CN115642285B - 一种软包电池及软包电池的成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软包电池及软包电池的成型方法，涉及软包电池结构技术领域；软包电池具体包括铝塑膜、极耳及纳米注塑层；其中，铝塑膜包括第一膜体，第一膜体的边侧具有第一表面；极耳具有第二表面，第二表面朝向第一表面；纳米注塑层通过注塑成型，并至少成形于极耳的第二表面和第一膜体的第一表面之间。综上，其通过在铝塑膜的第一表面与极耳第二表面之间进行注塑，形成纳米注塑层，使第一膜体与极耳通过纳米注塑层完成密封连接，完成软包电池的顶封，从而提高了软包电池的气密性与绝缘性，使得软包电池的安全性得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及软包电池结构技术领域，尤其涉及一种软包电池及软包电池的成型方法。
背景技术
软包电池指的是在电芯外采用铝塑膜包装的一种电池，在软包电池处于非正常状态时，软包电池最多只会鼓气裂开，因此具备较高的安全性。具体地，软包电池包括袋装的铝塑膜和电芯，在电芯放入铝塑膜后，对其进行顶部封装(简称为顶封)，从而完成软包电池的组装。
其中，上述的顶部封装主要通过对铝塑膜的内层与极耳上复合的胶进行热熔的方式完成；铝塑膜的内层为PP(聚丙烯)材质，为高分子聚合物，具有良好的热塑性，熔点温度在166℃左右。显然，软包电池的密封性，与PP层和极耳胶之间的热熔效果有直接的联系，为了保证软包电池的密封性，PP层和极耳胶之间的热熔是十分关键的一步。
现有技术中，本领域技术人员针对PP层和极耳胶之间的热熔作了许多不同的改进，但其核心仍然局限于对PP层和极耳胶之间的热熔进行优化；但实际上，申请人发现采用热熔形成的软包电池，其长期可靠性存在风险，当软包电池因长期使用出现胀气等情况时，容易出现应力或缝隙腐蚀，引起漏液的问题，仍然存在安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种软包电池及软包电池的成型方法，来解决当前采用热熔方式连接PP层与极耳胶的软包电池的安全性较低的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种软包电池，包括：
铝塑膜，包括第一膜体，所述第一膜体的边侧具有第一表面；
极耳，其具有第二表面，所述第二表面朝向所述第一表面；
纳米注塑层，其注塑成型，并至少成形于所述极耳的第二表面和所述第一膜体的第一表面之间，以使所述极耳和所述第一膜体密封连接。
可选地，在所述第一表面，所述第一膜体上形成有纳米孔隙；所述纳米注塑层填充于所述第一膜体的至少部分纳米孔隙中；
和/或，在所述第二表面，所述极耳上形成有纳米孔隙，所述纳米注塑层填充于所述极耳的至少部分纳米孔隙中。
可选地，所述铝塑膜还包括第二膜体，其与所述第一膜体相对设置，所述第二膜体具有第三表面，所述第三表面与所述第一表面相对设置，所述极耳位于所述第一膜体和所述第二膜体之间；
所述极耳具有第四表面，所述第四表面朝向所述第二膜体，所述纳米注塑层还形成于所述极耳的第四表面和所述第二膜体的第三表面之间，以使所述极耳和所述第二膜体密封连接。
可选地，在所述第三表面，所述第二膜体上形成有纳米孔隙；所述纳米注塑层填充于所述第二膜体的至少部分纳米孔隙中；
和/或，在所述第四表面，所述极耳上形成有纳米孔隙，所述纳米注塑层填充于所述极耳的至少部分纳米孔隙中。
可选地，在至少一部分纳米孔隙中，还沉积形成有底部涂层，所述底部涂层与所述纳米注塑层紧密结合。
可选地，所述第一膜体于所述第一表面的另一侧面为第五表面，所述第二膜体于所述第三表面的另一侧面为第六表面；
所述纳米注塑层还形成于所述第五表面及所述第六表面外。
可选地，至少在所述第一表面所在的区域，所述纳米注塑层完全包覆所述极耳。
一种软包电池的成型方法，用于制造如上所述的软包电池，所述成型方法包括：
提供一种注塑模具；
将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接。
可选地，在所述步骤：将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接之后，还包括：
