CN112864472A - 软包动力电芯顶封封头结构 - Google Patents

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CN112864472A CN202110333649.5A CN202110333649A CN112864472A CN 112864472 A CN112864472 A CN 112864472A CN 202110333649 A CN202110333649 A CN 202110333649A CN 112864472 A CN112864472 A CN 112864472A
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Abstract

本发明提供了软包动力电芯顶封封头结构，属于动力池领域，包括上封头和下封头，所述上封头和下封头上下对应设置形成封闭的热封空间，上封头和下封头压合后对包裹软包锂离子电池的铝塑膜进行热封；上封头和下封头在极耳封印处有两个槽位印，其中一个在密封胶边缘处的槽位印为外槽位印，另一个在极耳和密封胶交界处的槽位印为内槽位印；上封头和下封头在外槽位印处向内倾斜设置，形成第一斜坡，以使得极耳胶和外槽位印填补，阻止极耳漏液；上封头和下封头在内槽位印处向内倾斜设置，形成第二斜坡，以使得极耳胶和内槽位印填补，阻止极耳漏液。本发明使用斜坡式机构优化台阶式结构，解决了台阶处胶填充的困难，从而提升了铝塑膜封装效果。

Description

软包动力电芯顶封封头结构
技术领域
本发明属于动力电池领域，涉及新能源汽车的锂离子电池，尤其涉及软包动力电芯顶封封头结构。
背景技术
软包装锂离子电池铝塑壳主要由尼龙层、铝层、PP层构成，在软包装电池封装工位，通过一定的温度、压力、时间要素，借助铜质封头完成两层铝塑壳PP层熔融粘连，保证软包装聚合物电池封装的气密性。封头两侧通过限位台装置，进行封装厚度的控制，不同厚度的铝塑壳匹配不同的限位台高度封头；上下封头为中间部位被动作用力，封头两侧限位台为反向作用力；在反复的封装使用过程中，上下封头逐步出现变形，并不断累积，导致中间部位封装厚度降低，封装溶胶被挤压溢出，并在最终封装与顶封交界位置形成溶胶堆积，造成最终封装时封装面壳体厚度不均衡，引起电池最终封装后局部溶胶不良导致封装失效。随着生产电池封装可靠性和壳体密封性的严格要求，锂离子软包装电池封装效果也是电池制造过程的重点控制内容之一。因此改善锂离子软包装电池封装效果的封头，将是该领域技术人员亟待着手解决的问题之一。
现在的顶封头形状都是直角双台阶或者直角单台阶极耳槽，存在以下两个方面的问题，1、现在的顶封封头的极耳槽形状为双台阶形状，随着封头的使用，台阶容易磨损，磨损的严重后，封印效果会变差。最终会导致电芯漏液等现象发生；2、现在的顶封封头的极耳槽形状为双台阶形状，随着电芯极耳越来越厚，台阶处PP胶填充越来越困难，PP胶填充效果不好，就会引起漏液。封头使用时间越长，风险越大，最终会导致电芯漏液等现象发生。
发明内容
本发明要解决的问题是在于提供软包动力电芯顶封封头结构，保护电子秤，提高寿命，又提高了称重准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：软包动力电芯顶封封头结构，包括上封头和下封头，所述上封头和下封头上下对应设置形成封闭的热封空间，上封头和下封头压合后对包裹软包锂离子电池的铝塑膜进行热封；
上封头和下封头在极耳封印处有两个槽位印，其中一个在密封胶边缘处的槽位印为外槽位印，另一个在极耳和密封胶交界处的槽位印为内槽位印；
上封头和下封头在外槽位印处向内倾斜设置，形成第一斜坡，以使得极耳胶和外槽位印填补，阻止极耳漏液；
上封头和下封头在内槽位印处向内倾斜设置，形成第二斜坡，以使得极耳胶和内槽位印填补，阻止极耳漏液。
进一步的，第一斜坡相对水平面的斜度为40-50度。
进一步的，第二斜坡相对水平面的斜度为20-30度，与极耳金属片的倾斜角一致。
进一步的，上封头和/或下封头的平行度和垂直度均为0.005mm。
