CN114335822B - 电芯组件及其制备方法、电池、装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电芯组件及其制备方法、电池、装置，电芯组件包括：第一子壳体包括第一主体部及绕第一主体部的周向设置的第一边缘部；第二子壳体包括第二主体部及绕第二主体部的周向设置的第二边缘部，第一主体部与第二主体部中的至少一者具有第一凹槽，第二边缘部与第一边缘部相对且间隔设置；极芯组件包括极芯及连接极芯的至少一个极耳，极耳的至少部分从第一边缘部与第二边缘部之间伸出收容空间；胶层的一部分粘接于第一边缘部和第二边缘部之间及密封连接于第一边缘部与极耳之间，胶层的另一部分密封连接于极耳与第二边缘部之间。本申请提供一种结构简单、装配牢固的电芯组件及具有该电芯组件的电池、装置，及制备该电芯组件的制备方法。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯组件及其制备方法、电池、装置。
背景技术
传统的电芯的封装方式包括铝塑膜封装，然而，由于铝塑膜自身材质的限制，铝塑膜封装存在着结构强度低，冲深能力小等问题，从而不能够应用在大厚度电芯上。铝壳的结构强度相对稳定，且可以设计更厚电芯，但是由于需要壳体和盖板两部分组成，导致结构成本增加；同时由于盖板结构复杂，在电芯高度方向占据了一定的空间，从而导致铝壳电芯存在空间利用率低的问题。电芯封装壳体的设计可影响到电芯组件的整体构造及性能，如何提供一种结构简单、装配牢固、空间利用率高的电芯组件，成为需要解决的技术问题。
发明内容
本申请提供一种结构简单、装配牢固、空间利用率高的电芯组件及具有该电芯组件的电池、装置，及制备该电芯组件的制备方法。
第一方面，本申请实施例提供了一种电芯组件，包括：
第一子壳体，包括第一主体部及绕所述第一主体部的周向设置的第一边缘部；
第二子壳体，包括第二主体部及绕所述第二主体部的周向设置的第二边缘部，所述第一主体部与所述第二主体部中的至少一者具有第一凹槽，以使所述第一子壳体与所述第二子壳体相盖合时形成收容空间，所述第二边缘部与所述第一边缘部相对且间隔设置；
极芯组件，包括极芯及连接所述极芯的至少一个极耳，所述极芯设于所述收容空间内，所述极耳的至少部分从所述第一边缘部与所述第二边缘部之间伸出所述收容空间；及
胶层，所述胶层的一部分粘接于所述第一边缘部和所述第二边缘部之间及密封连接于所述第一边缘部与所述极耳之间，所述胶层的另一部分密封连接于所述极耳与所述第二边缘部之间。
第二方面，本申请实施例提供了一种电芯组件的制备方法，包括：
形成第一子壳体，使所述第一子壳体具有第一主体部及环绕所述第一主体部的周向设置的第一边缘部；
形成第二子壳体，使所述第二子壳体具有第二主体部及环绕所述第二主体部的周向设置的第二边缘部；
形成极芯组件，使所述极芯组件具有极芯及连接所述极芯的至少一个极耳；
使所述极芯组件设于所述第一主体部与所述第二主体部之间，及所述极耳设于所述第一边缘部与所述第二边缘部之间；
通过胶层密封所述第一边缘部与所述第二边缘部之间、所述极耳与所述第一边缘部之间及所述极耳与所述第二边缘部之间。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括所述的电芯组件。
第四方面，本申请实施例提供了一种电子装置，所述电子装置包括所述的电池。
本申请实施例通过设置第一子壳体和第二子壳体，使第一子壳体和第二子壳体对接形成电芯组件的外壳，同时，使极耳从第一子壳体、第二子壳体之间的间隙伸出，无需在第一子壳体或第二子壳体上额外开设供极耳伸出的通孔，提高第一子壳体或第二子壳体的结构强度，使得第一子壳体、极耳及第二子壳体的结构设置更加简单、合理，空间利用率高，进一步地，第一子壳体与第二子壳体之间通过胶层密封粘接，胶层同时还能够密封粘接于极耳与第一子壳体之间、极耳与第二子壳体之间，如此，实现了极耳、第一子壳体、第二子壳体之间的密封装配，实现了胶层一物多用，形成结构简单、装配牢固、制程简单及成本低的电芯组件。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。
图1是本申请实施例提供的一种电子装置的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种电池组件的结构示意图。
图3是图2提供的电池组件的俯视图。
图4是图3提供的电池组件沿A-A线的剖面图。
图5是图4提供的电池组件中D部分的局部放大图。
图6是图3提供的电池组件沿B-B线的剖面图。
图7是图6提供的电池组件中E部分的局部放大图。
图8是本申请实施例一提供的一种电池组件的分解示意图。
图9是本申请实施例一提供的一种电池组件的制备方法的流程图。
图10是本申请实施例二提供的一种电池组件的制备方法的流程图。
图11是本申请实施例二提供的一种电池组件的分解示意图。
图12是图11提供的电池组件中的极耳的示意图。
图13是图12提供的极耳的局部俯视图。
图14是图13提供的极耳沿C-C线的剖面图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请所列举的实施例之间可以适当的相互结合。