通过超声焊接的方式将所述极耳与所述铝塑膜中的卷芯进行连接。
可选地，在所述步骤：将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接之前，还包括：
对所述第一表面及所述第二表面进行氧化，以在所述第一表面及所述第二表面上形成氧化膜；
对所述氧化膜进行腐蚀，以形成纳米孔隙。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的软包电池及软包电池的成型方法，其通过在第一膜体的第一表面与极耳的第二表面之间进行注塑，形成纳米注塑层，使铝塑膜与极耳通过纳米注塑层完成密封连接，完成软包电池的顶封，从而提高了软包电池的气密性与绝缘性，使得软包电池的安全性得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的软包电池的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的软包电池的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例提供的软包电池的剖面结构示意图；
图4为图3于A处的局部放大结构示意图；
图5为图4于B处的局部放大结构示意图；
图6为本发明实施例的纳米注塑层的局部放大结构示意图。
图示说明：10、铝塑膜；11、开口部；12、袋装部；13、第一膜体；14、第二膜体；20、极耳；30、纳米注塑层；31、连接腔体；32、填充部；41、第一表面；42、第二表面；43、第三表面；44、第四表面；45、第五表面；46、第六表面。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
请参考图1至图6，图1为本发明实施例提供的软包电池的整体结构示意图，图2为本发明实施例提供的软包电池的爆炸结构示意图，图3为本发明实施例提供的软包电池的剖面结构示意图，图4为图3于A处的局部放大结构示意图，图5为图4于B处的局部放大结构示意图，图6为本发明实施例的纳米注塑层的局部放大结构示意图。
实施例一
本实施例提供的软包电池，可以应用于对设备重量有要求、空间紧凑的设备上，比如无人机、无人车、智能机器人等设备，本发明实施例通过对软包电池的封装结构进行改进，使其密封性与绝缘性得到提高，从而提高了软包电池的安全性。
如图1、图2及图5所示，本实施例的软包电池包括铝塑膜10、极耳20及纳米注塑层30；铝塑膜10包括开口部11与袋装部12，卷芯能够穿过开口部11存入至袋装部12内；其中，铝塑膜10包括第一膜体13和第二膜体14，第一膜体13及第二膜体14可以围成铝塑膜10，第一膜体13的边侧与第二膜体14的边侧围设形成开口部11；第一膜体13的边侧具有第一表面41，极耳20具有第二表面42，第二表面42朝向第一表面41，纳米注塑层30通过注塑成型，并至少形成于极耳20的第二表面42与第一膜体13的第一表面41之间，即纳米注塑层30通过注塑成型的方式分别与铝塑膜10及极耳20固定连接，以将铝塑膜10与极耳20密封连接；需要理解的是，第一表面41为铝塑膜10与纳米注塑层30相接的面，第二表面42为极耳20与纳米注塑层30相接的面。其中，铝塑膜10是一种复合膜，通常以铝和塑料复合而成，具备阻氧、防潮、抗穿刺、高强度等众多优点；极耳20包括正极极耳和负极极耳，是一种能够从卷芯中将正负极引出来的金属导电体。
具体地，过在第一膜体13的第一表面41与极耳20的第二表面42之间进行注塑，形成纳米注塑层30，使铝塑膜10与极耳20通过纳米注塑层30完成密封连接，完成软包电池的顶封，从而提高了软包电池的气密性与绝缘性，使得软包电池的安全性得到提高。
在一个具体的实施方式中，铝塑膜10的第二膜体14具有第三表面43，第三表面43与第一表面41相对设置，极耳20位于第一膜体13和第二膜体14之间；极耳20具有第四表面44，第四表面44朝向第二膜体14，纳米注塑层30还形成于极耳20的第四表面44和第二膜体14的第三表面43之间，以使极耳20和第二膜体14密封连接，从而提高连接的稳定性。在其他可选的实施方式中，也可以令第三表面43与第四表面44直接贴合。
