CN206250223U - 一种铝基锂电池外壳及电容器外壳 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝基锂电池外壳及电容器外壳，两种壳体均包括铝质基材的外壳体，所述外壳体的内表面依次复合有钝化层和高分子绝缘薄膜层。上述外壳具有散热好、不容易被刺破、耐腐蚀等优点。

Description

一种铝基锂电池外壳及电容器外壳

技术领域

本实用新型属于材料工程技术领域，具体涉及一种铝基锂电池外壳及电容器外壳。

背景技术

随着电子技术的发展，越来越多的设备使用PLC等自动化系统进行控制，这些自动化控制系统需要使用大量的电容器以及的锂电池。为了方便加工并使电池外壳和电容器外壳具有一定的抗形变能力，这些外壳通常使用的铝材加工。

为了改善锂电池和电容器金属外壳体的内部绝缘性问题防止锂电池和电容器内部短路造成燃烧或爆炸，人们开发出各种各样的技术，如内部包套和软性包装来提高材料的绝缘性提高安全因素，但是他们都与铝合金基体是分离的，因此存在散热不好、容易刺破、电解液容易腐蚀铝基体等缺陷，造成锂电池和电容器短路。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种铝基锂电池外壳及电容器外壳，旨在解决现有的分离式绝缘方案存在的散热差、容易刺破、易腐蚀等技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种铝基锂电池外壳，包括铝质基材的电池外壳体，该外壳体呈一端敞口的桶形；所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

进一步，所述的铝质基材为铝箔或铝合金板，其厚度为0.1~2.0mm。

更进一步，所述的铝合金板为1000系、3000系、5000系或8000系铝合金，其合金状态为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

进一步，所述的钝化层的厚度为0.5~1.5μm，其成分为铝氧化物。

进一步，所述的高分子绝缘高分子薄膜层的厚度为10~200μm，其材料为聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂。

一种铝基电容器外壳，包括铝质基材的电容外壳体，该外壳体呈一端敞口的桶形；所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

进一步，所述的铝质基材为铝箔或铝合金板，其厚度为0.1~2.0mm。

更进一步，所述的铝合金板为1000系、3000系、5000系或8000系铝合金，其合金状态为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

进一步，所述的钝化层的厚度为0.5~1.5μm，其成分为铝氧化物。

进一步，所述的高分子绝缘高分子薄膜层的厚度为10~200μm，其材料为聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂。

与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

1、使用寿命长、安全性高。由于高分子绝缘薄膜层的复合，使锂电池内的电解质与铝质基材完全隔离，这样就避免了电解质与铝质基材直接接触而造成的短路。又由于高分子绝缘薄膜层是复合在铝质基材上的，结合紧密，有利于热量的扩散，从而避免了热量在电池内集中而引起的电池变形和破坏。

2、绝缘性能好、耐高压能力强。高分子绝缘薄膜层具有一定的化学稳定性，基本不与电解质发生反应，这与钝化层共同作用，提高了绝缘能力。

3、耐腐蚀性能高、绿色环保。高分子绝缘薄膜层具有一定的化学稳定性，基本不与电解质发生反应，这与钝化层共同作用，能有效防止电解质对外壳体的腐蚀。

4、产品散热性能好，稳定性高。高分子绝缘薄膜层是复合在铝质基材上的，结合紧密，有利于热量的扩散。

5、本产品使用高分子材料作为薄膜材料，无毒、对人体及周围环境无害、无任何放射性，是一种理想的高科技绿色环保电子外壳产品。

附图说明

图1为带内复合膜的铝基锂电池外壳及电容器外壳的层状结构示意图；

图2为实施例2的长方体形外壳体；

图3为实施例3椭圆形的柱状壳体；

图4为电池壳盖的剖面结构示意图；

图5为电容器壳盖的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

一、一种铝基锂电池外壳，包括铝质基材的电池外壳体，该电池外壳体呈一端敞口的桶形；所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

由于高分子绝缘薄膜层的复合，使锂电池内的电解质与铝质基材完全隔离，这样就避免了电解质与铝质基材直接接触而造成的短路。又由于高分子绝缘薄膜层是复合在铝质基材上的，结合紧密，有利于热量的扩散，从而避免了热量在电池内集中而引起的电池变形和破坏。此外，高分子绝缘薄膜层具有一定的化学稳定性，基本不与电解质发生反应，这与钝化层共同作用，能有效防止电解质对外壳体的腐蚀。

