CN219329362U - 软包电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种软包电芯，包括软包外壳及设置于所述软包外壳内的裸电芯，所述软包外壳上设有至少一个透气孔，所述软包电芯还包括单向排气防液装置，所述单向排气防液装置设置于所述透气孔处并密封所述透气孔；所述单向排气防液装置能够阻隔液体并单向排气，以使所述软包外壳内的气体能够通过所述单向排气防液装置单向排出至所述软包外壳外。本实用新型提供的软包电芯，其能够实现软包外壳内的气体单向排出至软包外壳外，且能够避免电解液泄漏，同时结构简单可靠、安全性高。

Description

软包电芯

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种软包电芯。

背景技术

近几十年来，锂离子电池的技术发展迅速，在数码产品、电动工具及电动汽车的应用上越来越广泛。随着锂离子电池能量密度的不断提升，人们对其安全性能也日益关注。锂离子电池的电芯按照外壳封装形式可分为方壳电芯、圆柱电芯和软包电芯，其中，软包电芯的单体能量密度更高，安全性能更好。

申请号为CN201811620868.6的中国发明专利公开了一种软包动力电池的刺破导气泄压阀，用于设置在软包动力电池的的封口侧，该刺破导气泄压阀包含环盖、连接环、环体、气体单向阀、防水透气膜、环罩和刺破部；所述刺破部用于在软包动力电池膨胀抵在刺破部上时、将软包动力电池的外包刺破进行泄压；所述防水透气膜设置在所述环体内，用于防止刺破部刺破软包动力电池的外包后、电解液流出；所述气体单向阀设置在所述环盖内，用于防止外部空气进入软包动力电池中。该方案的缺点在于，刺破部的结构存在一定的安全隐患，当其被反向挤压，可能会刺破电池内的极片和隔膜。

申请号为CN201820311996.1的中国实用新型专利公开了一种电池软包袋及包括其的软包电池，该电池软包袋包括袋本体和单向阀，单向阀设于袋本体上，单向阀用于在容纳空间内的气压达到一设定值后打开，以使得容纳空间内的气体排放到袋本体外且阻止袋本体外的气体进入容纳空间。该方案的缺点在于用于排气的单向排气阀无法阻止电解液通过，存在电解液通过单向排气阀泄露至袋本体外部的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种软包电芯，其能够实现软包外壳内的气体单向排出至软包外壳外，且能够避免电解液泄漏，同时结构简单可靠、安全性高。

本实用新型的一种实施例提供一种软包电芯，包括软包外壳及设置于所述软包外壳内的裸电芯，所述软包外壳上设有至少一个透气孔，所述软包电芯还包括单向排气防液装置，所述单向排气防液装置设置于所述透气孔处并密封所述透气孔；所述单向排气防液装置能够阻隔液体并单向排气，以使所述软包外壳内的气体能够通过所述单向排气防液装置单向排出至所述软包外壳外。

在一种可实现的方式中，所述单向排气防液装置包括防液透气膜和单向排气阀，所述防液透气膜和所述单向排气阀均设置于所述透气孔位置处；所述防液透气膜能够阻隔液体并透过气体；所述单向排气阀能够单向排气。

在一种可实现的方式中，所述单向排气阀具有相对设置的进气端和排气端，沿所述软包外壳的排气方向上，所述单向排气阀的进气端位于其排气端的上游。

在一种可实现的方式中，沿所述软包外壳的排气方向上，所述防液透气膜位于所述单向排气阀的上游。

在一种可实现的方式中，所述防液透气膜连接于所述软包外壳的内壁，所述单向排气阀连接于所述软包外壳的外壁，所述防液透气膜和所述单向排气阀均覆盖所述透气孔；

或者，所述防液透气膜和所述单向排气阀均连接于所述软包外壳的内壁，所述单向排气阀覆盖所述透气孔，所述防液透气膜覆盖所述单向排气阀；

或者，所述防液透气膜和所述单向排气阀均连接于所述软包外壳的外壁，所述防液透气膜覆盖所述透气孔，所述单向排气阀覆盖所述防液透气膜。

在一种可实现的方式中，沿所述软包外壳的排气方向上，所述防液透气膜位于所述单向排气阀的下游。

在一种可实现的方式中，所述单向排气阀连接于所述软包外壳的内壁，所述防液透气膜连接于所述软包外壳的外壁，所述单向排气阀和所述防液透气膜均覆盖所述透气孔；

或者，所述防液透气膜和所述单向排气阀均连接于所述软包外壳的内壁，所述防液透气膜覆盖所述透气孔，所述单向排气阀覆盖所述防液透气膜；

或者，所述防液透气膜和所述单向排气阀均连接于所述软包外壳的外壁，所述单向排气阀覆盖所述透气孔，所述防液透气膜覆盖所述单向排气阀。

在一种可实现的方式中，所述单向排气防液装置还包括具有通孔的阀座，所述阀座连接于所述软包外壳，所述通孔对应所述透气孔设置；所述防液透气膜和所述单向排气阀均设置于所述阀座的通孔内。

