CN111326681A - 一种软包电芯及电池系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种软包电芯，其铝塑膜封边位置的内侧存在凸条，一方面可以阻止封装过程中封头余热的传递，另一方面可以利用凸条的高度防止上下铝塑膜接触，避免粘结，从而有效解决因封头热辐射导致的电芯绝缘、腐蚀、漏液和热失控等一系列不安全隐患，进一步为软包电芯的安全性能提供了保障。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子软包电芯及电池系统。
背景技术
近年来锂离子电池因能量密度高、循环性能好和安全性能高等优点广泛应用于电子、交通、医疗和能源领域，锂离子软包电池在市场所占的份额也逐步增大。铝塑膜是软包电池的主要组成材料，其完整的密封性可为锂离子电池提供良好、密闭的内环境。铝塑膜主要包括外部的尼龙层、中间的铝层以及内部的pp层，尼龙层和铝层可起到阻绝粉尘、水分和空气的作用，封装时通过热融pp层可使两片铝塑膜粘结在一起，为锂离子电池提供隔绝的环境。
在软包电池的封装过程中，铝塑膜靠近封头的位置因封头余热产生热熔、粘结现象并形成热辐射区，从而容易导致电芯绝缘阻值的降低。热辐射区形状不规则，拉力低，在电池的使用过程中，该位置会首先发生内腐蚀，导致铝层逐渐变成粉末，从而失去阻绝水分的作用。严重时会导致电芯热失控，存在极大的安全隐患。
发明内容
本发明提供了一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和铝塑膜，所述铝塑膜包括上铝塑膜和下铝塑膜，所述上铝塑膜和下铝塑膜边缘密封包裹在所述电芯本体外侧，所述上铝塑膜和/或下铝塑膜的至少一封边的内侧设置一条凸条，所述凸条沿铝塑膜的封边延伸并位于封边的热辐射区。
本发明中，采用铝塑膜作为软包电芯的包装膜，所述凸条为由模具冲压铝塑膜形成的凸槽。在本发明的一种实施方式中，所述凸条向铝塑膜的外侧凸起。
软包电芯在进行热封时，通过封头对封边进行加热，使封边的铝塑膜的PP层熔化后粘接，实现上铝塑膜和下铝塑膜的密封包装。密封过程中，距离封边大约10mm的区域内的PP层会由于热的传递而导致热熔粘接，形成热辐射区。封边的热辐射区的形成容易导致电芯绝缘阻值的降低以及其他安全问题。本发明通过在封边的热辐射区设置凸条，能有效阻止封头余热的传递，显著降低热辐射区的面积甚至避免形成热辐射区，从而有效解决了因热辐射区引起的电芯绝缘电阻低和相关的安全问题。
本发明中，凸条与对应封边的距离越小越有利于减小形成的热辐射区的面积。通常，所述凸条与对应封边的距离小于等于5mm。在某些实施方式中，所述凸条与对应封边的距离小于等于2mm。
作为一种实施方式，所述凸条的高度为1～2mm；所述凸条的宽度为1～2mm。
本发明中，所述凸条的高度过小时，不足以有效阻止封头余热传递，从而使形成热辐射区的几率增大；所述凸条的高度过大时，软包电芯经过抽气环节后凸条容易坍塌，从而影响电芯外观。根据本发明的一种实施方式，所述凸条位于软包电芯内未封区中，内未封区指封边与冲坑之间的区域，内未封区的宽度一般设置在1～3mm之间，所述内未封区宽度过大则电芯尺寸过大，同时封装边容易弯折，底角容易破损；所述内未封区宽度过小则软包电芯在封装时封头容易触碰到电芯本体。
本发明中，所述封边包括顶封边、侧封边和/或终封边。
作为一种实施方式，在电芯周围分别设有顶封边、侧封边和终封边，顶封边与侧封边、终封边连接。顶封边位于电芯的上方，正极耳和负极耳从顶封边侧引出。侧封边和终封边位于电芯的侧面。
作为一种实施方式，在电芯周围分别设有两条顶封边和一条终封边，两条顶封边位于电芯相对的两侧，正极耳和负极耳分别从两条顶封边侧引出。终封边位于电芯的上方。
作为一种实施方式，所述上铝塑膜和/或下铝塑膜的顶封边内侧设置一条凸条。
作为一种实施方式，所述上铝塑膜上顶封边内侧的凸条与下铝塑膜上顶封边内侧的凸条相互对应。上铝塑膜的凸条与下铝塑膜的凸条相互对应是指这两个部位的凸条的开口能够扣合在一起。
在铝塑膜顶封内侧设置有正极耳和/或负极耳，极耳与凸条的位置重叠，在上铝塑膜和下铝塑膜的顶封边内侧各设置一条凸条，并且两条凸条位置相互对应，更有利于抑制封头余热影响，从而避免发生粘接形成热辐射区并产生副作用。
作为一种实施方式，所述上铝塑膜的侧封边和/或终封边的内侧设置一条凸条，和/或所述下铝塑膜的侧封边和/或终封边的内侧设置一条凸条。
