侧没有电解液，即使PP层20在此处撕裂，也不会形成离子通道，所以不会导致边电阻降低。

为了能够有效阻挡溢胶流向内侧，并使溢胶能够沿宽度方向充分流动形成均匀的溢胶条126，本实施例中，沿垂直于主平面100的方向，B区122超出A区120的尺寸最好保持在0.5～1.5mm。如果尺寸过小，则会造成沟槽124过浅，无法形成有效的阻力阻挡溢胶流向内侧，而如果尺寸过大则又会造成软包电池封边的整体厚度过大，影响其它性能。

对于B区122在长度方向上的尺寸范围，本实施例所提供的优选范围为0.5～4mm。在进行封装时，B区122与封装袋2热封连接，因此，B区122与封装袋2之间的热封强度也关系着溢胶的流动方向。当溢胶向内侧流动时，会对B区与封装袋2形成挤压，尤其是当沟槽124填满之后，这种挤压效果将更加明显。如果B区122与封装袋2之间的热封强度较低，则可能被溢胶撑破，导致溢胶流入B区内侧，从而重新造成新的不均匀溢胶团，进而导致应力集中。因此，B区122与封装袋2之间的封装区域不能过窄，例如低于0.5mm。然而，虽然B区122在长度方向上的尺寸越宽则其与封装袋2之间的热封强度越高，但过大的尺寸会导致热封区域过宽，进而影响软包电池的能量密度，因此，在4mm范围内是一个较为合适的选择。

在本实施例中，A区120与B区122之间的夹角直接影响沟槽124的形状，进而也会影响沟槽124对溢胶向内侧的流动所形成的阻力大小。该夹角可以呈直角(参见图3)、锐角(参见图4)或钝角(参见图5)形式。

这三种形式中，锐角所产生的阻力最大，但过大的阻力也可能抑制溢胶的流动，甚至导致溢胶无法完全充满沟槽124，一般而言，锐角的角度最好不要小于60°。对于钝角的形式，这种形式能够使沟槽124具备一定的疏导作用，较为利于溢胶充满沟槽124，然而，这种形式对溢胶的阻力较小，因此对B区与封装袋2之间的热封强度具有较高的要求。一般情况下，钝角的角度不宜超过150°。如图3所示，本实施例推荐采用直角或接近直角的形式，这样沟槽124能够具备比较均衡的性能，并且直角也更加便于加工。

如图8所示，B区122与封装袋2进行热封时，具体是B区122远离极耳片10的侧壁122a与PP层20之间进行热封，而溢胶的作用力主要是沿着垂直于主平面100的方向，因此，侧壁122a的朝向对于热封强度也有着较为重要的影响。此外，由于热封过程中压头需要热压B区以及封装袋2，因此侧壁122a的朝向还对热封过程当中B区122以及PP层20之间的受力情况造成影响。一般而言，侧壁122a与主平面100之间平行或由内侧至外侧向远离主平面100的方向倾斜设置，均能够具备较好的热压效果。对于倾斜的方案，倾斜角度不宜过大，一般保持在侧壁122a与主平面100之间的角度差保持在60°范围内为宜(参见图6)。

在热封过程中，沟槽124将作为溢胶通道，因此A区120与封装袋2之间的热封连接区域与B区122之间会留出一定的间距，这个间距对于溢胶的均匀性影响较大，如果间距过小，例如小于0.5mm，则溢胶通道狭窄，溢胶的流动阻力以及作用力较大，因此可能使溢胶条126不均匀。而如果间距大于2mm，则又会造成溢胶通道过宽，溢胶可能无法完全填充溢胶通道，同样会造成溢胶条126不均匀。

本申请实施例所提供的软包电池能够有效改善应力集中问题，从而抑制边电阻过低。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极耳封装结构，其特征在于，包括极耳片和两个极耳胶层，

所述极耳片包括两个主平面，所述主平面沿长度方向和宽度方向延展，沿所述长度方向所述主平面的一侧为内侧，另一侧为外侧，

两个所述极耳胶层沿所述宽度方向延伸并对称粘合在两个所述主平面上，且两个所述极耳胶层的两端也粘合在一起，

所述极耳胶层沿所述长度方向包括A区和B区，其中，所述A区较所述B区更靠近所述外侧，沿垂直于所述主平面的方向，所述B区超出所述A区，使所述A区与所述B区之间形成沟槽。

2.如权利要求1所述的极耳封装结构，其特征在于，沿垂直于所述主平面的方向，所述B区超出所述A区0.5～1.5mm。

3.如权利要求1所述的极耳封装结构，其特征在于，所述B区在所述长度方向上的尺寸为0.5～4mm。

4.如权利要求1所述的极耳封装结构，其特征在于，所述A区与所述B区之间的夹角为锐角、直角或钝角。

5.如权利要求4所述的极耳封装结构，其特征在于，所述A区与所述B区之间的夹角为60～150°。

6.如权利要求1所述的极耳封装结构，其特征在于，所述B区远离所述极耳片的侧壁与所述主平面之间平行或由所述内侧至所述外侧向远离所述主平面的方向倾斜。

7.如权利要求6所述的极耳封装结构，其特征在于，所述侧壁与所述主平面之间的角度差为0～60°。

8.一种软包电池，其特征在于，包括封装袋以及权利要求1至7任一项所述的极耳封装结构，

所述极耳片穿过所述封装袋的边缘，且所述内侧位于所述封装袋之内，所述外侧位于所述封装袋之外，所述封装袋的边缘与所述A区以及所述B区分别热封连接，形成密封结构，其中，所述A区的压缩量大于所述B区的压缩量。

9.如权利要求8所述的软包电池，其特征在于，沿所述长度方向，所述封装袋与所述A区的热封连接区域距所述B区0.5～2mm。

10.如权利要求8所述的软包电池，其特征在于，所述A区的压缩量为30％～70％，所述B区的压缩量≤20％。