进一步的，上封头和下封头封印区域均采用过渡圆角连接，针对不同的规格，通过调整过渡圆角的大小，减少封头对铝塑膜的损伤。
进一步的，所述过渡圆角为R0.5
进一步的，外槽位印宽度为L3，与极耳密封胶宽度相同，内槽位印的宽度为L2，极耳金属的长度为L1，L2＝L1+2.5mm，其中单边间隔为1.25mm。
进一步的，极耳金属的厚度为T1，极耳金属封胶后的厚度为T2，铝塑模封装厚度为T3，外槽位印深度为T4，内槽位印深度为T5；
T4＝(T2-T1)*90％+T3；
T5＝T3+T2-(T2-T1)*15％。
进一步的，T3设计中值为260±10um。
进一步的，上封头和下封头的材质均为模具钢，极耳胶为PP胶。
与现有技术相对，本发明具有以下技术效果。
1、本发明设置第一斜坡和第二斜坡，使用斜坡式机构优化台阶式结构，解决了台阶处pp胶填充的困难，从而提升了铝塑膜封装效果，而且优化了封装极耳外槽形状和内操，有利于极耳pp胶填补空隙，溶胶效果更好；
2、本发明中，T4＝(T2-T1)*90％+T3，这样在铝塑膜和极耳的封装过程中，密封胶的溶胶率为10％左右，符合铝塑膜PP层的热熔最佳热熔范围；
T5＝T3+T2-(T2-T1)*15％，这样在铝塑膜和极耳的封装过程中，密封胶的溶胶率为15％左右。符合密封胶PP层的热熔最佳热熔范围。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明软包动力电芯顶封封头结构的压合状态下的示意图；
图2是本发明软包动力电芯顶封封头结构的结构示意图；
图3是本发明软包动力电芯顶封封头结构简化图；
图4是本发明图3右端的局部放大图；
图5是本发明极耳的俯视图；
图6是本发明极耳的正视图。
附图标记：
1、上封头；2、下封头；3、第一斜坡；4、第二斜坡；5、热封空间。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
如图1～图6所示，软包动力电芯顶封封头结构，包括上封头1和下封头2，所述上封头1和下封头2上下对应设置形成封闭的热封空间5，上封头1和下封头2压合后对包裹软包锂离子电池的铝塑膜进行热封；
上封头1和下封头2在极耳封印处有两个槽位印，其中一个在密封胶边缘处的槽位印为外槽位印，另一个在极耳和密封胶交界处的槽位印为内槽位印；
上封头1和下封头2在外槽位印处向内倾斜设置，形成第一斜坡3，以使得极耳胶和外槽位印填补，阻止极耳漏液；
上封头1和下封头2在内槽位印处向内倾斜设置，形成第二斜坡4，以使得极耳胶和内槽位印填补，阻止极耳漏液。
优选地，第一斜坡3相对水平面的斜度为40-50度，优选为45度，这样有利于极耳pp胶和外槽位印填补，防止因极耳和槽位印的对齐度超出0.5mm后，出现极耳漏液。
优选地，第二斜坡4相对水平面的斜度为20-30度，与极耳金属片的倾斜角一致，如果极耳金属片的边缘倒角为20°，这个倾斜角就为20°。这样有利于极耳pp胶和内槽位印填补，防止因极耳和槽位印的对齐度超出0.5mm后，出现极耳漏液。
优选地，上封头1和/或下封头2的平行度和垂直度均为0.005mm，保证封头的加工误差，从而保证铝塑膜的封印效果。
优选地，上封头1和下封头2封印区域均采用过渡圆角连接，针对不同的规格，通过调整过渡圆角的大小，增加平滑性，减少封头对铝塑膜的损伤，在本专利中，过渡圆角为R0.5。
优选地，外槽位印宽度为L3，与极耳密封胶宽度相同，内槽位印的宽度为L2，极耳金属的长度为L1，L2＝L1+2.5mm，其中单边间隔为1.25mm。
优选地，极耳金属的厚度为T1，极耳金属封胶后的厚度为T2，铝塑模封装厚度为T3，外槽位印深度为T4，内槽位印深度为T5；
T3设计中值为260±10um；
T4＝(T2-T1)*90％，这样在铝塑膜和极耳的封装过程中，密封胶的溶胶率为10％左右，符合铝塑膜PP层的热熔最佳热熔范围；
T5＝T3+T2-(T2-T1)*15％这样在铝塑膜和极耳的封装过程中，密封胶的溶胶率为15％左右，符合sealant胶PP层的热熔最佳热熔范围。
