CN109273770A - 一种电池与电池的封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种电池与电池的封装方法,其中电池的封装方法包括:将固态环氧树脂加温至第一温度以使所述固态环氧树脂处于熔融状态,挤压注入至电路板表面,冷却至室温,形成绝缘保护层覆盖的电路板,其中所述绝缘保护层至少全部覆盖所述电路板上的电子元件;将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接;粘合所述电池电芯与所述绝缘保护层覆盖的电路板,形成半成品电池;使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池。从而起到了减少电池体积、改善电池性能的技术效果。

Description

一种电池与电池的封装方法
技术领域
本发明涉及到电池领域,特别是涉及一种电池与电池的封装方法。
背景技术
随着电动汽车行业的快速发展,电池的开发越来越受到研究者的关注。其中电池的封装方法,尤其是锂离子电池、聚合物电池或聚合物锂离子电池方法尤为重要。目前常采用装胶壳封装工艺对电池进行封装,采用热熔胶进行封装,这种封装方法使用料较多,封装后的电池体积较大,耐机械力冲击性能不足、防水防高温能力不足。因此封装方法与封装用的材料急需改善。
发明内容
本发明的主要目的为提供一种电池与电池的封装方法,进而减少电池体积、改善电池性能。
本发明提供一种电池的封装方法,包括以下步骤:
将固态环氧树脂加温至第一温度以使所述固态环氧树脂处于熔融状态,挤压注入至电路板表面,冷却至室温,形成绝缘保护层覆盖的电路板,其中所述绝缘保护层至少全部覆盖所述电路板上的电子元件;
将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接;
粘合所述电池电芯与所述绝缘保护层覆盖的电路板,形成半成品电池;
使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池。
进一步地,所述固态环氧树脂形成的绝缘保护层,在室温下具有弹性以吸收机械碰撞传导的能量;其中,所述固态环氧树脂的分子结构式为:
相对分子量为1000-10000。
进一步地,采用模具进行挤压注入,所述将固态环氧树脂加温至第一温度,挤压注入至电路板表面的步骤包括:
将所述电路板置于模具中,将加热至所述第一温度的固态环氧树脂挤压注入至电路板表面的需要绝缘保护的位置。
进一步地,所述使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池的步骤包括:
使用聚酰亚胺薄膜或者聚酯薄膜包裹所述半成品电池的至少四个侧面。
进一步地,所述将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接的步骤包括:
利用金属片将所述电路板与所述电池电芯焊接,实现所述电路板与所述电池电芯的电连接。
进一步地,所述电池为锂离子电池、聚合物电池,所述聚合物电池包括聚合物锂离子电池。
进一步地,所述第一温度包括80-300摄氏度。
进一步地,所述第一温度包括150摄氏度。
进一步地,所述绝缘保护层的厚度包括0.05mm-1.00mm。
本发明提供一种电池,采用上述任一项的电池的封装方法制成。
本发明提供的电池与电池的封装方法至少具有以下有益的技术效果:
1、封装后的电池体积小,环氧树脂覆盖的胶位很薄(很薄的环氧树脂即可达到绝缘保护的效果),相对采用普通装胶壳封装工艺封装后的电池尺寸更小,可节省空间,节省用料;
2、电池电路板利用固态环氧树脂的方式进行封装,此种连接方式可简化电池生产工艺和提高生产效率;
3、封装后电芯头部整体在组装时可以只用一层方形绝缘纸包裹,此种方式可实现封装多样化(可满足不同电池头部外形尺寸)、结构性能可靠和低成本得目的。
4、电路板采用固态环氧树脂方式将电路板需要绝缘保护的区域(例如元器件)全部覆盖进行保护,此种联接方式可提高电池的机械性能,例如,通过此种方式联接的电池在跌落测试中可避免电池元件损伤失效问题,使电池具有可靠的机械性能;电路板元器件耐机械力冲击性能大大提升。
附图说明
图1为本发明一实施例的电池的封装方法流程示意框图。
图2为本发明一实施例的电池组装示意图。
图3为本发明一实施例的封装后的电池结构示意图。
