CN116154397A - 能够及时排气的电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够及时排气的电池，包括铝塑膜、排气装置以及封装于铝塑膜中的电芯，排气装置用于将电芯产生的气体排出铝塑膜，铝塑膜上设有预留口，排气装置连接于预留口，其中，排气装置包括壳体与排气组件，排气组件匹配壳体，壳体的一端设有多个第一通孔，多个第一通孔连通铝塑膜内腔，电芯产生的气体在排气组件的作用下从多个第一通孔排出铝塑膜。根据本发明实施例利用排气装置及时有效的将电芯产生的气体排出，避免使用DEGAS设备，降低气袋鼓胀攻击铝塑膜造成腐蚀的风险，减少化成产气、老化产气和分容产气造成的极片褶皱和析锂风险，成本低，可操作性强且安全性高。

Description

能够及时排气的电池

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池领域，尤其涉及能够及时排气的电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高和轻量化的特点，该特点推动了新能源汽车的发展。硅基负极由于克容量发挥较高，成为高能量密度电池追捧的对象。硅基负极由于独特的材料属性，充放电过程中膨胀较大，对电芯循环不利，因此选用新型的粘结剂替换常规粘结剂。但由此带来了新的问题，即新型粘结剂富含羟基和羧基官能团，官能团在化成过程中反应产生缩合水，缩合水和电解液反应产生大量气体。

对于软包电池，制程过程中产生的气体不断积聚在铝塑膜的气袋以及极片和隔膜的间隙中，累积的产气不能及时排出，可能会冲击外壳和极片表面，最终导致绝缘不良、极片表面析锂和SEI膜成膜不稳定，严重影响电池的电性能，电池自放电大，甚至造成安全隐患。因此，如何在制程中排出内部气体显得尤为重要。

目前软包等软质壳体类电池采用多次DEGAS、增大铝塑膜气袋和安装自动排气阀等方案进行储存或排除气体。多次DEGAS影响SEI的成膜过程，多次被封装的铝塑膜容易出现破损和绝缘不良问题，另外需要增加设备。增大铝塑膜气袋大大提高了材料成本，同时气袋较大影响电芯的抓取等连续生产。而安装自动排气阀是在铝塑膜气袋膨胀较大程度后，产生较大的内部气压才能主动排气，排气不及时，主动排气前可能已经导致绝缘不良、极片表面析锂和SEI膜成膜不稳定。

因此，在制程中如何使得软包电池能够及时排气是亟需解决的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种能够及时排气的电池，能够有效的及时排气。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

根据本发明实施例的能够及时排气的电池，包括铝塑膜、排气装置以及封装于所述铝塑膜中的电芯，所述排气装置用于将所述电芯产生的气体排出所述铝塑膜，所述铝塑膜上设有预留口，所述排气装置连接于所述预留口，

其中，所述排气装置包括壳体与排气组件，所述排气组件匹配所述壳体，所述壳体的一端设有多个第一通孔，多个所述第一通孔连通所述铝塑膜内腔，所述电芯产生的气体在所述排气组件的作用下从多个所述第一通孔排出所述铝塑膜。

进一步的，所述壳体位于所述铝塑膜内并与所述电芯相邻设置，所述排气组件连接于所述预留口。

进一步的，所述壳体外径为5mm至20mm。

进一步的，所述壳体与所述电芯之间的距离为10mm至30mm。

进一步的，所述铝塑膜上设有多个固定点，多个所述固定点位于所述排气装置底部。

进一步的，所述排气装置位于所述铝塑膜外部，多个所述第一通孔连通所述预留口；

所述排气装置还包括支撑件，所述支撑件连接于所述壳体下表面。

进一步的，还包括连接环，所述连接环密封连接于所述预留口内，所述连接环外壁与所述预留口内壁的材料相同。

进一步的，所述排气组件包括第一密封件、运动塞和拉杆，所述第一密封件连接于所述壳体的内侧端部，所述第一密封件可与多个所述第一通孔形成密封，所述运动塞与所述拉杆连接，所述运动塞将所述壳体分成第一空间与第二空间，所述运动塞在所述拉杆的作用下在所述壳体内运动，以将所述电芯排出的气体排入所述第一空间并穿过所述运动塞后排出。