请参阅图1，本申请实施例提供了一种电子装置100，所述电子装置100包括电池10。电子装置100包括但不限于可充电的交通工具、可充电的运输工具、可充电的智能家电、可充电的机器人、可充电的便携性移动终端等具有可充电电池10的电子装置100，可充电的交通工具包括但不限于电动汽车、电动客车、电动轮船等。可充电的运输工具包括但不限于电动运输车等。可充电的智能家电包括不限于音箱、扫地机器人等。可充电的便携性移动终端包括但不限于手机、笔记本电脑、平板电脑、电子阅读器、可穿戴设备等。
电池10的种类包括但不限于为锂离子电池、锂金属电池、锂-聚合物电池、铅-酸电池、镍-金属氢化物电池、镍-锰-钴电池、锂-硫电池、锂-空气电池、镍氢电池、锂离子电池、铁电池、纳米电池等固态电池。
本申请对于电池10的形状不做具体的限定。电池10可呈柱状形式、方形、袋状形式、弧状形式、圆柱形式、菱柱形式或异形等。本申请实施例以方形的电池10为例进行举例说明。
请参阅图1，电池10包括电芯组件1及保护板2。保护板2用于对电芯组件1在充放电过程中的过流、过充、过放、短路及超高温充放电等保护。
请参阅图2，电芯组件1包括外壳11、极芯组件12及胶层13。本实施例以方形电芯为例进行举例说明。为了便于描述，定义外壳11的长度方向为Y轴方向，定义外壳11的宽度方向为X轴方向，定义外壳11的厚度方向为Z轴方向。箭头方向表示正向。
请参阅图2，外壳11包括第一子壳体111及第二子壳体112，第一子壳体111与第二子壳体112相互盖合并连接，以形成外壳11的收容空间110。极芯组件12的一部分设于外壳11的收容空间110，极芯组件12的另一部分伸出外壳11的收容空间110，以与保护板2电连接。
请参阅图2，第一子壳体111包括第一主体部113及绕所述第一主体部113的周向设置的第一边缘部114。第二子壳体112包括第二主体部115及绕所述第二主体部115的周向设置的第二边缘部116。所述第二边缘部116与所述第一边缘部114相对且间隔设置。所述第一主体部113与所述第二主体部115中的至少一者具有第一凹槽，以使所述第一子壳体111与所述第二子壳体112相盖合时形成外壳11的收容空间110。可以理解的，第一边缘部114和第二边缘部116皆呈环形。
第一子壳体111、第二子壳体112在Z轴方向盖合及对接。可选的，第一主体部113在Z轴方向的正投影与第二主体部115所在区域重合。第一边缘部114在Z轴方向上的正投影与第一边缘部114所在区域重合。当然，在其他实施方式中，第一主体部113在Z轴方向的正投影可覆盖并超出第二主体部115所在区域或在第二主体部115所在区域内。当然，在其他实施方式中，第一边缘部114在Z轴方向上的正投影可覆盖并超出第一边缘部114所在区域或在第二主体部115所在区域内。
在一实施方式中，请参阅图4，第一主体部113具有第一凹槽117。第二主体部115具有第二凹槽118。当第一边缘部114与第二边缘部116相对接时，第一凹槽117与第二凹槽118导通并形成外壳11的收容空间110。本实施方式中，第一凹槽117的深度与第二凹槽118的深度相等；或者，第一凹槽117的深度大于第二凹槽118的深度；或者，第一凹槽117的深度小于第二凹槽118的深度。第一凹槽117的深度与第二凹槽118的深度皆为沿Z轴方向的尺寸。
在其他实施方式中，第一主体部113具有第一凹槽117。第二主体部115与第二边缘部116共面，即第二子壳体112为平板状或薄片状。当第一边缘部114与第二边缘部116相对接时，第一凹槽117形成外壳11的收容空间110。
在其他实施方式中，第二主体部115具有第二凹槽117。第一主体部113与第一边缘部114共面，即第一子壳体111为平板状或薄片状。当第一边缘部114与第二边缘部116相对接时，第一凹槽117形成外壳11的收容空间110。
请参阅图4，极芯组件12包括极芯121及连接所述极芯121的至少一个极耳122。极芯121包括正极片、负极片、隔膜、电解材料等。可选的，至少一个极耳122包括第一极耳123和第二极耳124。第一极耳123为正极耳，且第二极耳124为负极耳；或者，第一极耳123为负极耳，且第二极耳124为正极耳。本实施方式中，第一极耳123为正极耳，第二极耳124为负极耳。在其他实施方式中，至少一个极耳122还可包括一个极耳、三个或三个以上的极耳。
所述极芯121设于所述收容空间110内。所述极耳122的至少部分从所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间伸出所述收容空间110。第一极耳123的一端电连接正极片，第一极耳123的另一端经第一边缘部114与第二边缘部116之间伸出收容空间110。第二极耳124的一端电连接负极片，第二极耳124的另一端经第一边缘部114与第二边缘部116之间伸出收容空间110。本申请对于第一极耳123与第二极耳124的设置位置不做具体的限定，本实施方式中，第一极耳123与第二极耳124分别从极芯121的相对两侧伸出。当然，在其他实施方式中，第一极耳123与第二极耳124从极芯121的同一侧伸出。
所述胶层13的一部分粘接于所述第一边缘部114和所述第二边缘部116之间及密封连接于所述第一边缘部114与所述极耳122之间。所述胶层13的另一部分密封连接于所述极耳122与所述第二边缘部116之间。
