CN204792942U - 用于软包装锂离子电池的顶封头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术，提供一种用于软包装锂离子电池的顶封头，解决现有封头不能有效进行厚极耳封装的弊端。它包括上封头和下封头，上封头和下封头包括金属基体以及固定在金属基体上的硅胶条，硅胶条对应极耳封装的位置设有凹槽。本实用新型适用于极耳金属基带较厚或者一般厚度的锂离子电池的极耳封装，能够极耳各处受力均匀，解决直接使用软封头因受力不均易出现的熔胶不均引起的漏液和腐蚀问题。

Description

用于软包装锂离子电池的顶封头

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术，特别涉及用于软包装锂离子电池的顶封头。

背景技术

近年来，随着电池技术的不断发展，市场对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求，即要求电池在同等容量下，体积和重量要尽量小。与钢壳、铝壳、塑壳等电池外包装材料相比，铝塑膜包装膜重量轻、形状可多样化、柔软可弯折，在行业内，采用铝塑膜外包装的锂离子电池被称为软包装锂离子电池。在电池的其它组成不变的情况下，采用铝塑膜作为锂离子电池的外包装材料可有效减重，从而获得相对高的重量能量密度，因此，备受市场青睐。

铝塑膜通常是由CPP(改性聚丙烯)层、铝层和尼龙层构成，其中最内层的CPP层在加热加压后会熔合起密封作用。电池要进行充放电，就需要极耳传输电流。极耳是由金属基带及其上面的CPP胶构成。对于软包装离子电池来说，采用铝塑膜进行密封包装，密封性好坏的关键控制点就是要使极耳与铝塑膜封装良好，在电池制造过程中进行的这道封装工序称为顶封，所用的封装装置叫顶封头。

随着锂离子电池的发展，尤其是在动力电池领域，对电池的功率输出能力要求越来越高，因此需要电池的引出端-极耳具备较大的过电流能力。要使极耳具备较大的过电流能力，就需要增大极耳的输出面积，在极耳宽度受限的情况下，就只能通过增厚极耳的方式实现。当极耳厚度较厚时，在极耳和非极耳结合部位，由于极耳自身存在厚度，会增大封装难度，如果该处封装不当，会引起电池发生漏液、腐蚀等。

现有的顶封头，根据与铝塑膜接触面的材质分为两种：一种是在上封头1和下封头2的金属基体3上设有用于极耳封装的矩形槽位32的铜质封头，称为硬封头，如图1所示；另一种是上封头1和下封头2的金属基体3上分别固定有硅胶条4，称为软封头，如图2所示。上述两种封头对于极耳金属基带厚度≤0.2mm时，较为有效；但当极耳金属基带厚度≥0.3mm后，由于极耳和非极耳位结合部处的落差大，加大了封装难度，采用上述两种方式进行顶封时，发生封装不良的风险增大。

例如，当极耳金属基带6厚度为0.3mm时，如图3所示，上封头1和下封头2均为硬封头，在设计时，为了避免极耳未落入矩形槽位32中引起封装不良，考虑到电池制造工艺控制精度，极耳矩形槽位32宽度要略大于极耳的宽度2mm～4mm，在极耳金属基带6的两侧区域，因金属基带较厚，落差大，封头不能有效热压到极耳两侧铝塑膜8使其与极耳胶5充分接触溶胶，易出现未溶胶密封的间隙7，引起电池在注液后发生漏液，使电池性能大幅衰减。如图4所示，上封头1和下封头2均为软封头，为了保证极耳位的熔胶，需使用一定的压力使硅胶条4变形容纳极耳，这就造成压力主要集中在极耳封装位，非极耳位的顶封区域因压力较小发生未熔胶，使电池最终发生漏液；反之，如果为了保证非极耳位的熔胶，需继续增大压力，极耳位受力过大，使得CPP层过熔，造成电阻坏品，从而造成电池腐蚀，影响电池长期寿命，因此采用软封头易发生因受力不均出现溶胶不均，从而引起漏液和腐蚀。

采用上述两种方式对极耳较厚的软包装锂离子电池进行封装时，均存在技术难点，现有技术尚待改进。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种用于软包装锂离子电池的顶封头，解决现有封头不能有效进行厚极耳封装的弊端。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：用于软包装锂离子电池的顶封头，包括上封头和下封头，上封头和下封头包括金属基体以及固定在金属基体上的硅胶条，硅胶条对应极耳封装的位置设有凹槽。

进一步的，金属基体与硅胶条通过固定结构进行固定，所述固定结构包括：设置在金属基体的T形凹槽，设置在硅胶体上并与所述T形凹槽对应的凸起。

进一步的，所述凹槽为槽口宽、槽底窄的梯形凹槽。

进一步的，凹槽的槽底宽度与待封装的极耳宽度相当，槽口宽度比槽底宽度大2mm～4mm。

优选的，所述金属基体的材质为铜质合金或者不锈钢。铜质合金或者不锈钢具有良好的导热性，能够及时将风光过程产生的热量散去。

本实用新型的有益效果是：通过在硅胶条上开凹槽容纳极耳，使各处受力均匀，减少了直接使用软封头因受力不均易出现的熔胶不均引起的漏液和腐蚀问题，同时将硅胶条上的凹槽设为梯形，与矩形相比，底窄口宽的梯形设计，可利用倾斜的侧边受热压后更易挤压极耳两侧区域，减少了极耳两侧封装区域存在的空隙，因此发生封装不良的概率大大降低。