进一步的，所述排气组件还包括排气通道，所述排气通道连通所述第一空间、运动塞和拉杆。

进一步的，所述排气组件还包括第二密封件，所述第二密封件匹配所述壳体内腔，所述运动塞上设有凹槽，所述第二密封件位于所述凹槽内，当所述排气组件向所述第一通孔运动时，所述第一空间内的气体流入所述排气通道内排出。

本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

本发明公开的能够及时排气的电池，利用排气装置及时有效的将电芯产生的气体排出，避免使用DEGAS设备，降低气袋鼓胀攻击铝塑膜造成腐蚀的风险，减少化成产气、老化产气和分容产气造成的极片褶皱和析锂风险，成本低，可操作性强且安全性高。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的能够及时排气的电池中的排气装置位于铝塑膜内的结构示意图；

图2为本发明另一实施例提供的能够及时排气的电池中的排气装置位于铝塑膜外部时电芯的结构示意图；

图3为本发明另一实施例提供的能够及时排气的电池中的排气装置位于铝塑膜外部时排气装置的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的能够及时排气的电池中的排气装置的一个状态示意图；

图5为本发明一实施例提供的能够及时排气的电池中的排气装置的另一个状态示意图；

图6为本发明一实施例提供的能够及时排气的电池中的壳体的一端的侧视图；

图7为本发明一实施例提供的能够及时排气的电池中的壳体的另一端的侧视图。

附图标记：

10、铝塑膜；110、预留口；120、固定点；20、电芯；30、排气装置；30a、第一空间；30b、第二空间；310、壳体；311、第一通孔；312、第二通孔；313、第四通孔；320、第一密封件；321、螺栓；330、运动塞；331、凹槽；332、第一运动板；333、第三通孔；334、第二运动板；340、拉杆；350、第二密封件；360、第三密封件；410、第一连接头；420、第二连接头；50、连接环。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在电池的制程过程中包括注液、浸润、化成、老化、分容和精封。在浸润、化成、老化及分容时电池产生气体，需要利用排气装置30及时排出气体。

在现有技术中，通过将排气阀连接于铝塑膜10的封印处以对电芯20产生的气体进行排气，而利用排气阀对电芯20进行排气的效率较低，影响电池组装效率。

针对上述技术问题，本发明提供一种能够及时排气的电池。

下面结合附图具体描述根据本发明实施例的一种能够及时排气的电池。

具体的，如图1至图3所示，本发明实施例提供的一种能够及时排气的电池，包括铝塑膜10、排气装置30以及封装于所述铝塑膜10中的电芯20，所述排气装置30用于将所述电芯20产生的气体排出所述铝塑膜10，所述铝塑膜10上设有预留口110，所述排气装置30连接于所述预留口110。

其中，所述排气装置30包括壳体310与排气组件，所述排气组件匹配所述壳体310，所述壳体310的一端设有多个第一通孔311，多个所述第一通孔311连通所述铝塑膜10内腔，所述电芯20产生的气体在所述排气组件的作用下从多个所述第一通孔311排出所述铝塑膜10。

也就是说，利用排气组件将电芯20排出的气体从多个第一通孔311处经壳体310排出铝塑膜10，利用排气组件以及多个第一通孔311能够及时快速实现气体的排出，大大提高排气效率。根据本发明实施例的电池，利用排气装置30及时且高效的将电芯20产生的气体排出，避免使用DEGAS设备，降低气袋鼓胀攻击铝塑膜10造成腐蚀的风险，减少化成产气、老化产气和分容产气造成的极片褶皱和析锂风险，成本低，可操作性强且安全性高。