具体的，请参阅图5至图7，胶层13包括一体成型的第一胶层部131、第二胶层部132及第三胶层部133。第一胶层部131密封并粘接于第一边缘部114与第二边缘部116之间。第二胶层部132密封并粘接于第一边缘部114与第一极耳123的一表面之间。第三胶层部133密封并粘接于第二边缘部116与第一极耳123的另一表面之间。以上为对于胶层13与第一极耳123的粘接方式进行的举例说明，胶层13与第二极耳124的粘接方式可参考上述方式。换言之，胶层13包覆于第一极耳123的周侧，以密封及粘接第一极耳123、第一边缘部114和第二边缘部116。
本申请实施例通过设置第一子壳体111和第二子壳体112，使第一子壳体111和第二子壳体112对接形成电芯组件1的外壳，同时，使极耳122从第一子壳体111、第二子壳体112之间的间隙伸出，无需在第一子壳体111或第二子壳体112上额外开设供极耳122伸出的通孔，提高第一子壳体111或第二子壳体112的结构强度，使得第一子壳体111、极耳122及第二子壳体112的结构设置更加简单、合理，空间利用率高，进一步地，第一子壳体111与第二子壳体112之间通过胶层13密封粘接，胶层13同时还能够密封粘接于极耳122与第一子壳体111之间、极耳122与第二子壳体112之间，如此，实现了极耳122、第一子壳体111、第二子壳体112之间的密封装配，实现了胶层13一物多用，形成结构简单、装配牢固、制程简单及成本低的电芯组件1。
所述第一子壳体111与所述第二子壳体112中至少一者为硬质壳体结构。
第一种可能实施方式中，请参阅图4及图6，所述第一子壳体111与所述第二子壳体112皆为硬质壳体结构，例如，铝壳、刚壳等。所述第一主体部113具有第一凹槽117，该第一凹槽117可由铝板或钢板冲压形成。所述第二主体部115具有第二凹槽118，该第二凹槽118可由铝板或钢板冲压形成。所述第一凹槽117与所述第二凹槽118相连通，以形成所述收容空间110。
第二种可能实施方式中，第一子壳体111为硬质壳体结构，例如，铝壳、刚壳等。第二子壳体112为柔性塑膜，例如，铝塑膜等。
可选的，所述第一主体部113具有所述第一凹槽117，该第一凹槽117可由铝板或钢板冲压形成。所述第二主体部115为不具有凹槽的薄片状，第二主体部115覆盖所述第一凹槽117的开口。
可选的，所述第一主体部113具有所述第一凹槽117，该第一凹槽117可由铝板或钢板冲压形成。所述第二主体部115具有第二凹槽118，该第二凹槽118可由铝塑膜冲压形成。所述第一凹槽117与所述第二凹槽118相连通，以形成所述收容空间110。
第三种可能实施方式中，第一子壳体111为柔性塑膜，例如，铝塑膜等。第二子壳体112为硬质壳体结构，例如，铝壳、刚壳等。
可选的，所述第二主体部115具有所述第二凹槽118，该第二凹槽118可由铝板或钢板冲压形成。所述第一主体部113为不具有凹槽的薄片状，第一主体部113覆盖所述第二凹槽118的开口。
可选的，所述第一主体部113具有第一凹槽117，该第一凹槽117可由铝塑膜冲压形成。所述第二主体部115具有所述第二凹槽118，该第二凹槽118可由铝板或钢板冲压形成。所述第一凹槽117与所述第二凹槽118相连通，以形成所述收容空间110。
在相关技术中，电芯组件1的外壳11一般采用软包封装结构，软包封装结构由铝塑膜组成。但传统的铝塑膜外壳11存在：(1)结构强度低；(2)受铝塑膜强度限制，冲深能力受到限制，从而不能够应用在大厚度电芯上。铝壳外壳11的结构强度相对稳定，且可以收容更厚电芯，但是由于现有的铝壳外壳11的壳体和盖板由于盖板结构复杂，在电芯长度方向占据了一定的空间，从而导致铝壳电芯存在空间利用率低的问题。
本申请实施例通过设置所述第一子壳体111与所述第二子壳体112中至少一者为硬质壳体结构，以使所述第一子壳体111与所述第二子壳体112中至少一者可为强度较强及冲深能力较强的材质，进而使得第一子壳体111与所述第二子壳体112中至少一者能够冲压出较深的凹槽，以使外壳11的收容空间110的厚度较大，可收容较大厚度的电芯组件1。
可以理解的，传统的铝塑膜的冲压深度范围为0～10mm之间，铝塑膜冲压后具有一定的厚度限制。而铝板的冲压深度范围可为0～100mm之间。换言之，采用相同面积、厚度的铝板和铝塑膜，铝板冲压可形成凹槽深度远远大于铝塑膜冲压可形成凹槽深度，因此，本申请实施例提供的外壳11可适用于大厚度电芯组件1。
而且，相对于传统铝壳电芯结构，本申请实施例没有传统铝壳的复杂盖板结构，使得电芯结构简单，降低了成本，并提高了电芯组件1的空间利用率。
本申请中的铝壳厚度可选0.1～1mm，通过预热、多次冲深等方法，能够实现铝壳冲深深度在1mm～30mm的范围内变化，既能满足传统的小冲深需求，也能满足更多冲深的需求。
所述极耳122、所述第一子壳体111及第二子壳体112皆为导电材质。所述胶层13包括绝缘胶层(未图示)。所述绝缘胶层环绕设于所述极耳122的周侧，使所述极耳122与所述第一边缘部114、所述第二边缘部116皆绝缘密封。
可选的，胶层13全部为绝缘胶层。胶层13的材质包括但不限于聚丙烯(Polypropylene，PP)、PET(聚对苯二甲酸乙二酯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三者的共聚物)、PEP(聚乙二醇)等。本实施例中，胶层13的材质为聚丙烯。胶层13作为极耳122、第一子壳体111、第二子壳体112之间的密封粘接胶，还作为极耳122的绝缘胶，进一步增加了胶层13的作用，形成结构简单、装配牢固、制程简单及成本低的电芯组件1。本实施例中以胶层13全部为绝缘胶层为例进行举例说明。
