CN214254553U - 一种软包电池的封装结构及采用其的软包电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软包电池的封装结构及采用其的软包电池，所述的封装结构包括对折的铝塑膜，对折后的铝塑膜的两侧短边为顶封区，两侧长边为侧封区；所述的顶封区与侧封区的夹角区域为加固区，对所述顶封区、侧封区和加固区进行封装使得铝塑膜内部形成密封的电芯容置腔。由于侧封区和两侧长边相接处的夹角区域属于应力集中区域，当软包电池鼓胀时，这些夹角区域因应力集中极易发生漏液现象，因此本申请在此应力集中区域进行了加固热压，有效解决了鼓胀过程的漏液问题。

Description

一种软包电池的封装结构及采用其的软包电池

技术领域

本实用新型属于电池封装技术领域，涉及一种软包电池的封装结构及采用其的软包电池。

背景技术

近年来，锂离子电池由于工作电压高、能量密度大、无记忆效应、循环寿命长、无污染等优点，已越来越广泛地应用于电子储能和特种用途电池中。众所周知，电池模块在使用过程中，由于电池内部或外部原因如温度、机械冲击等条件下，造成起火爆炸等安全事故，对人身和财产造成损失，提高电池安全性迫在眉睫。目前，锂离子电池的封装主要有三种形状，圆柱形锂离子电池，方形锂离子电池，铝塑膜软包锂离子电池。铝塑膜软包电池有能量密度高，延展性好等特点，但是其承受机械载荷能力差，容易破损和漏液，有一定的安全隐患。而铝壳锂离子电池结构强度高，承受机械载荷能力好，散热能力强，安全性相对较高，但能量密度较低。

软包锂电池铝朔膜封装的目的是将电芯与外界环境完全地隔绝开来，即一切有可能影响外界水分、空气渗入、电解液外漏的封装不良都是不应该出现的。软包电芯封装主要分为顶侧封以及终封工序。顶封工序主要是铝塑膜、极耳胶以及铜镍极耳直接的封装，具有较大的破损可能性。侧封是铝塑膜CPP层之间的封装，没有太多的问题，主要是防止褶皱和气泡的出现。终封是抽真空封装，由于锂电池预充化成会产生气体，电解液也会容易粘到铝塑膜PP层上，导致封装不良。

CN206236711U公开了一种软包电池的封装结构，第一电芯、第二电芯、第三电芯、第四电芯、第五电芯顶部均设置有正极极耳和负极极耳，所述顶盖包括金属壳帽、塑料壳帽、正极电极片和负极电极片，所述顶盖顶部设置有塑料壳帽，所述塑料壳帽四周设置有金属壳帽，所述塑料壳帽的内侧设置有正极电极片和负极电极片，所述电芯组头部塑料壳套顶部设置有顶盖，所述第一电芯、第二电芯、第三电芯、第四电芯、第五电芯集合在一起形成电芯组，所述电芯组安装在外壳内部，所述外壳内壁涂覆有导热硅胶层，所述外壳与顶盖焊接在一起。

CN209947879U公开了一种软包电池封装结构，包括软包电芯组、铝框架、隔热垫、第一缓冲泡棉、隔离板、装饰盖板、极耳支撑板和采样模块。软包电芯组安装在铝框架内；软包电芯组包括多片电芯、第二缓冲泡棉和均温单元，多片电芯依次排列，相邻两个电芯之间设置第二缓冲泡棉或均温单元，第二缓冲泡棉和均温单元间隔排列；软包电芯组的顶部和铝框架之间设置第一缓冲泡棉；软包电芯组的底部和铝框架之间设置有凝固状态的导热胶水；软包电芯组的两侧和铝框架之间设置隔热垫。

CN106299465A公开了一种软包电池，包括电芯材料、支撑体和金属极耳片；所述支撑体的材质为绝缘体；所述电芯材料卷绕在所述支撑体上，形成卷芯；所述金属极耳片包括正极金属极耳片和/或负极金属极耳片；所述正极金属极耳片与所述软包电池的多个正极极耳相连接；所述负极金属极耳片与所述软包电池的多个负极极耳相连接；所述金属极耳片上还设置有热熔胶；所述金属极耳片部分设置在所述软包电池的封装内，部分设置在所述软包电池的封装外。

