CN205666255U - 一种动力电池铝壳及使用该铝壳的动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种动力电池铝壳及使用该铝壳的动力电池；该动力电池铝壳包括铝壳本体，所述铝壳本体的内底部设置有托块，所述托块与所述铝壳本体为一体冲压成型。与现有技术相比，本实用新型通过在铝壳成型过程中增加冲压托块，一方面，其托块可以起到底托板的功能，从而有效避开铝壳倒圆角对卷芯底周角的挤压；另一方面，减少了电池的装配组件，省去了底托板的成本，同时减少了底托板与电芯绝缘片的热融工艺，可以提高生产效率，而且总体零部件重量的减轻，还可以提高电池能量密度。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种动力电池铝壳及使用该铝壳的动力电池。
背景技术
锂离子电池作为可循环使用的绿色新能源产品，应用领域日益广泛，同时随着现代人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂离子电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动平衡车和电动汽车等等；其中，电动平衡车、电动汽车等电动工具所使用的锂离子电池一般称之为动力电池。近年来，随着新能源车的迅速发展，动力电池的需求也随之增加。按电池壳体来分，动力电池一般分为钢壳动力电池和铝壳动力电池。其中，铝壳动力电池具有重量轻（是钢壳的三分之一）、容量大（是钢壳的1.5倍）、渗漏少（焊口比钢壳少一倍）、成本低等优点，所以铝壳动力电池大有取代钢壳动力电池的趋势。
其中，铝壳在动力电池中主要起到封装卷芯、承载电解液和保护防爆的作用；现有方形电池的铝壳一般呈长方体结构，铝壳体的顶面为开口面，铝壳体通过铝材拉伸成型。而铝壳在拉伸成型的工艺过程中，其内部周圈会形成倒圆角结构，而当包裹绝缘片的卷芯入壳后，卷芯底部周圈的利角很容易挤压在铝壳周圈的倒角上，若经过长时间的重力挤压或者碰撞，易造成卷芯内部的正负极短路，从而引起电池失效甚至导致电池起火或爆炸。
如图1所示，现有技术中为了避开铝壳1’内部周圈的倒圆角，通常在动力电池的设计中会加设底托板4，首先电芯底托板4与电芯绝缘片2热压在一起，然后用绝缘片2包裹卷芯3，最后再入铝壳1’。加设底托板4虽然能够有效避开铝壳倒圆角对裸电芯周圈的挤压，防止引发安全隐患，但同时也增加了动力电池的装配组件，提高了生产成本，降低了生产效率，而且额外加设的组件增加了电池的重量，从而降低电池的能量密度。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足而提供一种结构合理，简单实用的电池铝壳；该铝壳能够省去额外加设的底托板，极大降低生产成本，提高生产效率。
本实用新型的目的之二在于：针对现有技术的不足而提供一种使用该铝壳的动力电池以节省动力电池的生产成本，提高动力电池的能量密度。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下解决方案：
一种动力电池铝壳，包括铝壳本体，所述铝壳本体的内底部设置有托块，所述托块与所述铝壳本体为一体冲压成型。
铝壳的材质一般为铝锰合金，它含有的主要合金成分有Mn、Cu、Mg、Si、Fe等，这五种合金在电池铝壳中发挥着不同的作用，如Cu和Mg是提高强度与硬度，Mn提高耐腐蚀性，Si能增强含镁铝合金的热处理效果，Fe可以提高高温强度。
本实用新型通过在铝壳成型过程中增加冲压托块，一方面，其托块可以起到底托板的功能，从而有效避开铝壳倒圆角对卷芯底周角的挤压；另一方面，减少了电池的装配组件，省去了底托板的成本，并减少了底托板与电芯绝缘片的热融工艺，可以提高生产效率，而且总体零部件重量的减轻，还可以提高电池能量密度。
作为本实用新型动力电池铝壳的进一步改进，所述托块冲压有缺口，所述缺口包括第一缺口和第二缺口，所述第一缺口和所述第二缺口对应设置在所述托块的两侧。在不减弱其支撑强度的情况下，冲压有缺口的托块可以更加节省耗材，降低生产成本；同时增加了储液空间，提高电池容量。
作为本实用新型动力电池铝壳的进一步改进，所述缺口的形状呈“U”字形。对应设置“U”字形的缺口，可以使得托块受力均匀。
作为本实用新型动力电池铝壳的进一步改进，所述第一缺口和所述第二缺口的数量均设置为至少两个。
作为本实用新型动力电池铝壳的进一步改进，所述第一缺口的数量和所述第二缺口的数量相同。
作为本实用新型动力电池铝壳的进一步改进，所述托块的厚度为0.1~5mm。若托块厚度过薄，则起不到有效避开铝壳倒圆角对裸电芯底周角的挤压；若托块厚度过厚，占用过多空间，降低电池容量。
一种动力电池，包括卷芯、电解液、包裹卷芯的绝缘片、容纳卷芯和电解液的电池壳体、以及密封安装于所述电池壳体上的顶盖；其中，所述的电池壳体为上述的铝壳。
所述卷芯设置为多个，每个卷芯包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片上分别设有正极耳和负极耳，所述正极片和所述负极片通过隔膜隔开并卷绕成所述卷芯；多个所述卷芯依次排列后包裹成整芯包，所述整芯包中的多个卷芯的正极耳和负极耳分别焊接在正极柱和负极柱上；所述整芯包通过所述绝缘片封装在所述铝壳中，所述顶盖设置有注液口，所述电解液通过所述注液口注入所述铝壳内。
本实用新型的有益效果在于：
1）本实用新型一种动力电池铝壳，包括铝壳本体，所述铝壳本体的内底部设置有托块，所述托块与所述铝壳本体为一体冲压成型；在铝壳内底部冲压的托块，能取代现有动力电池的底托板组件，起到有效避开铝壳倒圆角对卷芯底周角的挤压的作用，降低了生产成本；
2）减少了底托板与电芯绝缘片的热融工艺，提高了生产效率；
3）本实用新型的动力电池不用加设底托板，使得电池总重量减轻，提高了电池能量密度。
附图说明
图1为现有技术中动力电池的分解图。
图2为本实用新型电池铝壳的结构示意图。
图3为图2的俯视图。
图4为本实用新型动力电池的分解图。
图5为本实用新型动力电池底部的剖视图。
