CN110993838A - 热封电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的热封电池，通过设置顶壳套件、钢壳套件及电芯套件。在实际的应用过程中，由于电池顶壳的侧壁上设置有顶壳密封层，电池钢壳的侧壁上设置有钢壳密封层，当需要组装热封电池时，将电池顶壳盖设于电池钢壳内，让顶壳密封层和钢壳密封层相接触，通过对顶壳密封层和钢壳密封层接触位置处进行加热，让接触的顶壳密封层和钢壳密封层熔融形成密封胶层，大大降低了组装难度，且组装步骤简单方便，适用较多种类型的电池，由于顶壳密封层和钢壳密封层融合形成密封胶层，使得热封电池的密封性大大增强，不容易发生漏液现象；此外，当热封电池的内压过大时，内部的气体会撑破密封胶层完成自主泄压，让热封电池安全性大大增强。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种热封电池。
背景技术
目前，电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置。如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。
对于现有的电池，在实际的组装过程，多数电池采用的是侧壁挤压组装的方式完成对电池的密封，虽然上述完成能够实现电池的组装过程，但还是存在一些缺陷。首先，上述组装过程，并只适用圆形或者椭圆形结构的电池，对方形或者三角形电池并不合适，即上述组装方式适用电池类型有限；此外，上述组装方式，容易因采用侧壁挤压组装导致较大的装配间隙，倘若装配间隙过大，就极容易发生电池漏液的现象，存在非常大的安全隐患，同时也会大大降低电池的安全性能；再者，上述组装方式，需要在电池的上下钢壳设置肩部方可完成电池的组装，会大大影响电池整体空间的利用，，且电池在组装过程中需要采用较大的压力进行卷边封口，会造成电池壳体变形，影响密封及外观。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种组装步骤简单方便的，适用较多种类型电池的，密封性能较强的，不容易发生漏液现象的，具备泄压功能的以及安全性较高的热封电池。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种热封电池，包括：
顶壳套件，所述顶壳套件包括电池顶壳和顶壳密封层，所述顶壳密封层设置于所述电池顶壳的侧壁上；
钢壳套件，所述钢壳套件包括电池钢壳和钢壳密封层，所述钢壳密封层设置于所述电池钢壳的侧壁上，所述电池顶壳盖设于所述电池钢壳内，以使所述顶壳密封层和所述钢壳密封层相接触形成密封胶层；及
电芯套件，所述电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，所述裸电芯设置于所述电池钢壳内，所述第一极耳分别与所述电池顶壳和所述裸电芯连接，所述第二极耳分别与所述电池钢壳和所述裸电芯连接。
在其中一个实施方式中，所述电池顶壳和所述顶壳密封层为一体成型结构，所述电池钢壳和所述钢壳密封层为一体成型结构。
在其中一个实施方式中，所述裸电芯为卷绕式裸电芯。
在其中一个实施方式中，所述裸电芯为叠片式裸电芯。
在其中一个实施方式中，所述第一极耳与所述电池顶壳贴合后电阻焊焊接，所述第二极耳与所述电池钢壳贴合后电阻焊焊接。
在其中一个实施方式中，所述电池顶壳上开设有凹槽。
在其中一个实施方式中，所述热封电池还包括保护板，所述保护板设置于所述凹槽内。
在其中一个实施方式中，所述顶壳密封层和所述钢壳密封层的熔点均为100℃～500℃。
在其中一个实施方式中，所述顶壳密封层和所述钢壳密封层的熔点均为100℃～200℃。
本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：