在一实施例中，如图1所示，排气装置30的壳体310位于铝塑膜10内，排气组件穿过铝塑膜10匹配壳体310。当壳体310位于铝塑膜10内时，通过推拉排气组件以将电芯20排出的气体经多个第一通孔311、壳体310排出铝塑膜10。

作为可替换的实施例，如图2和图3所示，排气装置30位于铝塑膜10外部，多个第一通孔311连通铝塑膜10内腔，排气装置30位于铝塑膜10外部与位于铝塑膜10内的排气原理相同，均是通过推拉排气组件的方式将电芯20产生的气体排出铝塑膜10。而二者的不同之处在于，壳体310位于铝塑膜10内部时的精封要晚于壳体310位于铝塑膜10外部时的精封。壳体310位于铝塑膜10内部组装时所需的铝塑膜10的体积大于壳体310位于铝塑膜10外部组装过程所需的铝塑膜10的体积。

具体的，如图1所示，当所述壳体310位于所述铝塑膜10内时，其与所述电芯20相邻设置，所述排气组件连接于所述预留口110。

也就是说，壳体310位于铝塑膜10内部，排气组件与预留口110密封连接，排气组件从预留口110穿插到铝塑膜10内与壳体310匹配，以将电芯20产生的气体从第一通孔311经排气组件排出铝塑膜10。

在一实施例中，所述壳体310外径为5mm至20mm。进一步优选的，壳体310外径为8mm至14mm。直径大于14mm对组装工序铝塑膜10冲坑能力要求严格，难以加工，容易出现铝塑膜10封印处褶皱和电芯20本体铝塑膜10褶皱，影响成品电芯20外观。壳体310外径小于8mm排气装置30容易变形，排气组件容易发生卡塞等，容易造成排气组件推拉不顺畅，以及造成铝塑膜10发生扭曲。

在一实施例中，所述壳体310与所述电芯20之间的距离为10mm至30mm。壳体310与电芯20之间的距离小于10mm，也即壳体310与电芯20之间的距离较近，不便于对电芯20与壳体310进行位置固定。而壳体310与电芯20之间的距离较远时，大大增加了铝塑膜10使用量。

在一实施例中，所述铝塑膜10上设有多个固定点120，多个所述固定点120位于所述排气装置30底部。

也就是说，通过对铝塑膜10进行点封形成固定点120，以限定电芯20与排气装置30在铝塑膜10内的位置，避免电芯20与排气装置30发生滑移。

在一实施例中，能够及时排气的电池还包括连接环50，所述连接环50密封连接于所述预留口110内，所述连接环50外壁与所述预留口110内壁的材料相同。连接环50用于提高排气组件与预留口110之间的密封效果。连接环50外壁与预留口110内壁的材料均为PP材料，连接环50外壁上的PP胶的厚度为0.5mm至2mm。在170°至200°的温度下连接环50外壁与预留口110内壁具有很好的相溶性，形成较好的封装密封性。

进一步的，连接环50内至少包括一个耐腐蚀橡胶密封圈，排气组件在推拉运动的过程中同样可以达到密封效果。

本发明实施例还提供当壳体310位于铝塑膜10内部时，电芯20与排气装置30的组装方法包括：

利用冲坑模具对铝塑膜10进行冲坑，形成电芯20坑位、排气装置30坑位以及连接环50坑位。其中，电芯20坑位的冲坑厚度与电芯20厚度保持一致，排气装置30坑位的冲坑厚度与排气装置30外径或厚度保持一致，连接环50坑位的冲坑厚度与连接环50厚度或直径保持一致，如此大大减小铝塑膜10表面出现的褶皱。