作为一种实施方式，所述上铝塑膜的顶封边、侧封边和终封边的内侧均设置一条凸条，和/或所述下铝塑膜的顶封边、侧封边和终封边的内侧均设置一条凸条。
本发明中，上铝塑膜和下铝塑膜中相对应的封边内侧各自设置一条对应的凸条，所述对应的凸条相互配合能更好的阻止封装过程中封头余热的传递，从而更好的保护电芯本体。
作为一种实施方式，侧封边和终封边位于软包电芯相对的两侧，侧封边内侧的凸条和终封边内侧的凸条相互平行。
作为一种实施方式，软包电芯具有位于软包电芯相对两侧的两条顶封边，两条顶封边内侧的凸条相互平行。
作为一种实施方式，所述凸条长度小于所对应的封边长度。
本发明进一步提供了一种电池系统，包含如上所述的软包电芯。上述电池系统包含但不限于车辆用电池系统(车载电池系统)、电动装置电池系统、电动工具电池系统以及储能电池系统等。
本发明中所述铝塑膜包括外部的尼龙层、中间的铝层和内部的pp层。本发明中，位于封头附近的pp层在电池封装过程中易受到封头余热影响进而热融、粘结形成热辐射区，因余热不均匀，故热辐射区内粘结的pp层形状不规则、拉力低，在注液后易受到电解液渗入。除此之外，在软包电池制备和使用过程中热辐射区的pp层易破损，导致铝层裸露在电芯内环境，容易遭到电解液腐蚀。本发明的技术方案可以有效阻止封头余热的传递，解决上述技术问题。
本发明使用的软包电芯因铝塑膜的封边内侧有凸条，一方面可以阻止封头余热的传递，另一方面因凸条有一定高度，可以防止上下铝塑膜接触，避免粘结，从而减小形成热辐射区的面积甚至不会形成热辐射区，解决了电芯绝缘电阻低和发生内腐蚀等安全隐患。
附图说明
图1为本发明公开的实施例1的铝塑膜示意图；
图2为本发明公开的实施例2的铝塑膜示意图；
图3为本发明公开的实施例3的铝塑膜示意图；
图4为本发明公开的实施例4的铝塑膜示意图；
图5为本发明公开的实施例5的铝塑膜示意图；
图6为本发明公开的实施例5的软包电芯示意图；
图7为本发明公开的实施例6的软包电芯示意图。
其中，11-上铝塑膜，12-下铝塑膜，21-凸条，31-顶封边，32-侧封边，33-终封边。
具体实施方式
以下的具体实施例对本发明进行了详细的描述，然而本发明并不限制于以下实施例。
实施例1
本实施例提供一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和如图1所示的铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12，上铝塑膜11和下铝塑膜12的顶封边31内侧各自设置一条凸条21。凸条21与对应顶封边31的距离均为3mm，凸条21的高度均为1mm，凸条21的宽度均为1mm，上铝塑膜11顶封边31内侧的凸条21与下铝塑膜12顶封边31内侧的凸条21相互对应。
实施例2
本实施例提供一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和如图2所示的铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12，上铝塑膜11和下铝塑膜12的侧封边32内侧各自设置一条凸条21。凸条21与对应侧封边32的距离均为0.5mm，凸条21的高度均为2mm，凸条21的宽度均为1mm，上铝塑膜11侧封边32内侧的凸条21与下铝塑膜12侧封边32内侧的凸条21相互对应。
实施例3
本实施例提供一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和如图3所示的铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12，上铝塑膜11和下铝塑膜12的终封边33内侧各自设置一条凸条21。凸条21与对应终封边33的距离均为0.1mm，凸条21的高度均为2mm，凸条21的宽度均为2mm，上铝塑膜11终封边33内侧的凸条21与下铝塑膜11终封边33内侧的凸条21相互对应。
实施例4
本实施例提供一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和如图4所示的铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12，上铝塑膜11顶封边31、侧封边32和终封边33内侧各自设置一条凸条21。凸条21与对应终封边的距离均为0.5mm，凸条21的高度均为1.5mm，凸条21的宽度均为1.5mm。