本发明的热封电池，通过设置顶壳套件、钢壳套件及电芯套件。在实际的应用过程中，由于电池顶壳的侧壁上设置有顶壳密封层，电池钢壳的侧壁上设置有钢壳密封层，当需要组装热封电池时，将电池顶壳盖设于电池钢壳内，让顶壳密封层和钢壳密封层相接触，通过对顶壳密封层和钢壳密封层接触位置处进行加热，让接触的顶壳密封层和钢壳密封层熔融形成密封胶层，大大降低了组装难度，且组装步骤简单方便，适用较多种类型的电池，由于顶壳密封层和钢壳密封层融合形成密封胶层，使得热封电池的密封性大大增强，不容易发生漏液现象；此外，当热封电池的内压过大时，内部的气体会撑破密封胶层完成自主泄压，如果电池受热当达到胶层软化温度，其强度会降低，会加速撑破，使得电池在温度上升至热失控之前提前泄压，让热封电池安全性大大增强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的一实施方式中的热封电池的组装结构示意图；
图2为本发明的一实施方式中的热封电池的内部结构示意图；
图3为图2在A处的放大示意图；
图4为本发明的一实施方式中的热封电池的爆炸图；
图5为本发明的另一实施方式中的热封电池的组装结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
需要说明的是，对于现有的电池，在实际的组装过程，多数电池采用的是侧壁挤压组装的方式完成对电池的组装，虽然上述完成能够实现电池的组装过程，但还是存在一些缺陷。首先，上述组装过程，并不适合所有类型的电池，例如，在方形或者三角型电池中，采用侧壁挤压组装的方式是非常难以实现的，但对于圆形或者椭圆形电池来说，上述组装过程又是较容易实现的，即上述组装方式适用电池类型有限；此外，上述组装方式，容易因采用侧壁挤压组装导致较大的装配间隙，即上述组装方式还是采用的是类似卡扣组装的方式完成组装，容易产生较大的装配间隙，倘若装配间隙过大，就极容易造成电池漏液的现象，众所周知，电池的内部有电池电解液，电池电解液是化学性质活跃的液体，倘若电池内部的电池电解液泄漏至外部，一方面对污染环境，另一方面，倘若用户不小心误食了电池电解液，就会对人体产生非常巨大的危害，存在非常大的安全隐患，大大降低电池的安全性能；再者，上述组装方式，需要在电池的上下钢壳设置肩部方可完成电池的组装，由于电池的内部空间有效，设置过多的结构会影响电池的内部空间，大大影响电池整体空间的利用。
因此，基于上述问题下，本申请公开了一种热封电池包括顶壳套件、钢壳套件及电芯套件。顶壳套件包括电池顶壳和顶壳密封层，顶壳密封层设置于电池顶壳的侧壁上；钢壳套件包括电池钢壳和钢壳密封层，钢壳密封层设置于电池钢壳的侧壁上，电池顶壳盖设于电池钢壳内，以使顶壳密封层和钢壳密封层相接触形成密封胶层；电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，裸电芯设置于电池钢壳内，第一极耳分别与电池顶壳和裸电芯连接，第二极耳分别与电池钢壳和裸电芯连接。如此，需要说明的是，由于电池顶壳的侧壁上设置有顶壳密封层，电池钢壳的侧壁上设置有钢壳密封层，当需要组装热封电池时，将电池顶壳盖设于电池钢壳内，让顶壳密封层和钢壳密封层相接触，通过对顶壳密封层和钢壳密封层接触位置处进行加热，让接触的顶壳密封层和钢壳密封层熔融形成密封胶层，大大降低了组装难度，且组装步骤简单方便，适用较多种类型的电池，由于顶壳密封层和钢壳密封层融合形成密封胶层，使得热封电池的密封性大大增强，不容易发生漏液现象；此外，当热封电池的内压过大时，内部的气体会撑破密封胶层完成自主泄压，如果电池受热当达到胶层软化温度，其强度会降低，会加速撑破，使得电池在温度上升至热失控之前提前泄压，让热封电池安全性大大增强。
为了便于对热封电池的具体工作原理进行详细说明，请一并参阅图1和图2，一种热封电池10包括顶壳套件100、钢壳套件200及电芯套件300。
如此，需要说明的是，顶壳套件100和钢壳套件200均起到封装和保护的作用，防止热封电池10内部的结构受到损坏；电芯套件300起到电压存储的作用，同时热封电池10与外部用电设备连接时，电芯套件300会把电压输出至外部用电设备中，对外部用电设备进行供电操作，让外部用电设备能够正常工作。
请一并参阅图2、图3和图4，顶壳套件100包括电池顶壳110和顶壳密封层120，顶壳密封层120设置于电池顶壳110的侧壁上。
