CN207069002U - 一种具有排气补液功能的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有排气补液功能的锂离子电池，包括锂离子电池本体和排气补液装置，锂离子电池本体包括软包封装，排气补液装置包括从软包封装中伸出的排气补液结构，中空设置的排气补液结构内壁形成贯穿通道，贯穿通道的出口与软包封装内腔连通，贯穿通道的入口与外界连通；排气补液结构在贯穿通道入口端灌封有高温下呈黏流态的高分子密封层。本实用新型所述的锂离子电池，以通过排出长期循环电池内部气体及补充新电解液，以提高电池循环寿命及梯次利用价值。

Description

一种具有排气补液功能的锂离子电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种具有排气补液功能的锂离子电池。

背景技术

目前，国内外都在大力支持新能源汽车的发展，对新能源汽车进行政策鼓励和资金补贴。新能源汽车产销旺盛，必然带动力锂离子电池的爆发式增长。随着新能源汽车保有量的增长，动力锂电池的梯次利用成为一个必须面对的问题。在动力锂电池梯次利用的紧迫需求下，电池的长寿命循环能力成为电池企业成本和盈利的关键。提高电池的循环寿命对电池梯次利用，可大幅度降低电池使用成本。企业可完成梯次售卖增加盈利。

锂离子电池充放电循环过程是一个复杂的物理化学反应过程，其循环寿命影响因素是多方面的。一方面与电池本身的特性相关，例如设计、制造工艺和材料性能退化等；另一方面与使用过程中电池受外界的影响有关，例如使用环境和充放电制度等。

锂离子电池在长循环后放电容量减少的电解液原因包括：电解液电导率变差、隔膜的润湿、透过性变差、锂离子的迁移速度变慢、电极/电解液界面上电荷转移速率减缓等。电解液参与副反应及SEI膜的重复生成过程会产生气体在电池内蓄积，进一步造成正负极界面劣化，使电池循环容量加速衰减。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种具有排气补液功能的锂离子电池，以通过排出长期循环电池内部气体及补充新电解液，以提高电池循环寿命及梯次利用价值。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种具有排气补液功能的锂离子电池，包括锂离子电池本体和排气补液装置，锂离子电池本体包括软包封装，排气补液装置包括从软包封装中伸出的排气补液结构，中空设置的排气补液结构内壁形成贯穿通道，贯穿通道的出口与软包封装内腔连通，贯穿通道的入口与外界连通；排气补液结构在贯穿通道入口端灌封有高温下呈黏流态的高分子密封层。

进一步的，所述贯穿通道包括位于入口一侧用于灌封高分子密封层的密封胶熔池，密封胶熔池从靠近入口一侧到靠近出口一侧开口逐渐收窄。

进一步的，所述贯穿通道包括位于出口一侧的溢胶区，溢胶区的空腔从靠近入口一侧到靠近出口一侧开口逐渐扩张。

进一步的，所述贯穿通道还包括的连通密封胶熔池和溢胶区的笔直通道。

进一步的，所述软包封装包括两层相互热压结合密封的铝塑膜。

进一步的，所述排气补液结构埋入铝塑膜的部分涂有PP胶层，铝塑膜内侧的PP层与PP胶层热压结合，形成PP融合层，包裹并密封排气补液结构一端。

进一步的，所述排气补液结构呈扁平状。

进一步的，所述高分子密封层为聚丙烯类高分子胶。

相对于现有技术，本实用新型所述的；锂离子电池具有以下优势：

(1)本实用新型所述的锂离子电池通过高温加热，软化密封胶熔池内的高分子密封层，用注射器针头刺穿胶体与电池内部联通，实现先排气后补液。由于高温加热使高分子密封层处于黏流态，高分子密封层可以自动弥合针头刺穿的通道。该操作可反复进行，并保持装置的密封隔绝能力与电池密封水平一致，有效降低电池由于胀气、缺液造成的循环容量衰减，提高循环寿命，并保持良好的密封性，保障本实用新型电池与传统电池拥有相同的耐候寿命，避免可能的漏液及水、氧气等的侵入等造成电池劣化。

(2)本实用新型所述的排气补液装置，采用PP胶层与铝塑膜PP层进行高温热封，与极耳相同的封装工艺，保障具备本装置电池和原工艺电池相同的隔绝能力。密封材质相同确保装置的密封耐候性及老化寿命达到与电池同步。

(3)本实用新型所述的密封胶熔池呈锥状，向下收窄中间通道孔径小密封效果会更好，且抑制高分子密封层高温下呈黏流态时向内部继续流动，锥状密封面大，出现漏封点概率低。如果是直上直下的管壁，管壁又比较窄小，熔融高分子密封层注入时内部容易存在气泡，气泡会造成空洞、漏液、漏气。而锥形面注入熔融高分子密封层液时会沿锥面下流，此种形式有助于气体赶出，让PP胶层液与锥面壁更好的结合密封。