目前软包电池常常因为鼓胀而漏液，因此亟需对现有的封装结构加以改进以防止漏液现象发生。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种软包电池的封装结构及采用其的软包电池，本实用新型在顶封区和侧封区之外新增了四个加固区。由于侧封区和两侧长边相接处的夹角区域属于应力集中区域，当软包电池鼓胀时，这些夹角区域因应力集中极易发生漏液现象，因此本申请在此应力集中区域进行了加固热压，有效解决了鼓胀过程的漏液问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种软包电池的封装结构，所述的封装结构包括对折的铝塑膜，对折后的铝塑膜的两侧短边为顶封区，两侧长边为侧封区；所述的顶封区与侧封区的夹角区域为加固区，对所述顶封区、侧封区和加固区进行封装使得铝塑膜内部形成密封的电芯容置腔。。

常规的软包电池的封装结构仅包括顶封和侧封，即对对折后的铝塑膜的三侧边缘开口进行一一热压密封；而本实用新型在顶封区和侧封区之外新增了四个加固区。由于侧封区和两侧长边相接处的夹角区域属于应力集中区域，当软包电池鼓胀时，这些夹角区域因应力集中极易发生漏液现象，因此本申请在此应力集中区域进行了加固热压，有效解决了鼓胀过程的漏液问题。

作为本实用新型一种优选的技术方案，两侧的顶封区分别记为正极顶封区和负极顶封区。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的正极顶封区与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一正极加固区和第二正极加固区。

所述的第一正极加固区与第二正极加固区之间设置有正极极耳焊接区，所述的第一正极加固区、正极极耳焊接区和第二正极加固区依次间隔设置。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的负极顶封区与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一负极加固区和第二负极加固区，所述的第一负极加固区和第二负极加固区之间设置有负极极耳焊接区。

所述的第一负极加固区、负极极耳焊接区和第二负极加固区依次间隔设置。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一正极加固区、正极极耳焊接区和第二正极加固区的总长度为正极顶封区总长度的60～98％，例如可以是60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％或98％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的第一负极加固区、负极极耳焊接区和第二负极加固区的总长度为负极顶封区总长度的60～98％，例如可以是60％、62％、64％、66％、68％、70％、72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％或98％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型增设加固区的优势所在，本申请示例性地提供了如下技术内容：

(1)铝塑膜包括依次层叠设置的尼龙层、铝箔层和PP层。尼龙层的作用在于保证铝塑膜的外形，保证在制造成锂离子电池之前，膜不会发生变形。铝箔层的作用是防止水的渗入。水气对锂电池的影响较大，一般要求极片含水量都在PPM级，所以铝塑膜需要较高的防水气渗入性能，而尼龙不防水，无法起到保护作用。铝在室温下会与空气中的氧反应生成一层致密的氧化膜，导致水气无法渗入，保护了电芯的内部，此外，铝箔层在铝塑膜成型的时候还提供了冲坑的塑性，PP材料的特性是在一百多摄氏度的温度下会发生熔化，并且具有黏性，因此，软包电池热封效果的实现主要依靠的就是PP层在封头加热的作用下熔化黏合，降温后即可实现热封。

(2)软包电池的电芯可以根据客户的需求设计成不同的尺寸，当电芯的外形尺寸设计好后，就需要开具相应的模具，使铝塑膜成型。成型工序也称冲坑即采用成型模具在加热的情况下，在铝塑膜上冲出一个能够装入电芯的凹坑。

(3)顶侧封工序是软包锂离子电芯的第一道封装工序。顶侧封工序实际包含了顶封工序和侧封工序。其具体操作为：首先，把电芯放入冲压成型的凹坑里，然后将铝塑膜对折。对折后的铝塑膜在顶侧封装置内进行顶封和侧封。顶侧封装置包括上封头和下封头，在热封过程中，上封头和下封头均加温至180℃左右，上封头和下封头合拢后压在铝塑膜的顶封区和侧封区上，铝塑膜的PP层在高温下熔化，冷却降温后，铝塑膜的开口处黏结在一起，当对折的铝塑膜三侧开口均完成封装时，其内部凹坑则形成了密封的电芯容置腔，电芯位于电芯容置腔内。

第二方面，本实用新型提供了一种软包电池，所述的软包电池包括铝塑膜、电芯以及与电芯两端分别焊接的两侧极耳；所述的铝塑膜对折后采用如第一方面所述的封装结构形成密封的电芯容置腔，所述的电芯位于所述的电芯容置腔中。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的电芯两端分别焊接正极极耳和负极极耳。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的正极极耳的部分穿过正极顶封区后在正极极耳焊接区与电芯一端焊接，其余部分位于铝塑膜外部；所述的正极顶封区热压后，将正极极耳固定于软包电池的正极一侧。