如此，需要说明的是，电池顶壳110起到封装和保护的作用，防止热封电池10内部的结构受到损坏；顶壳密封层120起到密封的作用，用于提高热封电池10的密封性能，防止热封电池10内部的电池电解液泄漏。
请一并参阅图2、图3和图4，钢壳套件200包括电池钢壳210和钢壳密封层220，钢壳密封层220设置于电池钢壳210的侧壁上，电池顶壳110盖设于电池钢壳210内，以使顶壳密封层120和钢壳密封层220相接触形成密封胶层230。
如此，需要说明的是，电池钢壳210起到封装和保护的作用，防止热封电池10内部的结构受到损坏；钢壳密封层220起到密封的作用，用于提高热封电池10的密封性能，防止热封电池10内部的电池电解液泄漏。
还需要说明的是，由于电池顶壳110的侧壁上设置有顶壳密封层120，电池钢壳210的侧壁上设置有钢壳密封层220，当需要组装热封电池10时，将电池顶壳110盖设于电池钢壳210内，让顶壳密封层120和钢壳密封层220相接触，通过对顶壳密封层120和钢壳密封层220接触位置处进行加热，让接触的顶壳密封层120和钢壳密封层220熔融形成密封胶层230，即把电池顶壳110和电池钢壳210连接在一起，大大降低了组装难度，且组装步骤简单方便，适用较多种类型的电池，由于顶壳密封层120和钢壳密封层220融合形成密封胶层230，使得热封电池10的密封性大大增强，不容易发生漏液现象。
还需要说明的是，顶壳密封层120和钢壳密封层220融合形成的密封胶层230，在实际的应用过程中，组装人员还可以通过调节顶壳密封层120和钢壳密封层220之间接触的面积来控制热封电池10的防爆能力。例如，当顶壳密封层120和钢壳密封层220之间的接触面积较小时，加热熔融的密封胶层230的面积就较小，在保证热封电池10整体密封性能的情况下，当热封电池10内部的气压过大时，内部的气体容易撑破内部的气体会撑破密封胶层完成自主泄压，即内部的气体容易让电池顶壳110和电池钢壳120相互分离，让热封电池10内部的气体排放至外部环境中，完成自主泄压的过程，即上述结构的热封电池10具有较强的防爆性能；又如，当顶壳密封层120和钢壳密封层220之间的接触面积较大时，加热熔融的密封胶层230的面积就较大，相应的，热封电池10的防爆能力就会略微下降，但热封电池10又会提升。因此，组装人员还可以通过调节顶壳密封层120和钢壳密封层220之间接触的面积来控制热封电池10的防爆能力，让热封电池10能够根据实际的应用环境进行灵活设定，即顶壳密封层120和钢壳密封层220之间接触的面积不作具体限定，根据实际的情况灵活设定，密封胶层230能够让热封电池10安全性大大增强。
请参阅图2，电芯套件300包括裸电芯310、第一极耳320和第二极耳330，裸电芯310设置于电池钢壳210内，第一极耳320分别与电池顶壳110和裸电芯310连接，第二极耳330分别与电池钢壳210和裸电芯310连接。
如此，需要说明的是，裸电芯310起到电能存储的作用，热封电池10的所有电能都存储在裸电芯310中；第一极耳320作为热封电池10电极，用于连接外部用电设备的电极，起到电压传输的作用；第二极耳330作为热封电池10的电极，用于连接外部用电设备的电极，同样也起到电压传输的作用。
还需要说明的是，当组装人员组装热封电池10时，首先，把顶壳密封层120设置在电池顶壳110的侧壁上，同时还把钢壳密封层220设置在电池钢壳210的侧壁上，而后把电芯套件300放置在电池钢壳210内，烘烤之后注入电池电解液，然后把设置有顶壳密封层120的电池顶壳110盖设在电池钢壳210内，让设置在电池顶壳110上的顶壳密封层120与设置在电池钢壳210上的钢壳密封层220相互接触，此时，对热封电池10进行加热密封，即对顶壳密封层120和钢壳密封层220进行加热密封，让顶壳密封层120与钢壳密封层220的接触部分在加热的条件下相互熔融形成密封胶层230，即完成了热封电池10的封装，最后在把第一极耳320焊接在电池顶壳110上，第二极耳330焊接在电池钢壳210上，对热封电池10进行充电活化，就完成了整个热封电池10的生产组装过程。按照上述方式以及上述结构生产出来的电池，上述的热封电池10组装步骤简单方便，适用较多种类型电池，密封性能较强，不容易发生漏液现象，具备泄压功能以及安全性较高。