在上述实施方式的基础上，可以在第一表面41，第一膜体13上形成有纳米孔隙；纳米注塑层30填充于第一膜体13的至少部分纳米孔隙中；还可以在第二表面42，极耳20上形成有纳米孔隙，纳米注塑层30填充于极耳20的至少部分纳米孔隙中；还可以同时在第一膜体13的第一表面41、极耳20的第二表面42上同时形成纳米孔隙。
在上述实施方式的基础上，当极耳20的第四表面44与第二膜体14的第三表面43之间形成有纳米注塑层30时，可以选择仅在第三表面43上形成纳米孔隙，或，仅在第四表面44上形成纳米孔隙，或，在第三表面43及第四表面44上形成纳米孔隙。
需要补充的是，上述的纳米孔隙的具体结构如下：在上述的第一表面41、第二表面42、第三表面43及第四表面44上形成氧化膜，氧化膜上形成有纳米级微孔，纳米级微孔中沉积有底部涂层，从而得到上述的纳米孔隙；纳米注塑层30的材质为PPS(聚苯硫醚)纳米材料，底部涂层与纳米注塑层30连接，即纳米注塑层30在注塑成型时，以PPS纳米材料为原料，注塑于铝塑膜10与极耳20之间，其中，PPS纳米材料填充于上述的纳米孔隙中，以便于PPS纳米材料连接于底部涂层上，以提高纳米注塑层30与铝塑膜10及极耳20的连接稳定性。
进一步地，第一膜体13于第一表面41的另一侧面为第五表面45，第二膜体14于第三表面43的另一侧面为第六表面46；纳米注塑层30还形成于第五表面45及第六表面46外；相当于，纳米注塑层30还能完全包裹第一膜体13的边侧与第二膜体14的边侧，即完全包裹开口部11，从而提高连接的稳定性。同时，当纳米注塑层30包裹第五表面45及第六表面46时，纳米注塑层30会于开口部11形成一连接腔体31，连接腔体31的腔壁分别与第五表面45及第六表面46抵接。
进一步地，至少在第一表面41所在的区域，纳米注塑层30完全包覆极耳20。即如图3至图6所示，纳米注塑层30的填充部32能够完全包覆极耳20在第一表面41所在的部分。
在本实施例中，令纳米注塑层30包裹第一膜体13的侧边及第二膜体14的侧边后，令纳米注塑层30填充于第一表面41与第二表面42之间、第三表面43与第四表面44之间，以完全包裹极耳20位于第一表面41的部分，此时极耳20位于位于第一表面41的部分是伸入开口部11中的，从而提高了稳定性。
进一步地，其中，开口部11的材质为金属，即第一膜体13及第二膜体14的侧边均为金属。需要理解是，第一膜体13及第二膜体14的侧边均为金属，有利于纳米注塑层30进行注塑时的定型。更加具体地，第一膜体13及第二膜体14的侧边的材质为铝，相当于铝塑膜10在成型时，仅需预留出一部分不作复合处理，即可以令开口部11的材质为铝，能够降低加工难度。当需要令开口部11的材质为其他材料时，可以通过焊接等方式，将开口部11连接于袋装部12上。
综上所述，本实施例提供的软包电池具备气密性强且绝缘性高的优点，还具备结构紧凑、加工方便等优点。
实施例二
本实施例的软包电池的成型方法用于制造实施例一中的软包电池，成型方法包括：
S200、提供一种注塑模具(图未示)；S210、将铝塑膜10与极耳20放入注塑模具中，注塑形成纳米注塑层30，以使极耳20和铝塑膜10的第一膜体13密封连接。其中，注塑模具的具体结构不作具体的限定，其包含公模与母模，母模中设置有第一定位部与第二定位部，第一定位部用于放置铝塑膜10，第二定位部用于放置极耳20，在公模与母模合模后，向其型腔注入原料(本实施例中选用PPS纳米材料)，即可形成纳米注塑层30。
需要补充的是，纳米注塑层30还可以形成于极耳20的第四表面44与第二膜体14的第三表面43之间；纳米注塑层30还可以包裹开口部11。
进一步地，在步骤S210：将铝塑膜10与极耳20放入注塑模具中，注塑形成纳米注塑层30，以使极耳20和铝塑膜10的第一膜体13密封连接之后，还包括：
S300、通过超声焊接的方式将极耳20与铝塑膜10中的卷芯进行连接。其中，超声焊接的焊接原理为本领域技术人员所熟知，不在此作具体展开。
进一步地，在步骤S210：将铝塑膜10与极耳20放入注塑模具中，注塑形成纳米注塑层30，以使极耳20和铝塑膜10的第一膜体13密封连接之前，还包括：
S100、对极耳20及铝塑膜10的表面进行氧化，以在极耳20及铝塑膜10的表面形成氧化膜；