实施例5
本实施例提供一种软包电芯(如图6所示)，包括电芯本体、正极耳、负极耳和如图5所示的铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12，上铝塑膜11和下铝塑膜12的顶封边31内侧各自设置一条凸条21，侧封边32内侧各自设置一条凸条21，终封边33内侧各自设置一条凸条21。顶封边31内侧的凸条21与对应的顶封边31的距离为1mm，侧封边32内侧的凸条21与对应的侧封边32的距离为1mm，终封边33内侧的凸条21与对应的终封边33的距离为1mm，凸条21的高度均为1mm，凸条21的宽度均为1mm，上铝塑膜11上顶封边31内侧的凸条21、侧封边32内侧的凸条21和终封边33内侧的凸条21与下铝塑膜12上顶封边31内侧的凸条21、侧封边32内侧的凸条21和终封边33内侧的凸条21相互对应。
实施例6
本实施例提供一种软包电芯(如图7所示)，包括电芯本体、正极耳、负极耳和铝塑膜，铝塑膜包括上铝塑膜11和下铝塑膜12(因被覆盖未显示)，软包电芯的正极极耳和负极极耳位于软包电芯相对的两侧，并从软包电芯相对两侧的顶封边31处引出。上铝塑膜11和下铝塑膜12的顶封边31内侧均设置一条凸条21，终封边33内侧均设置一条凸条21。顶封边31内侧的凸条21与对应的顶封边31的距离为1mm，终封边33内侧的凸条21与对应的终封边33的距离为2mm，凸条21的高度均为1mm，凸条21的宽度均为1mm，上铝塑膜11和下铝塑膜12上各对应封边内侧的凸条21的位置相互对应。
以上所述仅为本发明的实施案例，并不用于限制本发明，凡在本发明的设计理念内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种软包电芯，包括电芯本体、正极耳、负极耳和铝塑膜，所述铝塑膜包括上铝塑膜(11)和下铝塑膜(12)，所述上铝塑膜(11)和下铝塑膜(12)边缘密封包裹在所述电芯本体外侧，其特征在于，所述上铝塑膜(11)和/或下铝塑膜(12)的至少一封边的内侧设置一条凸条(21)，所述凸条(21)沿铝塑膜的封边延伸并位于封边的热辐射区。
2.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述凸条(21)与对应封边的距离小于等于5mm。
3.如权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，所述凸条(21)与对应封边的距离小于等于2mm。
4.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述凸条(21)的高度为1～2mm；所述凸条(21)的宽度为1～2mm。
5.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述凸条(21)向铝塑膜的外侧凸起。
6.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述上铝塑膜(11)和/或下铝塑膜(12)的顶封边(31)内侧设置一条凸条(21)。
7.如权利要求6所述的软包电芯，其特征在于，所述上铝塑膜(11)的顶封边(31)内侧的凸条(21)与下铝塑膜(12)的顶封边(31)内侧的凸条(21)相互对应。
8.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述上铝塑膜(11)的侧封边(32)和/或终封边(33)的内侧设置一条凸条(21)，和/或所述下铝塑膜(12)的侧封边(32)和/或终封边(33)的内侧设置一条凸条(21)。
9.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述上铝塑膜(11)的顶封边(31)、侧封边(32)和终封边(33)的内侧均设置一条凸条(21)，和/或所述下铝塑膜(12)的顶封边(31)、侧封边(32)和终封边(33)的内侧均设置一条凸条(21)。
10.一种电池系统，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的软包电芯。
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