作为本实用新型一种优选的技术方案，所述的负极极耳的部分穿过负极顶封区后在负极极耳焊接区与电芯一端焊接，其余部分位于铝塑膜外部；所述的负极顶封区热压后，将负极极耳固定于软包电池的负极一侧。

示例性地，本实用新型提供的软包电池的封装方法包括如下步骤：

(1)铝塑膜等分为两个区域，在其中一个区域内冲压形成凹坑，将两端焊接了正极耳和负极耳的电芯放入凹坑内，正极耳和负极耳伸出凹坑并部分位于铝塑膜外部，铝塑膜沿其中线对折；

(2)将对折的铝塑膜连带凹坑内的电芯放入侧顶封机中，铝塑膜的侧封区对准上下封头，对侧顶封机的上下封头进行加热，加热后的上封头和下封头合拢后压住铝塑膜的侧封区，铝塑膜的PP层在高温下熔化，冷却降温后，长边开口处粘合密封；

(3)调整铝塑膜的位置，将铝塑膜的正极顶封区对准上下封头，加热后的上下封头合拢后压住铝塑膜的正极顶封区，正极极耳的部分夹在正极顶封区，并与电芯一端在正极极耳焊接区焊接，其余部分位于铝塑膜内部；铝塑膜的PP层在高温下熔化，冷却降温后，正极侧短边开口处粘合密封，正极极耳得以固定于软包电池的正极一端；

(4)再次调整铝塑膜的位置，将铝塑膜的负极顶封区对准上下封头，加热后的上下封头合拢后压住铝塑膜的负极顶封区，负极极耳的部分夹在负极顶封区，并与电芯一端在负极极耳焊接区焊接，其余部分位于铝塑膜外部；铝塑膜的PP层在高温下熔化，冷却降温后，负极侧短边开口处粘合密封，负极极耳得以固定于软包电池的负极一端；

(5)对折后的铝塑膜的三侧开口边缘处均粘合密封后，铝塑膜内部形成容纳有电芯的电芯容置腔，封装完成。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

常规的软包电池的封装结构仅包括顶封和侧封，即对对折后的铝塑膜的三侧边缘开口进行一一热压密封；而本申请在顶封区和侧封区之外新增了四个加固区。由于侧封区和两侧长边相接处的夹角区域属于应力集中区域，当软包电池鼓胀时，这些夹角区域因应力集中极易发生漏液现象，因此本申请在此应力集中区域进行了加固热压，有效解决了鼓胀过程的漏液问题。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式提供的软包电池的结构示意图；

其中，1-铝塑膜；2-电芯；3-侧封区；4-正极顶封区；5-负极顶封区；6-第一正极加固区；7-第二正极加固区；8-第一负极加固区；9-第二负极加固区；10-正极极耳焊接区；11-负极极耳焊接区；12-正极极耳；13-负极极耳。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种软包电池的封装结构，所述的封装结构如图1所示，包括对折的铝塑膜1，对折后的铝塑膜1的两侧短边为顶封区，两侧长边为侧封区3，顶封区与侧封区3的夹角区域为加固区，对顶封区、侧封区3和加固区进行封装使得铝塑膜1内部形成密封的电芯容置腔。

顶封区分别记为正极顶封区4和负极顶封区5。正极顶封区4与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一正极加固区6和第二正极加固区7。第一正极加固区6与第二正极加固区7之间设置有正极极耳焊接区10，第一正极加固区6、正极极耳焊接区10和第二正极加固区7依次间隔设置，第一正极加固区6、正极极耳焊接区10和第二正极加固区7的总长度为正极顶封区4总长度的60～98％。负极顶封区5与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一负极加固区8和第二负极加固区9，第一负极加固区8和第二负极加固区9之间设置有负极极耳焊接区11，第一负极加固区8、负极极耳焊接区11和第二负极加固区9依次间隔设置，第一负极加固区8、负极极耳焊接区11和第二负极加固区9的总长度为负极顶封区5总长度的60～98％。

在另一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种软包电池，所述的软包电池如图1所示，包括铝塑膜1、电芯2以及与电芯2两端分别焊接的两侧极耳；铝塑膜1对折后采用如上述具体实施方式提供的封装结构形成密封的电芯容置腔，电芯2位于电芯容置腔中。

正极极耳12的部分穿过正极顶封区4后在正极极耳焊接区10与电芯2一端焊接，其余部分位于铝塑膜1外部；正极顶封区4热压后，将正极极耳12固定于软包电池的正极一侧。负极极耳13的部分穿过负极顶封区5后在负极极耳焊接区11与电芯一端焊接，其余部分位于铝塑膜1外部；负极顶封区5热压后，将负极极耳13固定于软包电池的负极一侧。