将电芯20放置于电芯20坑位，并进行第一次封装，封装包括正负极耳位封装、底封以及点封。

完成第一次封装后，将排气装置30装入排气装置30坑位并调整连接环50位置，进行第二次封装。

电芯20与排气装置30依次进行组装并依次进行封装，以避免在封装时铝塑膜10出现褶皱。另外，对电芯20与排气装置30分别进行封装，避免排气装置30发生滑移，提高该电池的排气效果。

如图2和图3所示，当排气装置30位于铝塑膜10外部时，多个所述第一通孔311连通所述预留口110；所述排气装置30还包括支撑件(图中未显示)，所述支撑件连接于所述壳体310下表面。

也就是说，排气装置30的一端连接铝塑膜10，利用支撑件对排气装置30进行支撑。本发明实施例中的排气装置30与壳体310位于铝塑膜10内部的排气装置30的排气原理相同。本发明实施例中的电池组装过程中，无需在铝塑膜10上冲制排气装置30坑位，以及可以较早的对电池进行精封，另外，排气装置30的尺寸无限制，可根据电池的大小进行调整。

在一实施例中，当排气装置30位于铝塑膜10外部时，能够及时排气的电池还包括连接件，所述连接件包括第一连接头410与第二连接头420，所述第一连接头410匹配所述第二连接头420，所述第一连接头410连接于所述预留口110，所述第二连接头420连接于所述壳体310端部。优选的，壳体310端部延伸形成所述第二连接头420，提高第二连接头420与壳体310之间的密封效果。第二连接头420与第一连接头410的形状优选为锥形，且第一连接头410与第二连接头420为带有磁性的金属，以提高第一连接头410与第二连接头420的连接效率与密封效果。

在一实施例中，如图4和图5所示，所述排气组件包括第一密封件320、运动塞330和拉杆340，所述第一密封件320连接于所述壳体310的内侧端部，所述第一密封件320可与多个所述第一通孔311形成密封，所述运动塞330与所述拉杆340连接，所述运动塞330将所述壳体310分成第一空间30a与第二空间30b，所述运动塞330在所述拉杆340的作用下在所述壳体310内运动，以将所述电芯20排出的气体排入所述第一空间30a并穿过所述运动塞330后排出。

也就是说，通过拉杆340做功将铝塑膜10中的气体从运动塞330、拉杆340内排出，也即拉杆340做机械运动，拉杆340可连接外部机械设备驱动其做机械运动，以使得铝塑膜10中的气体经排气组件形成气流排出。

在一实施例中，第一密封件320通过螺栓321连接于壳体端部，也即第一密封件320受力后可移动，当第一密封件320受到铝塑膜内部的压力较大时，第一密封件320与多个第一通孔分离呈开合状态；当第一密封件320受到壳体内的压力较大时，第一密封件320与多个第一通孔形成密封。

进一步的，所述排气组件还包括排气通道，所述排气通道连通所述第一空间30a、运动塞330和拉杆340。

如图4所示，拉杆340的内部是中空的并与运动塞330中的通道形成排气通道，拉杆340的内部连通铝塑膜10外部，以将气体排出。

进一步的，所述排气组件还包括第二密封件350，所述第二密封件350匹配所述壳体310内腔，所述运动塞330上设有凹槽331，所述第二密封件350位于所述凹槽331内，当所述排气组件向所述第一通孔311运动时，所述第一空间30a内的气体流入所述排气通道内排出。第二密封件350优选为密封圈，当然并不仅限于此。

在一实施例中，排气组件还包括第三密封件360，第三密封件360连接于拉杆340上，用于使得拉杆340的内腔与外界形成密封。

在一实施例中，运动塞330包括第一运动板332与第二运动板334，所述第一运动板332与第二运动板334，第一运动板332连接第二运动板334，且所述第一运动板332与第二运动板334均匹配壳体310内腔，所述第一运动板332与第二运动板334之间形成所述凹槽331，所述凹槽331的底端设有第三通孔333。