进一步地，请再次参阅图3，在一实施方式中，电池顶壳110和顶壳密封层120为一体成型结构，电池钢壳210和钢壳密封层220为一体成型结构。
如此，需要说明的是，为了进一步提高热封电池10的组装效率，将电池顶壳110和顶壳密封层120设计成一体成型结构以及电池钢壳210和钢壳密封层220设计成一体成型结构，当需要组装电池顶壳110和电池钢壳210时，直接把电池顶壳110盖设在电池钢壳210内即可，无需先把顶壳密封层120先设置在电池顶壳110以及把钢壳密封层220设置在电池钢壳210上，再对电池顶壳110和电池钢壳210进行组装，一体成型结构的设计，能够大大提高热封电池10的组装效率。
还需要说明的是，一体成型结构的设计，能够让电池顶壳110和顶壳密封层120无缝衔接，即电池顶壳110与顶壳密封层120不会有过多的装配间隙；同理，电池钢壳210与钢壳密封层220也不会有过多的装配间隙，当顶壳密封层120和钢壳密封层220加热熔融在一起形成密封胶层230后，能够让热封电池的整体密封性能上得到进一步地提升。
进一步地，在一实施方式中，裸电芯310为卷绕式裸电芯。
如此，需要说明的是，裸电芯310可以采用卷绕式裸电芯，卷绕式裸电芯的具体结构包括正极片、隔膜和负极片，正极片、隔膜和负极片顺序堆叠形成卷绕式裸电芯，卷绕式裸电芯的具体工作原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。
进一步地，在一实施方式中，裸电芯310为叠片式裸电芯。
如此，需要说明的是，裸电芯310还可采用叠片式裸电芯，叠片式裸电芯的具体结构包括若干正极片、若干隔膜和若干负极片，若干正极片、若干隔膜和若干负极片顺序交错堆叠设置形成叠片式裸电芯，叠片式裸电芯的具体工作原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。
进一步地，在一实施方式中，第一极耳320与电池顶壳110贴合后电阻焊焊接，第二极耳330与电池钢壳210贴合后电阻焊焊接。
如此，需要说明的是，当顶壳密封层120和钢壳密封层220加热熔融形成密封胶层230后，可以采用电阻焊的方式把第一极耳320与电池顶壳110以及第二极耳330与电池钢壳210焊接在一起。具体操作为，将电阻焊用的双针头对应与电池顶壳110或者电池钢壳210接触，通电后，第一极耳320就与电池顶壳110连接在一起，第二极耳330就与电池钢壳210焊接在一起。
还需要说明的是，相比激光焊平行缝焊优势：通常激光焊需要对焊接件进行整体施压，需要平整性、接触性极好，如果有电解液进入焊接区域，会形成炸焊，损伤内部卷芯，而电阻焊是焊接电极对焊接点直接施压，可以将焊接界面液体挤出改善接触，避免炸焊具有更好的焊接效果，焊头可以导热，焊接温度更低避免损伤电池。
进一步地，请参阅图5，在一实施方式中，电池顶壳110上开设有凹槽111。
如此，需要说明的是，为了实现对热封电池10的监控，热封电池10还包括保护板，电池顶壳110上开设有凹槽111，保护板设置于凹槽111内。如此，保护板的正负极对应与热封电池10的正负极连接，即保护板的正负极对应与电池顶壳110和电池钢壳210连接，保护板起到对热封电池10监控和管理的作用，保护板可以选用市面上常销售的保护板，保护板的具体工作原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。
进一步地，在一实施方式中，顶壳密封层和钢壳密封层的熔点均为100℃～500℃。
更进一步地，在一实施方式中，顶壳密封层和钢壳密封层的熔点均为100℃～200℃。