可选的，胶层13的一部分为绝缘胶层。进一步地，第二胶层部132、第三胶层部132为绝缘胶层，以使极耳122与第一子壳体111、第二子壳体112之间的绝缘。第一胶层部131可为导电胶层。
相关技术中，铝壳外壳11的壳体和盖板之间通过焊接方式固定，其焊接热量存在损伤电芯组件1的风险。而本申请实施例的胶层13，一方面可对极耳122、第一子壳体111与第二子壳体112之间进行有效的密封粘接，另一方面不会产生焊接热进行影响到极耳122、电芯组件1，再一方面胶层13还可以对极耳122与第一子壳体111、第二子壳体112之间绝缘，实现一物多用，增加胶层13的功能，使电芯组件1的结构简单、装配牢固、制程简单及成本低。
本实施例中，第一极耳123和第二极耳124分别电连接极芯121的相对两端(沿Y轴方向)。可选的，第一极耳123和第二极耳124焊接在极芯121上，起到传导电流的作用。第一极耳123、第二极耳124的优选厚度在0.1～0.3mm，且第一极耳123的材质为铝，第二极耳124材质为镀镍层的铜，镀镍层厚度优选0.5～2μm。
请参阅图8，所述电芯组件1还包括绝缘包覆层14。所述绝缘包覆层14包覆于所述极芯121的周侧。具体的，所述绝缘包覆层14包括第一绝缘膜141、第二绝缘膜142、第一固定胶143及第二固定胶144。所述第一绝缘膜141与所述第二绝缘膜142分别包覆于所述极芯121的相对两侧(沿Z轴方向)。具体的，所述极芯121大致呈长方形块状，第一绝缘膜141半包覆于所述极芯121的上侧，第二绝缘膜142半包覆于所述极芯121的下侧。换言之，第一绝缘膜141与第二绝缘膜142相盖合，以包覆于所述极芯121的周侧。
请参阅图4，所述绝缘包覆层14包括至少一个通孔。至少一个通孔包括第一通孔145及第二通孔146。具体的，所述第一绝缘膜141的一端与所述第二绝缘膜142的一端围设成所述第一通孔145。所述第一绝缘膜141的另一端与所述第二绝缘膜142的另一端围设成所述第二通孔146。换言之，第一绝缘膜141与第二绝缘膜142相盖合并形成第一通孔145和第二通孔146，第一通孔145和第二通孔146可相对设置(沿Y轴方向)，第一通孔145用于第一极耳123伸出绝缘包覆层14，第二通孔146用于第二极耳124伸出绝缘包覆层14。第一绝缘膜141及第二绝缘膜142的材质包括但不限于聚丙烯(Polypropylene，PP)、聚对苯二甲酸类塑料(Polyethylene terephthalate，PET)等。
所述第一通孔145、所述第一通孔145在X-Y平面内与所述胶层13对应设置。所述第一极耳123的一端电连接所述极芯121。所述第一极耳123的另一端穿过所述第一通孔145及所述胶层13伸出所述第一子壳体111及所述第二子壳体112。所述第二极耳124的一端电连接所述极芯121。所述第二极耳124的另一端穿过所述第二通孔146及所述胶层13伸出所述第一子壳体111及所述第二子壳体112。
所述第一固定胶143和所述第二固定胶144分别固定连接所述第一绝缘膜141与所述第二绝缘膜142的相对两侧(沿X轴方向)。所述第一固定胶143和所述第二固定胶144皆为绝缘胶。
请参阅图8，胶层13包括极耳胶及壳体胶134，壳体胶134大致呈环形。壳体胶134设于第一边缘部114上。极耳胶包括第一极耳胶135和第二极耳胶136。热压依次设置的第一极耳胶135、第一极耳123、第二极耳胶136，以使极耳胶设于第一极耳123的周侧。热压依次设置的第一边缘部114、壳体胶134、第一极耳胶135、第一极耳123、第二极耳胶136及第二边缘部116，以使壳体胶134与第一极耳胶135、第二极耳胶136熔融并结合在一起，以使第一边缘部114与第二边缘部116之间密封连接，第一极耳123密封并绝缘粘接于第一边缘部114与第二边缘部116之间，从而密封整体电芯组件1。第二极耳124的密封方式可参考上述的方式。
所述第一绝缘膜141与所述第二绝缘膜142中的至少一者与所述胶层13一体成型。可选的，第一绝缘膜141、第二绝缘膜142的材质可与壳体胶134的材质相同，第一绝缘膜141可与壳体胶134一体成型。将极芯121设于第一绝缘膜141内，再通过固定胶将第二绝缘膜142粘接于极芯121上，可快速装配电芯组件1。在其他实施方式中，第二绝缘膜142可与壳体胶134一体成型。
本申请实施例中的胶层13的宽度为3～10mm，厚度为0.05～0.2mm；且胶层13可选用单层聚丙烯或者三层聚丙烯，其中：三层聚丙烯的厚度按照1:1:1的比例分布，熔点为外层130～145℃，中间层为160～170℃，以使外层的聚丙烯更容易熔融并粘接第一子壳体111、第二子壳体112，内层的聚丙烯能够为胶层13提供一定的强度。对于单层聚丙烯选择熔点在130～145℃的pp层，以使外层的聚丙烯更容易熔融并粘接第一子壳体111、第二子壳体112。