电池外壳体可以加工成圆柱形、长方体形、截面为椭圆的柱形等等形状，以满足不同环境的使用需要。

此外，还包括如图4所示的电池壳盖，包括盖体4、波纹管5和电极棒6；所述的盖体4由绝缘材料制成，该盖体4与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的波纹管5为两根，上述两根波纹管5嵌于所述盖体4上且厚度方向上贯穿；所述的电极棒6套在所述的波纹管5中，且两端露出所述的波纹管5的两端；所述的电极棒6外套有密封圈，用于密封波纹管5和电极棒6之间的缝隙。在使用时，可以通过拉伸波纹管5以调节电极棒6和盖体4的相对位置，方便连接和使用。

作为优化，为了便于加工，所述的铝质基材可以选择成本较低的铝箔或铝合金板；其厚度为0.1~2.0mm即可充分满足锂电池对于抗变形能力的需要，过薄则强度不够，过厚会浪费材料。

作为进一步优化，为了方便加工，所述的铝合金板可以选择1000系、3000系、5000系或8000系铝合金等常见材料，其合金状态可以为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

作为优化，所述的钝化层为厚度0.5~1.5μm的铝氧化物。钝化层通常是在现在的酸洗工艺中形成的，钝化层对于锂电池的外壳体具有双重意义，一是防止铝质基材的进一步氧化，能提高铝质基材的抗腐蚀能力；二是便于高分子绝缘薄膜层通过热复合工艺附着在其上，以形成结合紧密的高分子绝缘薄膜层。

作为优化，所述的高分子绝缘薄膜层可以选择防腐蚀效果好且较为环保的聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂等材料，其厚度为10~200μm，过薄则容易脱落或在受到冲击时被刺破，过厚会浪费材料，增加成本。复合方式通常采用热复合工艺，使之与铝质基材结合为一体。高分子绝缘薄膜层可以是有色的，也可以是无色的。

二、一种铝基电容器外壳，包括铝质基材的电容外壳体，该电容外壳体呈一端敞口的桶形；所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

电容器通常分为液态电容和固态电容两大类，由于高分子绝缘薄膜层的复合，使得电容器内作为电极板的材料与铝质基材完全隔离，这样就避免了液体电容中的电解质与铝质基材直接接触而造成的短路或击穿。又由于高分子绝缘薄膜层是复合在铝质基材上的，结合紧密，有利于热量的扩散，从而避免了热量在电池内集中而引起的电池变形和破坏。此外，高分子绝缘薄膜层具有一定的化学稳定性，这与钝化层共同作用，能有效防止电容器的物质对外壳体的腐蚀，同时还有利于提高电容器的电容量。

电池外壳体可以加工成圆柱形、长方体形、截面为椭圆的柱形等等形状，以满足不同环境的使用需要。

此外，还包括如图5所示的电容器壳盖，包括电容器盖体7、电极连接器和绝缘帽9；所述的电容器盖体7由绝缘材料制成，该电容器盖体7与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的电极连接器为两个，用于与电容器的电极体连接；所述的电极连接器包括金属连接片81、金属滑槽82和金属插脚83；所述的金属连接片81嵌在所述的电容器盖体7中，其两端均穿出所述的电容器盖体7，一端套于所述的绝缘帽9内，使用时，电容器盖体7的这一侧朝向外壳体内部，取下绝缘帽9即可与电极体连接。金属连接片81的另一端与金属滑槽82连接，所述的金属滑槽82附着在盖体表面，所述的金属插脚83可滑动地卡接在所述的金属滑槽82上。在使用时，可以滑动金属插脚83，以方便调整不同插脚间的位置，以方便连接。

作为优化，为了便于加工，所述的铝质基材可以选择成本较低的铝箔或铝合金板；其厚度为0.1~2.0mm即可充分满足锂电池对于抗变形能力的需要，过薄则强度不够，过厚会浪费材料。

作为进一步优化，为了方便加工，所述的铝合金板可以选择1000系、3000系、5000系或8000系铝合金等常见材料，其合金状态可以为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

作为优化，所述的钝化层为厚度0.5~1.5μm的铝氧化物。钝化层通常是在现在的酸洗工艺中形成的，钝化层对于电容器的外壳体具有三大意义，一是防止铝质基材的进一步氧化，能提高铝质基材的抗腐蚀能力；二是便于高分子绝缘薄膜层通过热复合工艺附着在其上，以形成结合紧密的高分子绝缘薄膜层；三是可以提高电极体间的容抗，提高电容量。