本发明的热封电池，通过设置顶壳套件、钢壳套件及电芯套件。在实际的应用过程中，由于电池顶壳的侧壁上设置有顶壳密封层，电池钢壳的侧壁上设置有钢壳密封层，当需要组装热封电池时，将电池顶壳盖设于电池钢壳内，让顶壳密封层和钢壳密封层相接触，通过对顶壳密封层和钢壳密封层接触位置处进行加热，让接触的顶壳密封层和钢壳密封层熔融形成密封胶层，大大降低了组装难度，且组装步骤简单方便，适用较多种类型的电池，由于顶壳密封层和钢壳密封层融合形成密封胶层，使得热封电池的密封性大大增强，不容易发生漏液现象；此外，当热封电池的内压过大时，内部的气体会撑破密封胶层完成自主泄压，如果电池受热当达到胶层软化温度，其强度会降低，会加速撑破，使得电池在温度上升至热失控之前提前泄压，让热封电池安全性大大增强。
以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (9)
1.一种热封电池，其特征在于，包括：
顶壳套件，所述顶壳套件包括电池顶壳和顶壳密封层，所述顶壳密封层设置于所述电池顶壳的侧壁上；
钢壳套件，所述钢壳套件包括电池钢壳和钢壳密封层，所述钢壳密封层设置于所述电池钢壳的侧壁上，所述电池顶壳盖设于所述电池钢壳内，以使所述顶壳密封层和所述钢壳密封层相接触形成密封胶层；及
电芯套件，所述电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，所述裸电芯设置于所述电池钢壳内，所述第一极耳分别与所述电池顶壳和所述裸电芯连接，所述第二极耳分别与所述电池钢壳和所述裸电芯连接。
2.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述电池顶壳和所述顶壳密封层为一体成型结构，所述电池钢壳和所述钢壳密封层为一体成型结构。
3.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述裸电芯为卷绕式裸电芯。
4.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述裸电芯为叠片式裸电芯。
5.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述第一极耳与所述电池顶壳贴合后电阻焊焊接，所述第二极耳与所述电池钢壳贴合后电阻焊焊接。
6.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述电池顶壳上开设有凹槽。
7.根据权利要求6所述的热封电池，其特征在于，所述热封电池还包括保护板，所述保护板设置于所述凹槽内。
8.根据权利要求1所述的热封电池，其特征在于，所述顶壳密封层和所述钢壳密封层的熔点均为100℃～500℃。
9.根据权利要求8所述的热封电池，其特征在于，所述顶壳密封层和所述钢壳密封层的熔点均为100℃～200℃。
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112490546A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-12 | 惠州市恒泰科技股份有限公司 | 电池及其制备工艺 |
| CN112751115A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-04 | 惠州市德能电池有限公司 | 一种新型封装结构、纽扣电池及其封装方法 |
| CN112751116A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-05-04 | 惠州市德能电池有限公司 | 一种防爆封装结构、纽扣电池及其封装方法 |
| CN113078393A (zh) * | 2021-03-29 | 2021-07-06 | 天津清研微能科技有限公司 | 扣式锂电池的密封结构及密封方法 |
-
2019
- 2019-12-31 CN CN201911411941.3A patent/CN110993838A/zh active Pending
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