附图说明

图1是现有技术上下封头采用硬封头的结构主视图；

图2是现有技术上下封头采用软封头的结构主视图；

图3是现有技术上下封头采用硬封头的封装主视图；

图4是现有技术上下封头采用软封头的封装主视图；

图5是本实用新型结构主视图；

图6是本实用新型金属基体的侧视图；

图7是本实用新型硅胶条的侧视图；

图8是本实用新型改进结构主视图；

图9为实施例结构主视图；

图10为实施例进行封装的结构主视图。

图中编号：1为上封头，2为下封头，3为金属基体，31为T形凹槽，32为矩形槽位，4为硅胶条，41为凹槽，42为凸起，5为极耳胶，6为极耳金属基带，7为间隙，8为铝塑模。

具体实施方式

如图5所示，本实用新型包括上封头1和下封头2，上封头1和下封头2包括金属基体3以及固定在金属基体3上的硅胶条4，硅胶条4对应极耳封装的位置有凹槽41。本实用新型在硅胶条4上设置了凹槽41，能够解决直接使用传统软封头因受力不均易出现的熔胶不均而发生漏液和腐蚀问题。需要说明的是：如图5和图8所示，本实用新型中的金属基体3可以像传统软封头的金属基体3一样，不设置矩形槽位；如图9所示，本实用新型也可以像传统硬封头的金属基体3一样设置矩形槽位32。

为进一步解决图3中出现间隙7的问题，如图8所示，可以将凹槽41设置为梯形凹槽，梯形凹槽的槽口宽、槽底窄。一般情况下，凹槽41的槽底宽度与待封装的极耳宽度相当，槽口宽度比槽底宽度大2mm～4mm，2mm～4mm的宽度差能够避免极耳未落入凹槽41中引起封装不良，提高电池制造工艺控制精度。

实施例

顶封头根据电池极耳的厚度和个数不同，设计参数也略有区别。以下将结合附图，以封装同侧只有一个规格为0.3mm厚*50mm宽的极耳为例，即电池的正极耳和负极耳分别分布在电池的两侧，对本实用新型的具体实施方式加以详细说明，所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的具体实施方式。

如图9所示，实施例包括上封头1、下封头2，上封头1和下封头2包括金属基体3和硅胶条4。以下用上封头1的结构为例进行具体描述，下封头2与上封头1的结构上下对称，不做重复描述。上封头1的铜质金属基体3上对应极耳封装位置设置有矩形槽位32。矩形槽位32的深度为0.22mm，宽度为54mm。如图6所示，金属基体3上设有用于镶嵌固定硅胶条4的T形凹槽31；如图7所示，硅胶条4为“工”型硅胶条，其上设置的凸起42可嵌入金属基体3中的T形凹槽31，“工”型硅胶条露出金属基体3高度为0.3mm；通过T形凹槽31和凸起42配合使用，将硅胶条4从侧面嵌入金属基体3从而到达固定的目的。硅胶条4对应极耳封装的位置设置有口宽底窄的梯形凹槽41，凹槽41的深度为0.22mm，槽底宽度为50mm，槽口宽度为53.5mm。由于电池的正极耳和负极耳分别分布在电池的两侧，同侧只有一个极耳，因此，所述的矩形槽位32和凹槽41同时为一个。

优选的一种封装方法为：将焊接好极耳的电池置于已经成型好的铝塑膜壳8中，然后通过工装使极耳金属基带6和极耳胶5精确放置于上述顶封头的凹槽41上，然后加压于上封头1、下封头2，使其闭合，封装压力设置为0.2MPa～0.6MPa，封装保压时间设置为2～10S，封装过程温度设置为180℃～210℃，其封装示意图如图10所示。

实施例充分利用了硬封头和软封头的优势，通过在硅胶条4上开凹槽41容纳极耳，使各处受力均匀，减少了直接使用软封头因受力不均易出现的熔胶不均引起的漏液和腐蚀问题，同时将硅胶条4上的凹槽41设为梯形，与矩形相比，底窄口宽的梯形设计，可利用倾斜的侧边受热压后更易挤压极耳两侧区域，减少极耳两侧封装区域存在的空隙，因此发生封装不良的概率大大降低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于软包装锂离子电池的顶封头，包括上封头和下封头，上封头和下封头包括金属基体以及固定在金属基体上的硅胶条，其特征在于，硅胶条对应极耳封装的位置设有凹槽。

2.如权利要求1所述的用于软包装锂离子电池的顶封头，其特征在于，金属基体与硅胶条通过固定结构进行固定，所述固定结构包括：设置在金属基体的T形凹槽，设置在硅胶体上并与所述T形凹槽对应的凸起。

3.如权利要求1所述的用于软包装锂离子电池的顶封头，其特征在于，所述凹槽为槽口宽、槽底窄的梯形凹槽。

4.如权利要求3所述的用于软包装锂离子电池的顶封头，其特征在于，凹槽的槽底宽度与待封装的极耳宽度相当，槽口宽度比槽底宽度大2mm～4mm。

5.如权利要求1-4任意一项所述的用于软包装锂离子电池的顶封头，其特征在于，所述金属基体的材质为铜质合金或者不锈钢。