作为优化，所述的高分子绝缘薄膜层可以选择防腐蚀效果好且较为环保的聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂等材料，其厚度为10~200μm，过薄则容易脱落或在受到冲击时被刺破或电压击穿，过厚会浪费材料，增加成本。复合方式通常采用热复合工艺，使之与铝质基材结合为一体。

三、实施例

实施例1

采用以下方式加工带内复合膜的铝基外壳，该外壳可以作为锂电池的外壳或电容器的外壳。包括铝质基材的外壳体1，所述外壳体1的内表面依次复合有钝化层2和高分子绝缘薄膜层3，其层状结构如图1所示。

1、加工带内复合膜的铝质基材：

1）铝箔及铝合金板通过现有的热处理或加工变形量来控制状态，以满足外壳体的冲制要求。

2）清洗：用水或专用清洗剂清洗。

3）化学处理：使用专用化学试剂对表面进行附着力提高处理，如酸洗等。

4）热复合：通过温度控制使高分子绝缘薄膜与铝质基材热融合在一起。

5）烘烤：高温进一步稳定化处理。

6）分切：按外壳大小进行宽度的分切，即得到带内复合膜的铝质基材。

2、冲制成型

采用连续冲制和分步冲制成型等现有工艺，采用圆形冲制模具，将带内复合膜的铝质基材冲制成圆柱体形外壳体。

如作为锂电池的外壳使用时，还需要配合如图4所示的电池壳盖使用，它包括盖体4、波纹管5和电极棒6；所述的盖体4由绝缘材料制成，该盖体4与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的波纹管5为两根，上述两根波纹管5嵌于所述盖体4上且厚度方向上贯穿；所述的电极棒6套在所述的波纹管5中，且两端露出所述的波纹管5的两端；所述的电极棒6外套有密封圈，用于密封波纹管5和电极棒6之间的缝隙。在使用时，可以通过拉伸波纹管5以调节电极棒6和盖体4的相对位置，方便连接和使用。

如作为电容器的外壳使用时，还需要配合如图5所示的电容器壳盖使用，包括电容器盖体7、电极连接器和绝缘帽9；所述的电容器盖体7由绝缘材料制成，该电容器盖体7与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的电极连接器为两个，用于与电容器的电极体连接；所述的电极连接器包括金属连接片81、金属滑槽82和金属插脚83；所述的金属连接片81嵌在所述的电容器盖体7中，其两端均穿出所述的电容器盖体7，一端套于所述的绝缘帽9内，使用时，电容器盖体7的这一侧朝向外壳体内部，取下绝缘帽9即可与电极体连接。金属连接片81的另一端与金属滑槽82连接，所述的金属滑槽82附着在盖体表面，所述的金属插脚83可滑动地卡接在所述的金属滑槽82上。在使用时，可以滑动金属插脚83，以方便调整不同插脚间的位置，以方便连接。

实施例2

采用以下方式加工带内复合膜的铝基外壳，该外壳可以作为锂电池的外壳或电容器的外壳。包括铝质基材的外壳体1，所述外壳体1的内表面依次复合有钝化层2和高分子绝缘薄膜层3，其层状结构如图1所示。

1、加工带内复合膜的铝质基材：

1）铝箔及铝合金板通过现有的热处理或加工变形量来控制状态，以满足外壳体的冲制要求。

2）清洗：用水或专用清洗剂清洗。

3）化学处理：使用专用化学试剂对表面进行附着力提高处理，如酸洗等。

4）热复合：通过温度控制使高分子绝缘薄膜与铝质基材热融合在一起。

5）烘烤：高温进一步稳定化处理。

6）分切：按外壳大小进行宽度的分切，即得到带内复合膜的铝质基材。

2、冲制成型

采用连续冲制和分步冲制成型等现有工艺，采用长方体形冲制模具，将带内复合膜的铝质基材冲制成长方体形壳体，如图2所示。

如作为电容器的外壳使用时，还需要配合如图5所示的电容器壳盖使用，包括电容器盖体7、电极连接器和绝缘帽9；所述的电容器盖体7由绝缘材料制成，该电容器盖体7与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的电极连接器为两个，用于与电容器的电极体连接；所述的电极连接器包括金属连接片81、金属滑槽82和金属插脚83；所述的金属连接片81嵌在所述的电容器盖体7中，其两端均穿出所述的电容器盖体7，一端套于所述的绝缘帽9内，使用时，电容器盖体7的这一侧朝向外壳体内部，取下绝缘帽9即可与电极体连接。金属连接片81的另一端与金属滑槽82连接，所述的金属滑槽82附着在盖体表面，所述的金属插脚83可滑动地卡接在所述的金属滑槽82上。在使用时，可以滑动金属插脚83，以方便调整不同插脚间的位置，以方便连接。