以上为本申请实施例提供的电芯组件1，该电芯组件1通过对封装极芯121的封装结构进行改进，及合理地设计极耳122的伸出位置，以形成强度高、结构简单、可收容更大厚度的极芯121的封装结构，对于第一子壳体111和第二子壳体112的结构进行设计，使第一子壳体111和第二子壳体112对接形成电芯组件1的外壳，同时，使极耳122从第一子壳体111、第二子壳体112之间的间隙伸出，无需在第一子壳体111或第二子壳体112上额外开设供极耳122伸出的通孔，提高第一子壳体111或第二子壳体112的结构强度，使得第一子壳体111、极耳122及第二子壳体112的结构设置更加简单、合理，空间利用率高，进一步地，采用胶层13对第一子壳体111和第二子壳体112进行密封粘接，可有效地防止焊接方式产生的热影响至内部的极芯121和极耳122，同时，胶层13还将极耳122固定且绝缘密封于第一子壳体111和第二子壳体112之间，胶层13实现了整个电芯组件1的有效密封及极耳122的绝缘，胶层13一物多用，使得电芯组件1的整体结构简单、器件排布设计合理。
请参阅图9，本申请实施例还提供了一种电芯组件的制备方法，可用于制备上述任意一种实施方式所述的电芯组件1。电芯组件的制备方法至少包括以下步骤。可以理解的，以下步骤之间的顺序可相互替换。以下步骤可结合参考图2至图8。
步骤110：形成第一子壳体111，使所述第一子壳体111具有第一主体部113及环绕所述第一主体部113的周向设置的第一边缘部114。第一子壳体111的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
第一子壳体111的成型步骤包括不限于：将铝板冲裁下料后经多道冲压拉伸，形成第一主体部113及第一边缘部114，第一主体部113具有第一凹槽117，在冲压拉伸的过程中可根据实际需要可增加预热，在冲压拉伸之后可对铝板进行回火，以去除应力；对冲压拉伸好的铝板进行裁边、除油，并清洗烘干。
步骤120：形成壳体胶134，使所述壳体胶134设于所述第一边缘部114。所述壳体胶134围绕所述第一主体部113设置。
具体的，将第一子壳体111预热到指定温度，将聚丙烯胶片裁成环形，将环形聚丙烯胶片放置在第一子壳体111的第一边缘部114，通过耐热硅胶压头压紧聚丙烯胶片与第一子壳体111的第一边缘部114，在压力和第一边缘部114热量的作用下，实现第一边缘部114与聚丙烯胶片的熔合。
步骤130：形成第二子壳体112，使所述第二子壳体112具有第二主体部115及环绕所述第二主体部115的周向设置的第二边缘部116。第二子壳体112的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
第二子壳体112的成型步骤包括不限于：将铝板冲裁下料后经多道冲压拉伸，形成第二主体部115及第二边缘部116，第二主体部115具有第二凹槽118，在冲压拉伸的过程中可根据实际需要可增加预热，在冲压拉伸之后可对铝板进行回火，以去除应力；对冲压拉伸好的铝板进行裁边、除油，并清洗烘干。
步骤140：形成极芯组件12，使所述极芯组件12具有极芯121及连接所述极芯121的至少一个极耳122。极芯组件12的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
步骤140具体包括但不限于以下步骤。以下步骤的顺序可相互交换。
形成至少一个极耳122，具体的，形成第一极耳123和第二极耳124，第一极耳123、第二极耳124的优选厚度在0.1～0.3mm，且第一极耳123的材质为铝，第二极耳124材质为镀镍层的铜，镀镍层厚度优选0.5～2μm。
形成第一极耳胶135及第二极耳胶136。第一极耳胶135及第二极耳胶136的材质也可以为聚丙烯。将聚丙烯胶片裁成预设形状，以形成第一极耳胶135及第二极耳胶136。
热压依次设置的所述第一极耳胶135、所述第一极耳123及所述第二极耳胶136，以使所述第一极耳胶135和所述第二极耳胶136环绕所述第一极耳123的周向设置。第二极耳124也以相同的方式在其上设置极耳胶。
形成极芯121，使所述极耳122的一端连接所述极芯121。
具体的，极芯121包括正极极片(未图示)和负极极片(未图示)，将第一极耳123焊接至正极极片，将第二极耳124焊接至负极极片。通过第一固定胶143将第一绝缘膜141固定于极芯121的下侧，通过第二固定胶144将第二绝缘膜142固定于极芯121的上侧。第一绝缘膜141与第二绝缘膜142相互对接后形成第一通孔145和第二通孔146，第一通孔145用于伸出第一极耳123，第二通孔146用于伸出第二极耳124。
步骤150：使所述极芯组件12设于所述第一主体部113与所述第二主体部115之间。及所述极耳122设于所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间。
将包覆有绝缘膜的极芯121放置于第一子壳体111的第一凹槽117内。将第二子壳体112盖在极芯121上。第一子壳体111与第二子壳体112相盖合。第一主体部113与第二主体部115相对，第一边缘部114与第二边缘部116相对，第一极耳123和第二极耳124从第一边缘部114与第二边缘部116之间伸出。
步骤160：通过胶层13密封所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间、所述极耳122与所述第一边缘部114之间及所述极耳122与所述第二边缘部116之间。
将按照安装顺序放置好的第一子壳体111、第二子壳体112、极芯121放入热封机中，同时对第一边缘部114和第二边缘部116加热密封。具体的热封过程：该过程同时加热第一边缘部114和第二边缘部116并施加一定的压力，使第一边缘部114的壳体胶134、极耳胶发生熔化，并在压力下发生紧密结合从而实现电芯热封。