S110、对氧化膜进行腐蚀，以形成纳米孔隙；
S120、在纳米孔隙内沉积底涂物质，以形成底部涂层。
从而，在步骤S210时，将PPS纳米材料注入注塑模具时，PPS纳米材料能够结合于底部涂层上，从而在铝塑膜10与极耳20之间形成纳米注塑层30。
通过上述设置，能在极耳20及铝塑膜10上形成纳米孔隙，能够起到对极耳20及铝塑膜10的保护作用，同时实现与纳米注塑层30之间牢固的结合。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种软包电池，其特征在于，包括：
铝塑膜(10)，包括第一膜体(13)，所述第一膜体(13)的边侧具有第一表面(41)；
极耳(20)，其具有第二表面(42)，所述第二表面(42)朝向所述第一表面(41)；
纳米注塑层(30)，其注塑成型，并至少成形于所述极耳(20)的第二表面(42)和所述第一膜体(13)的第一表面(41)之间，以使所述极耳(20)和所述第一膜体(13)密封连接；
在所述第一表面(41)，所述第一膜体(13)上形成有纳米孔隙；所述纳米注塑层(30)填充于所述第一膜体(13)的至少部分纳米孔隙中；
和/或，在所述第二表面(42)，所述极耳(20)上形成有纳米孔隙，所述纳米注塑层(30)填充于所述极耳(20)的至少部分纳米孔隙中；
在至少一部分纳米孔隙中，还沉积形成有底部涂层，所述底部涂层与所述纳米注塑层(30)紧密结合。
2.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，所述铝塑膜(10)还包括第二膜体(14)，其与所述第一膜体(13)相对设置，所述第二膜体(14)具有第三表面(43)，所述第三表面(43)与所述第一表面(41)相对设置，所述极耳(20)位于所述第一膜体(13)和所述第二膜体(14)之间；
所述极耳(20)具有第四表面(44)，所述第四表面(44)朝向所述第二膜体(14)，所述纳米注塑层(30)还形成于所述极耳(20)的第四表面(44)和所述第二膜体(14)的第三表面(43)之间，以使所述极耳(20)和所述第二膜体(14)密封连接。
3.根据权利要求2所述的软包电池，其特征在于，
在所述第三表面(43)，所述第二膜体(14)上形成有纳米孔隙；所述纳米注塑层(30)填充于所述第二膜体(14)的至少部分纳米孔隙中；
和/或，在所述第四表面(44)，所述极耳(20)上形成有纳米孔隙，所述纳米注塑层(30)填充于所述极耳(20)的至少部分纳米孔隙中。
4.根据权利要求2所述的软包电池，其特征在于，所述第一膜体(13)于所述第一表面(41)的另一侧面为第五表面(45)，所述第二膜体(14)于所述第三表面(43)的另一侧面为第六表面(46)；
所述纳米注塑层(30)还形成于所述第五表面(45)及所述第六表面(46)外。
5.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，至少在所述第一表面(41)所在的区域，所述纳米注塑层(30)完全包覆所述极耳(20)。
6.一种软包电池的成型方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-5中任一项所述的软包电池，所述成型方法包括：
提供一种注塑模具；
将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接。
7.根据权利要求6所述的一种软包电池的成型方法，其特征在于，在将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接之后，还包括：
通过超声焊接的方式将所述极耳与所述铝塑膜中的卷芯进行连接。
8.根据权利要求6所述的一种软包电池的成型方法，其特征在于，在将所述铝塑膜与所述极耳放入所述注塑模具中，注塑形成所述纳米注塑层，以使所述极耳和所述铝塑膜的第一膜体密封连接之前，还包括：
对所述第一表面及所述第二表面进行氧化，以在所述第一表面及所述第二表面上形成氧化膜；
对所述氧化膜进行腐蚀，以形成纳米孔隙。
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