图中：1’-现有技术中的铝壳；1-铝壳本体；11-托块；111-第一缺口；112-第二缺口；2-绝缘片；3-卷芯；4-底托板。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型及其有益效果作进一步详细说明，但是，本实用新型的具体实施方式并不局限于此。
如图2~5所示，一种动力电池铝壳，包括铝壳本体1，铝壳本体1的内底部设置有托块11，托块11与铝壳本体1为一体冲压成型，其中，托块11冲压有缺口，缺口包括第一缺口111和第二缺口112，第一缺口111和第二缺口112对应设置在托块11的两侧。在不减弱其支撑强度的情况下，冲压有缺口的托块11可以更加节省耗材，降低生产成本；同时增加了储液空间，提高电池容量。
本实用新型通过在铝壳成型过程中增加冲压托块11，一方面，其托块11可以起到底托板4的功能，从而有效避开铝壳倒圆角对卷芯3底周角的挤压；另一方面，减少了电池的装配组件，省去了底托板4的成本，并减少了底托板4与电芯绝缘片2的热融工艺，可以提高生产效率，而且总体零部件重量的减轻，可以提高电池能量密度。
优选的，缺口的形状呈“U”字形。对应设置“U”字形的缺口，可以使得托块11受力均匀。
优选的，第一缺口111和第二缺口112的数量均设置为至少两个。
优选的，第一缺口111的数量和第二缺口112的数量相同。
优选的，托块11的厚度为0.1~5mm。若托块11厚度过薄，则起不到有效避开铝壳倒圆角对裸电芯底周角的挤压；若托块11厚度过厚，占用过多空间，降低电池容量。
使用该电池铝壳的电池的具体制备过程如下：
正极片的制备：以钴酸锂（LiCoO2)作为正极活性物质，以碳黑作为导电剂，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以N,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀形成正极浆料；将正极浆料涂布在正极集流体铝箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的正极片。
负极片的制备：以石墨作为负极活性物质，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以去离子水作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀，形成负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体铜箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的负极片。
隔膜：选用聚乙烯/聚丙烯复合多孔隔膜。
电解液的制备：先将碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）按照质量比1：1：1混合均匀，形成混合溶剂，然后加入六氟磷酸锂（LiFP6），并使LiFP6的浓度为1.3M，得到电解液。
卷芯3的制备：将上述制备的正极片、隔膜和负极片依次叠合后通过卷针卷绕成卷芯3。
动力电池的制备：将多个卷芯3依次排列后包裹成整芯包，整芯包中的多个卷芯3的正极耳和负极耳分别焊接在正极柱和负极柱上；整芯包通过绝缘片2封装在铝壳中，顶盖密封安装于电池铝壳上，顶盖设置有注液口，电解液通过注液口注入铝壳内；即制得本实用新型使用上述电池铝壳的动力电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (8)
1.一种动力电池铝壳，包括铝壳本体，其特征在于：所述铝壳本体的内底部设置有托块，所述托块与所述铝壳本体为一体冲压成型。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池铝壳，其特征在于：所述托块冲压有缺口，所述缺口包括第一缺口和第二缺口，所述第一缺口和所述第二缺口对应设置在所述托块的两侧。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池铝壳，其特征在于：所述缺口的形状呈“U”字形。
4.根据权利要求2所述的一种动力电池铝壳，其特征在于：所述第一缺口和所述第二缺口的数量均设置为至少两个。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池铝壳，其特征在于：所述第一缺口的数量和所述第二缺口的数量相同。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池铝壳，其特征在于：所述托块的厚度为0.1~5mm。
7.一种动力电池，包括卷芯、电解液、包裹卷芯的绝缘片、容纳卷芯和电解液的电池壳体、以及密封安装于所述电池壳体上的顶盖，其特征在于：所述电池壳体为权利要求1~6任一项所述的铝壳。
8.根据权利要求7所述的一种动力电池，其特征在于：所述卷芯设置为多个，每个卷芯包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片上分别设有正极耳和负极耳，所述正极片和所述负极片通过隔膜隔开并卷绕成所述卷芯；多个所述卷芯依次排列后包裹成整芯包，所述整芯包中的多个卷芯的正极耳和负极耳分别焊接在正极柱和负极柱上；所述整芯包通过所述绝缘片封装在所述铝壳中，所述顶盖设置有注液口，所述电解液通过所述注液口注入所述铝壳内。
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| CN109428121A (zh) * | 2017-08-21 | 2019-03-05 | 江苏津谊新能源科技有限公司 | 一种高比能量锂离子动力电池的制造方法 |
| CN114221066A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-22 | 万华化学(四川)有限公司 | 用于三元电芯的内凹型动力电池铝壳及铝壳电池 |
| CN114221066B (zh) * | 2021-12-09 | 2024-06-25 | 万华化学(四川)有限公司 | 用于三元电芯的内凹型动力电池铝壳及铝壳电池 |
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