附图标记如下:
1—绝缘胶纸,2—金属片,3—电路板,4—固态环氧树脂材料,5—双面胶,6—电池电芯,7—侧边绝缘胶纸。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
参照图1-3,本申请提供一种电池的封装方法,包括步骤:
S1、将固态环氧树脂加温至第一温度以使所述固态环氧树脂处于熔融状态,挤压注入至电路板表面,冷却至室温,形成绝缘保护层覆盖的电路板,其中所述绝缘保护层至少全部覆盖所述电路板上的电子元件;
S2、将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接;
S3、粘合所述电池电芯与所述绝缘保护层覆盖的电路板,形成半成品电池;
S4、使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池。
其中电池可为任意电池,包括聚合物电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池等。
如上述步骤S1所述,将固态环氧树脂加温至第一温度以使所述固态环氧树脂处于熔融状态,挤压注入至电路板表面,冷却至室温,形成绝缘保护层覆盖的电路板,其中所述绝缘保护层至少全部覆盖所述电路板上的电子元件。其中第一温度指能使固态环氧树脂材料变为具有流动性的熔融状的温度。电路板表面指电路板正面、反面、或者正反两面。固态环氧树脂是指常温下处于固态,并具有绝缘性能的环氧树脂材料,优选果冻状的固态环氧树脂。果冻状的固态环氧树脂是指常温下处于果冻状,并且在形成绝缘保护层后,仍具有绝缘性能、弹性以吸收机械碰撞传导的能量与粘性的固态环氧树脂,从而在作为绝缘保护层时不仅起到绝缘保护的作用,还起到缓冲保护、防止脱落、防水、耐高温的作用。其中,所述固态环氧树脂的分子结构式为:
相对分子量为1000-10000。进一步地,所述固态环氧树脂还具有添加剂,例如硅微粉、硼酸锌、炭黑等,以增强绝缘性、弹性与粘性。
固态环氧树脂在未加温前为圆柱形、多面体形、正方体形等易于携带的形状,尺寸为体积小于27cm3,例为圆柱形时尺寸为20MM高,直径20MM。进一步,挤压注入形成的绝缘保护层留有多个开孔,所述开孔便于电路板向外部电连接。
其中,第一温度包括80-300摄氏度,优选100-200摄氏度,更优选150摄氏度。由于本申请采用固态环氧树脂作为绝缘保护层材料,相较于普通的封装工艺,绝缘保护层的厚度可以更薄。绝缘保护层的厚度为0.05mm-2.00mm中的任一厚度,优选0.05mm、0.10mm、0.20mm、0.50mm、1.00mm。
挤压注入的工艺包括:采用模具进行挤压注入,将电路板置于模具中,将加热至第一温度的固态环氧树脂挤压注入至电路板表面的需要绝缘保护的位置,从而实现针对性注塑,冷却至室温,形成绝缘保护层。其中所述需要绝缘保护的位置包括元器件所在位置、线路位置等。
进一步地,采用模具进行挤压注入,所述将固态环氧树脂加温至第一温度,挤压注入至电路板表面的步骤包括:将电路板置于模具中,对模具进行抽真空,将加热至第一温度的固态环氧树脂挤压注入至电路板表面的需要绝缘保护的位置,从而实现针对性注塑,冷却至室温,形成绝缘保护层。其中,抽真空的真空度低于100Pa。其中所述需要绝缘保护的位置包括元器件所在位置、线路位置等。
如上述步骤S2所述,将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接。从而实现了电路板与电池电芯间的电连接。其中电路板可以为任意电路板,例如FPC柔性电路板、刚性电路板、单层电路板、多层电路板、软硬结合板、陶瓷电路板等。其中焊接(电连接)可以采用点焊、锡焊等。电芯可以为单节,也可以为多节串联、多节并联、多节串并联而成。其中焊接的方式包括:从低电压到高电压的顺序进行焊接。进一步地,在电路板与电池电芯中采用金属片进行焊接,金属片材料为任意金属,例如可以为铜、镍、铝、铁及其合金。
如上述步骤S3所述,粘合所述电池电芯与所述绝缘保护层覆盖的电路板,形成半成品电池。可以采用任意方式粘合所述电池电芯与所述电路板,例如采用胶水粘合、采用双面胶粘合等。胶水可采用AB胶(两液混合硬化胶)、环氧树脂粘接剂、热熔胶、压敏胶等。双面胶可采用聚酰亚胺胶(PI胶)。通过步骤S3,得到半成品电池。