在另一个具体实施方式中，本实用新型提供的软包电池的封装方法具体包括如下步骤：

(1)铝塑膜1等分为两个区域，在其中一个区域内冲压形成凹坑，将两端焊接了正极耳和负极耳的电芯2放入凹坑内，正极耳和负极耳伸出凹坑并部分位于铝塑膜1外部，铝塑膜1沿其中线对折；

(2)将对折的铝塑膜1连带凹坑内的电芯2放入侧顶封机中，铝塑膜1的侧封区3对准上下封头，对侧顶封机的上下封头进行加热，加热后的上封头和下封头合拢后压住铝塑膜1的侧封区3，铝塑膜1的PP层在高温下熔化，冷却降温后，长边开口处粘合密封；

(3)调整铝塑膜1的位置，将铝塑膜1的正极顶封区4对准上下封头，加热后的上下封头合拢后压住铝塑膜1的正极顶封区4，正极极耳12的部分夹在正极顶封区4，并与电芯2一端在正极极耳焊接区10焊接，其余部分位于铝塑膜1内部；铝塑膜1的PP层在高温下熔化，冷却降温后，正极侧短边开口处粘合密封，正极极耳12得以固定于软包电池的正极一端；

(4)再次调整铝塑膜1的位置，将铝塑膜1的负极顶封区5对准上下封头，加热后的上下封头合拢后压住铝塑膜1的负极顶封区5，负极极耳13的部分夹在负极顶封区5，并与电芯2一端在负极极耳焊接区11焊接，其余部分位于铝塑膜1外部；铝塑膜1的PP层在高温下熔化，冷却降温后，负极侧短边开口处粘合密封，负极极耳13得以固定于软包电池的负极一端；

(5)对折后的铝塑膜1的三侧开口边缘处均粘合密封后，铝塑膜1内部形成容纳有电芯2的电芯容置腔，封装完成。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电池的封装结构，其特征在于，所述的封装结构包括对折的铝塑膜，对折后的铝塑膜的两侧短边为顶封区，两侧长边为侧封区；所述的顶封区与侧封区的夹角区域为加固区，对所述顶封区、侧封区和加固区进行封装使得铝塑膜内部形成密封的电芯容置腔。

2.根据权利要求1所述的封装结构，其特征在于，两侧的顶封区分别记为正极顶封区和负极顶封区。

3.根据权利要求2所述的封装结构，其特征在于，所述的正极顶封区与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一正极加固区和第二正极加固区；

所述的第一正极加固区与第二正极加固区之间设置有正极极耳焊接区，所述的第一正极加固区、正极极耳焊接区和第二正极加固区依次间隔设置。

4.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述的负极顶封区与两侧长边相接处的两侧夹角区域分别记为第一负极加固区和第二负极加固区，所述的第一负极加固区和第二负极加固区之间设置有负极极耳焊接区；

所述的第一负极加固区、负极极耳焊接区和第二负极加固区依次间隔设置。

5.根据权利要求3所述的封装结构，其特征在于，所述的第一正极加固区、正极极耳焊接区和第二正极加固区的总长度为正极顶封区总长度的60～98％。

6.根据权利要求4所述的封装结构，其特征在于，所述的第一负极加固区、负极极耳焊接区和第二负极加固区的总长度为负极顶封区总长度的60～98％。

7.一种软包电池，其特征在于，所述的软包电池包括铝塑膜、电芯以及与电芯两端分别焊接的两侧极耳；所述的铝塑膜对折后采用如权利要求1-6任一项所述的封装结构形成密封的电芯容置腔，所述的电芯位于所述的电芯容置腔中。

8.根据权利要求7所述的软包电池，其特征在于，所述的电芯两端分别焊接正极极耳和负极极耳。

9.根据权利要求8所述的软包电池，其特征在于，所述的正极极耳的部分穿过正极顶封区后在正极极耳焊接区与电芯一端焊接，其余部分位于铝塑膜外部；所述的正极顶封区热压后，将正极极耳固定于软包电池的正极一侧。

10.根据权利要求8所述的软包电池，其特征在于，所述的负极极耳的部分穿过负极顶封区后在负极极耳焊接区与电芯一端焊接，其余部分位于铝塑膜外部；所述的负极顶封区热压后，将负极极耳固定于软包电池的负极一侧。

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