换言之，热压依次设置的所述第一边缘部114、所述壳体胶134、所述第一极耳胶135、所述极耳122、所述第二极耳胶136及所述第二边缘部116，使所述壳体胶134熔融并粘接于所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间，使所述第一极耳胶135与所述壳体胶134熔融并粘接于所述极耳122与所述第一边缘部114之间，使所述第二极耳胶136熔融并粘接于所述极耳122与所述第二边缘部116之间；所述壳体胶134、所述第一极耳胶135及所述第二极耳胶136融合固化后形成胶层13。
本申请实施例中，胶层13的厚度不小于0.05mm，优化范围为0.05～0.2mm。所述壳体胶134、所述第一极耳胶135、所述第二极耳胶136的材质皆为聚丙烯。所述壳体胶134、所述第一极耳胶135、所述第二极耳胶136皆优选三层复合结构，其中，厚度比例优选1:1:1和1:2:1；且外层胶体的熔点优选范围为130～145℃，内层胶体的温度优选范围为160～170℃。
本申请实施例提供的一种电芯组件的制备方法，通过在第一子壳体111的加工过程中在第一子壳体111的边缘部上设置壳体胶134，在封装过程中，将壳体胶134熔融密封粘接第一子壳体111和第二子壳体112，以避免焊接热影响到内部的极芯121及极耳122；通过一步将壳体胶134、第一极耳胶135、第二极耳胶136熔融，以一步密封粘接第一子壳体111、第二子壳体112、第一极耳123、第二极耳124，还实现第一极耳123、第二极耳124与外壳11的绝缘密封，一步工艺实现多种功能，减少了封装制程，提高封装效率，在量产中可节省人力及物力成本。
请参阅图10，本申请实施例还提供了另一种电芯组件的制备方法，可用于制备上述任意一种实施方式所述的电芯组件1。电芯组件的制备方法至少包括以下步骤。可以理解的，以下步骤之间的顺序可相互替换。以下步骤可结合参考图2至图7、图11。
步骤210：形成第一子壳体111，使所述第一子壳体111具有第一主体部113及环绕所述第一主体部113的周向设置的第一边缘部114。第一子壳体111的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
第一子壳体111的成型步骤包括不限于：将铝板冲裁下料后经多道冲压拉伸，形成第一主体部113及第一边缘部114，第一主体部113具有第一凹槽117，在冲压拉伸的过程中可根据实际需要可增加预热，在冲压拉伸之后可对铝板进行回火，以去除应力；对冲压拉伸好的铝板进行裁边、除油，并清洗烘干。
步骤220：形成第二子壳体112，使所述第二子壳体112具有第二主体部115及环绕所述第二主体部115的周向设置的第二边缘部116。第二子壳体112的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
第二子壳体112的成型步骤包括不限于：将铝板冲裁下料后经多道冲压拉伸，形成第二主体部115及第二边缘部116，第二主体部115具有第二凹槽118，在冲压拉伸的过程中可根据实际需要可增加预热，在冲压拉伸之后可对铝板进行回火，以去除应力；对冲压拉伸好的铝板进行裁边、除油，并清洗烘干。
步骤230：使所述极芯组件12具有极芯121及连接所述极芯121的至少一个极耳122。极芯组件12的结构可参考上述实施方式对于电芯组件1的结构描述，再此不再赘述。
步骤230具体包括但不限于以下步骤。以下步骤的顺序可相互交换。结合参考图12至图14。
形成至少一个极耳122，具体的，裁剪金属极耳122，对金属极耳122进行除油、清洗、烘干，形成第一极耳123和第二极耳124。第一极耳123、第二极耳124的优选厚度在0.1～0.3mm，且第一极耳123的材质为铝，第二极耳124材质为镀镍层的铜，镀镍层厚度优选0.5～2μm。
裁剪形成第一环形胶体137和第二环形胶体138。第一环形胶体137和第二环形胶体138的形状可相同。第一环形胶体137和第二环形胶体138皆呈口字形。第一环形胶体137和第二环形胶体138沿Z轴方向上下设置，以将所述第一极耳123、第二极耳124夹设于所述第一环形胶体137与所述第一环形胶体137之间，使所述第一极耳123的一端位于所述第一环形胶体137的内圈(内圈即口字形孔)，所述第一极耳123的另一端设于所述第一环形胶体137的外围。所述第二极耳124的一端位于所述第二环形胶体138的内圈(内圈即口字形孔)，所述第二极耳124的另一端设于所述第二环形胶体138的外围。
具体的，将第一极耳123和第二极耳124固定到制定位置，将第一极耳123、第二极耳124同时预热到指定温度，将已经裁好形状的第一环形胶体137放置到耐热硅胶夹具上第一极耳123、第二极耳124在夹具固定下放置到第一环形胶体137的对应位置，以使第一极耳123的一端伸入第一环形胶体137的口字形孔中，第一极耳123的另一端伸出第一环形胶体137；以使第二极耳124的一端伸入第一环形胶体137的口字形孔中，第二极耳124的另一端伸出第一环形胶体137。再将第二环形胶体138放置在第一环形胶体137、第一极耳123及第二极耳124上。