(4)本实用新型所述的排气补液装置，在后期排气补液时，会先加热结构件使高分子密封层重新处于熔融软化状态。此时会用针头刺穿通道，向下的挤压力会造成一定的胶液下流。为避免胶液直接流入电芯内部造成不良影响，故设置溢胶区，溢出的胶液会滞留在此区域。锥面可以提高溢胶区的空间；且溢出的胶液冷却固化后，也是沿着锥面流淌，不会直接堵在通道口，避免影响后续重复排气补液。

(5)软包电池常见的为铝塑膜包装，铝塑膜的密封原理即通过对两层铝塑膜结合处加热加压使其二者PP层结合形成密封。此排气补液结构为与铝塑膜封装一体化，所以采取表面涂有PP胶层使其同样通过热封与上下层铝塑膜PP层结合密封，因PP胶耐电解液腐蚀(电池内部含有电解液组分)，耐老化性能好，所以排气补液结构内部高分子密封层也采用PP胶。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的锂离子电池示意图；

图2为本实用新型实施例所述的排气补液装置正视剖视图；

图3为本实用新型实施例所述的排气补液装置侧视截面图。

附图标记说明：

1、锂离子电池本体；11、软包封装；12、正极极耳；13、负极极耳；2、排气补液装置；21、排气补液结构；22、贯穿通道；221、密封胶熔池；222、笔直通道；223、溢胶区；a、入口；b、出口；3、高分子密封层；4、PP融合层。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种具有排气补液功能的锂离子电池，如图1所示，包括锂离子电池本体1和排气补液装置2。

锂离子电池本体1包括软包封装11和正负极极耳13，软包封装11即由两层铝塑膜封装而成的芯包，正负极极耳13分别安装在软包封装11的两端，其具体结构以及电路设置均为现有技术，本实施例不再赘述。

结合图2和图3所示，排气补液装置2包括从软包封装11中伸出的排气补液结构21，排气补液结构21为中空扁平设置的金属管，其外壁成长圆形，其壁厚1.5-2mm，其内壁形成的贯穿通道22，其出口b与软包封装11内腔连通，而入口a与外界连通。

贯穿通道22有外至内至依次包括一一连通的密封胶熔池221、笔直通道222和溢胶区223。密封胶熔池221成锥状，从靠近入口a一侧到靠近出口b一侧开口逐渐收窄。溢胶区223的空腔也成锥状，其从靠近入口a一侧到靠近出口b一侧开口逐渐扩张。

密封胶熔池221内灌封高分子密封层3。高分子密封层3一般由聚丙烯类高分子胶冷却而成，其他具有相似性质-熔融呈黏流态的高分子材料也用于灌封密封胶熔池221。

为保证排气补液结构21埋入软包封装11的部分与铝塑膜粘接牢固，该部分热压有100-250um PP胶，作为PP胶层，由于其与铝塑膜内侧的PP层材质一致，因此热压时，两者熔融结合成一体，形成PP融合层4，将排气补液装置2和锂离子电池本体1固定牢固。

当锂离子电池需要排气补液时，在干燥间内，用热压封头对排气补液结构21裸露在电池外部的部分进行加热。该部位对应密封胶熔池221，从而使其内的聚丙烯类高分子胶加热，当温度达到150-180℃时，开始熔融呈现黏流态的胶状体。此时将注射器针头刺穿胶状体进入到芯包内部抽气，排气结束后拔出针头。用注射器吸取一定质量电解液后针头刺穿胶状体进行补液，完成电池补液。将针头移出排气补液通道，胶状体自行弥合孔洞。此时停止对排气补液装置2加热，自然冷却完成密封胶熔池221内聚丙烯类高分子胶的固化密封。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有排气补液功能的锂离子电池，其特征在于：包括锂离子电池本体(1)和排气补液装置(2)，锂离子电池本体(1)包括软包封装(11)，排气补液装置(2)包括从软包封装(11)中伸出的排气补液结构(21)，中空设置的排气补液结构(21)内壁形成贯穿通道(22)，贯穿通道(22)的出口(b)与软包封装(11)内腔连通，贯穿通道(22)的入口(a)与外界连通；排气补液结构(21)在贯穿通道(22)入口(a)端灌封有高温下呈黏流态的高分子密封层(3)。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：贯穿通道(22)包括位于入口(a)一侧用于灌封高分子密封层(3)的密封胶熔池(221)，密封胶熔池(221)从靠近入口(a)一侧到靠近出口(b)一侧开口逐渐收窄。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：贯穿通道(22)包括位于出口(b)一侧的溢胶区(223)，溢胶区(223)的空腔从靠近入口(a)一侧到靠近出口(b)一侧开口逐渐扩张。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：贯穿通道(22)还包括的连通密封胶熔池(221)和溢胶区(223)的笔直通道(222)。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：软包封装(11)包括两层相互热压结合密封的铝塑膜。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于：排气补液结构(21)埋入铝塑膜的部分涂有PP胶层，铝塑膜内侧的PP层与PP胶层热压结合，形成PP融合层(4)，包裹并密封排气补液结构(21)一端。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于：排气补液结构(21)呈扁平状。

8.据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：高分子密封层为聚丙烯类高分子胶。