如上述步骤S4所述,使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池。其中绝缘胶纸包裹半成品电池,以起到绝缘、保护、防水、防碰撞的作用。绝缘胶纸可采用聚酰亚胺薄膜(PI膜)或者耐高温聚酯薄膜(PET膜)。可以只用一层或多层绝缘胶纸包裹。可以使用聚酰亚胺薄膜或者聚酯薄膜包裹所述半成品电池的至少四个侧面。此种方式可实现封装多样化(胶纸形状可为方形,可为圆形,可为不规矩形状,因此可满足不同电池头部外形尺寸)、结构性能可靠和低成本得目的。
以下以具体实施例来进行说明。
实施例1:
步骤S1:将体积为27cm3的呈圆柱状的固态环氧树脂加温至第一温度,第一温度为80摄氏度,采用模具进行挤压注入至电路板表面,电路板表面包括电路板正面,冷却至室温,形成绝缘保护层,其中绝缘保护层的厚度比预定厚度小,预定厚度为0.05mm。
实施例2:
步骤S1:将体积为20cm3的呈正方体形的固态环氧树脂加温至第一温度,第一温度为300摄氏度,对模具抽真空至真空度低于100Pa,采用模具进行挤压注入至电路板表面,电路板表面包括电路板正反两面,冷却至室温,形成绝缘保护层,其中绝缘保护层的厚度比预定厚度小,预定厚度为2mm。
实施例3:
步骤S1:将体积为15cm3的呈圆柱状的固态环氧树脂加温至第一温度,第一温度为150摄氏度,采用模具进行挤压注入至电路板表面中需要绝缘保护的位置,从而实现针对性注塑,电路板表面包括电路板正反两面,冷却至室温,形成留有多个开孔绝缘保护层,其中绝缘保护层的厚度比预定厚度小,预定厚度为0.20mm。
参照图2,本申请提供一种电池,采用上述电池的封装方法制成。
本发明提供的电池与电池的封装方法,采用环氧树脂作为封装用料,在保证绝缘保护的效果的前提下,电池尺寸更小,可节省空间,节省用料;可简化电池生产工艺和提高生产效率;只用一层方形绝缘纸包裹,此种方式可实现封装多样化;提升耐机械力冲击性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池的封装方法,其特征在于,包括以下步骤:
将固态环氧树脂加温至第一温度以使所述固态环氧树脂处于熔融状态,挤压注入至电路板表面,冷却至室温,形成绝缘保护层覆盖的电路板,其中所述绝缘保护层至少全部覆盖所述电路板上的电子元件;
将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接;
粘合所述电池电芯与所述绝缘保护层覆盖的电路板,形成半成品电池;
使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池。
2.根据权利要求1所述的电池的封装方法,其特征在于所述固态环氧树脂形成的绝缘保护层,在室温下具有弹性以吸收机械碰撞传导的能量;其中,所述固态环氧树脂的分子结构式为:相对分子量为1000-10000。
3.根据权利要求1所述的电池的封装方法,其特征在于,采用模具进行挤压注入,所述将固态环氧树脂加温至第一温度,挤压注入至电路板表面的步骤包括:
将所述电路板置于模具中,将加热至所述第一温度的固态环氧树脂挤压注入至电路板表面的需要绝缘保护的位置。
4.根据权利要求1所述的电池的封装方法,其特征在于,所述使用绝缘胶纸包裹所述半成品电池形成电池的步骤包括:
使用聚酰亚胺薄膜或者聚酯薄膜包裹所述半成品电池的至少四个侧面。
5.根据权利要求1所述的电池的封装方法,其特征在于,所述将所述绝缘保护层覆盖的电路板与电池电芯电连接的步骤包括:
利用金属片将所述电路板与所述电池电芯焊接,实现所述电路板与所述电池电芯的电连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池的封装方法,其特征在于,所述电池为锂离子电池、聚合物电池,所述聚合物电池包括聚合物锂离子电池。
7.根据权利要求1-5任一项所述的电池的封装方法,其特征在于,所述第一温度包括80-300摄氏度。
8.根据权利要求7所述的电池的封装方法,其特征在于,所述第一温度包括150摄氏度。
9.根据权利要求1-5任一项所述的电池的封装方法,其特征在于,所述绝缘保护层的厚度包括0.05mm-1.00mm。
10.一种电池,其特征在于,采用权利要求1-9任一项所述的电池的封装方法制成。
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