热压依次设置的所述第一环形胶体137、所述第一极耳123和所述第二环形胶体138，及依次设置的所述第一环形胶体137、所述第一极耳123和所述第二环形胶体138以使所述第一环形胶体137与所述第二环形胶体138环绕于所述极耳122周侧并互连为一体。形成环形胶层13。
具体的，使用包覆铁氟龙且预热到一定温度的压头从上方压紧第一环形胶体137和第二环形胶体138，在压力和热量的作用下,实现第一极耳123、第二极耳124与第一环形胶体137、第二环形胶体138的熔合。
形成极芯121，使所述极耳122的一端连接所述极芯121。
具体的，极芯121包括正极极片和负极极片。将极芯121设于口字形孔中，将第一极耳123焊接至正极极片，将第二极耳124焊接至负极极片。通过第一固定胶143将第一绝缘膜141固定于极芯121的下侧，通过第二固定胶144将第二绝缘膜142固定于极芯121的上侧。第一绝缘膜141与第二绝缘膜142相互对接后形成第一通孔145和第二通孔146，第一通孔145用于伸出第一极耳123，第二通孔146用于伸出第二极耳124。
步骤240：使所述极芯组件12设于所述第一主体部113与所述第二主体部115之间。及所述极耳122设于所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间。
将包覆有绝缘膜的极芯121放置于第一子壳体111的第一凹槽117内。将第二子壳体112盖在极芯121上。第一子壳体111与第二子壳体112相盖合。第一主体部113与第二主体部115相对，第一边缘部114与第二边缘部116相对，第一极耳123和第二极耳124从第一边缘部114与第二边缘部116之间伸出。
步骤250：通过胶层13密封所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间、所述极耳122与所述第一边缘部114之间及所述极耳122与所述第二边缘部116之间。
将按照安装顺序放置好的第一子壳体111、第二子壳体112、极芯121放入热封机中，同时对第一边缘部114和第二边缘部116加热密封。具体的热封过程：同时加热第一边缘部114和第二边缘部116并施加一定的压力，使第一环形胶体137、第二环形胶体138发生熔化，并在压力下发生紧密结合从而实现电芯热封。
换言之，热压依次设置的所述第一边缘部114、所述环形胶层13与所述第二边缘部116，使所述环形胶层13熔融并粘接于所述第一边缘部114与所述第二边缘部116之间。
本申请实施方式对极耳122进行了设计，以使第一极耳123和第二极耳124由口字形的第一环形胶体137、第二环形胶体138相连接，以形成特殊的极耳122，该极耳122上的第一环形胶体137、第二环形胶体138在实现能够绝缘极耳122的作用之外，还能够密封第一子壳体111与第二子壳体112，在装配时对第一环形胶体137、第二环形胶体138、第一边缘部114及第二边缘部116进行加热，以使第一环形胶体137、第二环形胶体138与第一子壳体111、第二子壳体112结合以实现电芯的密封。
第一环形胶体137和第二环形胶体138在融合固化后形成胶层13。本申请实施例中，胶层13的厚度不小于0.05mm，优化范围为0.05～0.2mm。第一环形胶体137和第二环形胶体138的材质可为聚丙烯。第一环形胶体137、第二环形胶体138优选三层复合结构，其中，厚度比例优选1:1:1和1:2:1；且外层胶体的熔点优选范围为130～145℃，内层胶体的温度优选范围为160～170℃。
以上所述是本申请的部分实施方式。应当指出。对于本技术领域的普通技术人员来说。在不脱离本申请原理的前提下。还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。
Claims (14)
1.一种电芯组件，其特征在于，包括：
第一子壳体，包括第一主体部及绕所述第一主体部的周向设置的第一边缘部；
第二子壳体，包括第二主体部及绕所述第二主体部的周向设置的第二边缘部，所述第一主体部与所述第二主体部中的至少一者具有第一凹槽，以使所述第一子壳体与所述第二子壳体相盖合时形成收容空间，所述第二边缘部与所述第一边缘部相对且间隔设置；
极芯组件，包括极芯及连接所述极芯的至少一个极耳，所述极芯设于所述收容空间内，所述极耳的至少部分从所述第一边缘部与所述第二边缘部之间伸出所述收容空间；
胶层，所述胶层的一部分粘接于所述第一边缘部和所述第二边缘部之间及密封连接于所述第一边缘部与所述极耳之间，所述胶层的另一部分密封连接于所述极耳与所述第二边缘部之间；及
绝缘包覆层，包括第一绝缘膜、第二绝缘膜，所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜分别包覆于所述极芯的相对两侧，所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜中的至少一者与所述胶层一体成型。
2.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述第一子壳体与所述第二子壳体中至少一者为硬质壳体结构。
3.如权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述第一子壳体与所述第二子壳体皆为硬质壳体结构，所述第一主体部具有第一凹槽，所述第二主体部具有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相连通，以形成所述收容空间。