具体的，如图4所示，拉杆340沿s1方向运动，第二密封件350在第二运动板334的阻挡下使得第二运动板334与壳体310之间形成密封也即第二运动板334与第二空间30b之间形成密封，且第一密封件320与壳体310之间形成密封，第一空间30a中的气体从第一运动板332与壳体310之间的间隙流入凹槽331经第三通孔333流向拉杆340的内部也即从排气通道将气体排出铝塑膜10，参考图4中的箭头即气体在排气通道内的流向。

如图5所示，拉杆340沿s2方向运动，第二密封件350在第一运动板332的阻挡下使得第一运动板332与壳体310之间形成密封也即第一空间30a与第一运动板332之间形成密封。铝塑膜10中的负压使得第一密封件320与壳体310之间处于开口状态，即铝塑膜10中的气体从第一通孔311处流向第一空间30a。

图4与图5为拉杆340分别沿s1与s2方向运动的两个状态的示意图。本发明实施例通过推拉拉杆340将铝塑膜10中的气体抽吸至壳体310内再排出。

本发明实施例提供的排气装置30可通过改变拉杆340推拉的频率来改变排出气体的速率，进一步有效及时的将多余气体排出，且排气装置30结构简单、密封效果好、不易堵塞、不容易使电解液被抽出且可重复使用，大大提高了制程直通率、可操作性与安全性。

如图6和图7所示，图6为壳体310端部的结构示意图，壳体310端部设有多个第一通孔311。图7为壳体310的另一端部的结构示意图，壳体310另一端部设有多个第二通孔312用于进气出气，中间设有一个第四通孔313用于容纳拉杆340。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种能够及时排气的电池，其特征在于，包括铝塑膜、排气装置以及封装于所述铝塑膜中的电芯，所述排气装置用于将所述电芯产生的气体排出所述铝塑膜，所述铝塑膜上设有预留口，所述排气装置连接于所述预留口，

其中，所述排气装置包括壳体与排气组件，所述排气组件匹配所述壳体，所述壳体的一端设有多个第一通孔，多个所述第一通孔连通所述铝塑膜内腔，所述电芯产生的气体在所述排气组件的作用下从多个所述第一通孔排出所述铝塑膜。

2.如权利要求1所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述壳体位于所述铝塑膜内并与所述电芯相邻设置，所述排气组件连接于所述预留口。

3.如权利要求2所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述壳体外径为5mm至20mm。

4.如权利要求2所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述壳体与所述电芯之间的距离为10mm至30mm。

5.如权利要求2所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述铝塑膜上设有多个固定点，多个所述固定点位于所述排气装置底部。

6.如权利要求1所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述排气装置位于所述铝塑膜外部，多个所述第一通孔连通所述预留口；

所述排气装置还包括支撑件，所述支撑件连接于所述壳体下表面。

7.如权利要求1所述的能够及时排气的电池，其特征在于，还包括连接环，所述连接环密封连接于所述预留口内，所述连接环外壁与所述预留口内壁的材料相同。

8.如权利要求1所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述排气组件包括第一密封件、运动塞和拉杆，所述第一密封件连接于所述壳体的内侧端部，所述第一密封件可与多个所述第一通孔形成密封，所述运动塞与所述拉杆连接，所述运动塞将所述壳体分成第一空间与第二空间，所述运动塞在所述拉杆的作用下在所述壳体内运动，以将所述电芯排出的气体排入所述第一空间并穿过所述运动塞后排出。

9.如权利要求8所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述排气组件还包括排气通道，所述排气通道连通所述第一空间、运动塞和拉杆。

10.如权利要求9所述的能够及时排气的电池，其特征在于，所述排气组件还包括第二密封件，所述第二密封件匹配所述壳体内腔，所述运动塞上设有凹槽，所述第二密封件位于所述凹槽内，当所述排气组件向所述第一通孔运动时，所述第一空间内的气体流入所述排气通道内排出。

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