优选地，优选地，上封头1和下封头2的材质均为模具钢，硬度高，不容易变形，使用寿命长，极耳胶为PP胶，粘贴效果好。
铝塑包装膜包括从外到内依次设置的尼龙层、AI层和PP层，尼龙层是保证了铝塑膜的外形，保证在制造成锂离子电池之前，膜不会发生变形；
Al层的作用是防止水的渗入，尼龙不防水，无法起到保护作用，金属Al在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，导致水气无法渗入，保护了电芯的内部，Al层在铝塑膜成型的时候还提供了冲坑的塑性；
PP层，材料特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化，并且具有黏性，所以电池的热封装主要靠的是PP层在上封头1和下封头2加热的作用下熔化黏合在一起，然后上封头1和下封头2撤去，降温就固化黏结了，下封头2固定不动，上封头1向下移动，二者均带有一定的温度，一般180度左右，二者合拢压在铝塑膜上，PP层熔化后粘结，极耳胶中的PP与铝塑膜中的PP层熔化粘结，形成有效的封装结构。
实际热封的过程中，在铝塑膜和极耳的封装过程中，密封胶的溶胶率为10％左右-15％左右，符合铝塑膜PP层的热熔最佳热熔范围；也符合极耳胶PP层的热熔最佳热熔范围，溶胶效果更好，而且密封效果好。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：包括上封头和下封头，所述上封头和下封头上下对应设置形成封闭的热封空间，上封头和下封头压合后对包裹软包锂离子电池的铝塑膜进行热封；
上封头和下封头在极耳封印处有两个槽位印，其中一个在密封胶边缘处的槽位印为外槽位印，另一个在极耳和密封胶交界处的槽位印为内槽位印；
上封头和下封头在外槽位印处向内倾斜设置，形成第一斜坡，以使得极耳胶和外槽位印填补，阻止极耳漏液；
上封头和下封头在内槽位印处向内倾斜设置，形成第二斜坡，以使得极耳胶和内槽位印填补，阻止极耳漏液。
2.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：第一斜坡相对水平面的斜度为40-50度。
3.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：第二斜坡相对水平面的斜度为20-30度，与极耳金属片的倾斜角一致。
4.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：上封头和/或下封头的平行度和垂直度均为0.005mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于:上封头和下封头封印区域均采用过渡圆角连接，针对不同的规格，通过调整过渡圆角的大小，减少封头对铝塑膜的损伤。
6.根据权利要求5所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于:所述过渡圆角为R0.5。
7.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：外槽位印宽度为L3，与极耳密封胶宽度相同，内槽位印的宽度为L2，极耳金属的长度为L1，L2＝L1+2.5mm，其中单边间隔为1.25mm。
8.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：极耳金属的厚度为T1，极耳金属封胶后的厚度为T2，铝塑模封装厚度为T3，外槽位印深度为T4，内槽位印深度为T5；
T4＝(T2-T1)*90％+T3；
T5＝T3+T2-(T2-T1)*15％。
9.根据权利要求8所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：T3设计中值为260±10um。
10.根据权利要求1所述的软包动力电芯顶封封头结构，其特征在于：上封头和下封头的材质均为模具钢，极耳胶为PP胶。
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