4.如权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述第一子壳体为硬质壳体结构，所述第二子壳体为柔性塑膜；所述第一主体部具有所述第一凹槽，所述第二主体部覆盖所述第一凹槽的开口；或者，所述第一主体部具有所述第一凹槽，所述第二主体部具有第二凹槽，所述第一凹槽与所述第二凹槽相连通，以形成所述收容空间。
5.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述极耳、所述第一子壳体及第二子壳体皆为导电材质，所述胶层包括绝缘胶层，所述绝缘胶层环绕设于所述极耳的周侧，使所述极耳与所述第一边缘部、所述第二边缘部皆绝缘密封。
6.如权利要求1～5任意一项所述的电芯组件，其特征在于，所述绝缘包覆层包括至少一个通孔，所述通孔与所述胶层对应设置，所述极耳的一端电连接所述极芯，所述极耳的另一端穿过所述通孔及所述胶层伸出所述第一子壳体及所述第二子壳体。
7.如权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述至少一个极耳包括连接于所述极芯相对两端的第一极耳及第二极耳，所述至少一个通孔包括设于所述极芯相对两端的第一通孔及第二通孔，所述第一极耳穿过所述第一通孔及所述胶层伸出所述第一子壳体和所述第二子壳体，所述第二极耳穿过所述第二通孔及所述胶层伸出所述第一子壳体和所述第二子壳体。
8.如权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，所述绝缘包覆层还包括第一固定胶及第二固定胶，所述第一绝缘膜的一端与所述第二绝缘膜的一端围设成所述第一通孔，所述第一绝缘膜的另一端与所述第二绝缘膜的另一端围设成所述第二通孔，所述第一固定胶和所述第二固定胶分别固定连接所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜的相对两侧。
9.一种电芯组件的制备方法，其特征在于，包括：
形成第一子壳体，使所述第一子壳体具有第一主体部及环绕所述第一主体部的周向设置的第一边缘部；
形成第二子壳体，使所述第二子壳体具有第二主体部及环绕所述第二主体部的周向设置的第二边缘部；
形成极芯组件，使所述极芯组件具有极芯及连接所述极芯的至少一个极耳；
使所述极芯组件设于所述第一主体部与所述第二主体部之间，及所述极耳设于所述第一边缘部与所述第二边缘部之间；
使第一绝缘膜与第二绝缘膜分别包覆于所述极芯的相对两侧；
通过胶层密封所述第一边缘部与所述第二边缘部之间、所述极耳与所述第一边缘部之间及所述极耳与所述第二边缘部之间，所述第一绝缘膜与所述第二绝缘膜中的至少一者与所述胶层一体成型。
10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述形成所述第一子壳体之后，还包括：
形成壳体胶，使所述壳体胶设于所述第一边缘部，所述壳体胶围绕所述第一主体部设置。
11.如权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述形成极芯组件，使所述极芯组件具有极芯及连接所述极芯的至少一个极耳，包括：
形成至少一个极耳；
形成第一极耳胶及第二极耳胶；
热压依次设置的所述第一极耳胶、所述极耳及所述第二极耳胶，以使所述第一极耳胶和所述第二极耳胶环绕所述极耳的周向设置；
形成极芯，使所述极耳的一端连接所述极芯；
所述通过胶层密封所述第一边缘部与所述第二边缘部之间、所述极耳与所述第一边缘部之间及所述极耳与所述第二边缘部之间，包括：
热压依次设置的所述第一边缘部、所述壳体胶、所述第一极耳胶、所述极耳、所述第二极耳胶及所述第二边缘部，使所述壳体胶熔融并粘接于所述第一边缘部与所述第二边缘部之间，使所述第一极耳胶与所述壳体胶熔融并粘接于所述极耳与所述第一边缘部之间，使所述第二极耳胶熔融并粘接于所述极耳与所述第二边缘部之间；所述壳体胶、所述第一极耳胶及所述第二极耳胶融合后形成胶层。
12.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述使所述极芯组件具有极芯及连接所述极芯的至少一个极耳，包括：
形成极耳；
形成第一环形胶体和第二环形胶体，将所述极耳夹设于所述第一环形胶体与所述第一环形胶体之间，使所述极耳的一端位于所述第一环形胶体的内圈，所述极耳的另一端设于所述第一环形胶体的外围；
热压依次设置的所述第一环形胶体、所述极耳和所述第二环形胶体，以使所述第一环形胶体与所述第二环形胶体环绕于所述极耳周侧并互连为一体，形成环形胶层；
形成极芯，使所述极耳的一端连接所述极芯；
所述通过胶层密封所述第一边缘部与所述第二边缘部之间、所述极耳与所述第一边缘部之间及所述极耳与所述第二边缘部之间，包括：
热压依次设置的所述第一边缘部、所述环形胶层与所述第二边缘部，使所述环形胶层熔融并粘接于所述第一边缘部与所述第二边缘部之间。
13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1～8任意一项所述的电芯组件。
14.一种电子装置，其特征在于，所述电子装置包括如权利要求13所述的电池。
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