实施例3

采用以下方式加工带内复合膜的铝基外壳，该外壳可以作为锂电池的外壳或电容器的外壳。包括铝质基材的外壳体1，所述外壳体1的内表面依次复合有钝化层2和高分子绝缘薄膜层，其层状结构如图1所示。

1、加工带内复合膜的铝质基材：

1）铝箔及铝合金板通过现有的热处理或加工变形量来控制状态，以满足外壳体的冲制要求。

2）清洗：用水或专用清洗剂清洗。

3）化学处理：使用专用化学试剂对表面进行附着力提高处理，如酸洗等。

4）热复合：通过温度控制使高分子绝缘薄膜与铝质基材热融合在一起。

5）烘烤：高温进一步稳定化处理。

6）分切：按外壳大小进行宽度的分切，即得到带内复合膜的铝质基材。

2、冲制成型

采用连续冲制和分步冲制成型等现有工艺，采用截面为椭圆形的冲制模具，将带内复合膜的铝质基材冲制成截面为椭圆形的柱状壳体，如图3所示。

如作为电容器的外壳使用时，还需要配合如图5所示的电容器壳盖使用，包括电容器盖体7、电极连接器和绝缘帽9；所述的电容器盖体7由绝缘材料制成，该电容器盖体7与外壳体的敞口形状相适应并密封连接；所述的电极连接器为两个，用于与电容器的电极体连接；所述的电极连接器包括金属连接片81、金属滑槽82和金属插脚83；所述的金属连接片81嵌在所述的电容器盖体7中，其两端均穿出所述的电容器盖体7，一端套于所述的绝缘帽9内，使用时，电容器盖体7的这一侧朝向外壳体内部，取下绝缘帽9即可与电极体连接。金属连接片81的另一端与金属滑槽82连接，所述的金属滑槽82附着在盖体表面，所述的金属插脚83可滑动地卡接在所述的金属滑槽82上。在使用时，可以滑动金属插脚83，以方便调整不同插脚间的位置，以方便连接。

本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种铝基锂电池外壳，包括铝质基材的电池外壳体，该外壳体呈一端敞口的桶形；其特征在于，所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

2.根据权利要求1所述的铝基锂电池外壳，其特征在于，所述的铝质基材为铝箔或铝合金板，其厚度为0.1~2.0mm。

3.根据权利要求2所述的铝基锂电池外壳，其特征在于，所述的铝合金板为1000系、3000系、5000系或8000系铝合金，其合金状态为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

4.根据权利要求1所述的铝基锂电池外壳，其特征在于，所述的钝化层的厚度为0.5~1.5μm，其成分为铝氧化物。

5.根据权利要求1所述的铝基锂电池外壳，其特征在于，所述的高分子绝缘高分子薄膜层的厚度为10~200μm，其材料为聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂。

6.一种铝基电容器外壳，包括铝质基材的电容外壳体，该外壳体呈一端敞口的桶形；其特征在于，所述外壳体的内表面附着有钝化层，在该钝化层上复合有高分子绝缘薄膜层。

7.根据权利要求6所述的铝基电容器外壳，其特征在于，所述的铝质基材为铝箔或铝合金板，其厚度为0.1~2.0mm。

8.根据权利要求7所述的铝基电容器外壳，其特征在于，所述的铝合金板为1000系、3000系、5000系或8000系铝合金，其合金状态为O态、H21、H22、H24、H26、H11、H12、H14、H16、H18、H19、H32、H34、H36、H38或H39。

9.根据权利要求6所述的铝基电容器外壳，其特征在于，所述的钝化层的厚度为0.5~1.5μm，其成分为铝氧化物。

10.根据权利要求6所述的铝基电容器外壳，其特征在于，所述的高分子绝缘高分子薄膜层的厚度为10~200μm，其材料为聚酯树脂、聚丙烯树脂、PET、PVC、氟碳树脂、丙稀酸树脂、环氧树脂或砂林树脂。