在一种可实现的方式中，沿所述软包外壳的排气方向上，所述防液透气膜位于所述单向排气阀的上游或下游。

在一种可实现的方式中，所述阀座与所述软包外壳的内壁或外壁相连。

在一种可实现的方式中，所述防液透气膜选用高分子材料，选用的高分子材料的相对分子量为10³～10⁸，相对分子量分布指数为1.0～3.0。

在一种可实现的方式中，所述软包外壳包括顶封区和电解液区，所述电解液区位于所述顶封区的一侧；所述透气孔设置于所述电解液区。

在一种可实现的方式中，所述透气孔靠近所述顶封区设置。

在一种可实现的方式中，所述单向排气防液装置与所述透气孔均为多个且一一对应，每个所述单向排气防液装置密封一个对应的所述透气孔；

或者，所述单向排气防液装置为一个，该单向排气防液装置密封所有所述透气孔；

或者，所述透气孔和所述单向排气防液装置均为多个，至少有一个所述单向排气防液装置密封多个所述透气孔，其余每个所述单向排气防液装置各自密封至少一个所述透气孔。

在一种可实现的方式中，所述透气孔的总面积为0.0001-900mm²。

在一种可实现的方式中，所述单向排气防液装置与所述软包外壳之间通过粘接固定或卡接固定或螺接固定。

本实用新型提供的软包电芯，通过在软包外壳上设置透气孔，并在透气孔处设置单向排气防液装置，单向排气防液装置能够阻隔液体并单向排气，以使软包外壳内的气体能够通过单向排气防液装置单向排出至软包外壳外，从而避免因内部压力过大而导致的软包电芯变形或软包外壳破裂，并能够避免电解液泄漏，同时能够避免外界的水汽进入软包外壳内。该软包电芯结构简单可靠、安全性高、封装方便且生产成本低。

附图说明

图1为本实用新型实施例中软包电芯的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中软包电芯在单向排气阀还未打开时的局部截面示意图。

图3为本实用新型实施例中软包电芯在单向排气阀打开后的局部截面示意图。

图4为本实用新型另一实施例中软包电芯的局部截面示意图。

图5为本实用新型另一实施例中软包电芯的局部截面示意图。

图6为本实用新型另一实施例中软包电芯的局部截面示意图。

图7为本实用新型另一实施例中软包电芯的局部截面示意图。

图8为本实用新型另一实施例中软包电芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

如图1及图2所示，本实用新型实施例提供一种软包电芯，包括软包外壳1及设置于软包外壳1内的裸电芯2，软包外壳1内设有电解液，裸电芯2浸润在电解液中。软包外壳1上设有至少一个透气孔11，软包电芯还包括单向排气防液装置3，单向排气防液装置3设置于透气孔11位置处并密封透气孔11；单向排气防液装置3能够阻隔液体并单向排气，以使软包外壳1内的气体能够通过单向排气防液装置3单向排出至软包外壳1外。

具体地，本实施例提供的软包电芯，通过在软包外壳1上设置透气孔11，并在透气孔11处设置单向排气防液装置3，单向排气防液装置3能够阻隔液体并单向排气，以使软包外壳1内产生的气体能够通过单向排气防液装置3单向排出至软包外壳1外，从而避免因内部压力过大而导致的软包电芯变形或软包外壳1破裂，并能够避免电解液泄漏，同时能够避免外界的水汽进入软包外壳1内。该软包电芯结构简单可靠、安全性高、封装方便且生产成本低。

作为一种实施方式，软包外壳1为铝塑膜。

作为一种实施方式，单向排气防液装置3设置于软包外壳1内，单向排气防液装置3与软包外壳1的内壁相连。

作为另一种实施方式，单向排气防液装置3设置于软包外壳1外，单向排气防液装置3与软包外壳1的外壁相连。当然，在其它实施例中，软包外壳1的内外均可设置单向排气防液装置3。

作为一种实施方式，单向排气防液装置3与透气孔11均为多个且一一对应，每个单向排气防液装置3密封一个对应的透气孔11。当然，在其他的实施例中，单向排气防液装置3也可以为一个，该单向排气防液装置3密封所有透气孔11；或者，透气孔11和单向排气防液装置3均为多个，至少有一个单向排气防液装置3密封多个透气孔11，其余每个单向排气防液装置3各自密封至少一个透气孔11。

如图1及图2所示，作为一种实施方式，单向排气防液装置3包括防液透气膜31和单向排气阀32，防液透气膜31和单向排气阀32均设置于透气孔11位置处，防液透气膜31能够阻隔液体并透过气体。单向排气阀32能够单向排气，单向排气阀32具有相对设置的进气端32A和排气端32B(即气体能够从单向排气阀32的进气端32A进入并从排气端32B排出，而不能反向从排气端32B进入、从进气端32A排出)；沿软包外壳1的排气方向上(即沿着气体从软包外壳1内排出至软包外壳1外的排气方向上)，单向排气阀32的进气端32A位于其排气端32B的上游(即软包外壳1内的气体在排出时，气体先经过单向排气阀32的进气端32A，再经过单向排气阀32的排气端32B)。通过防液透气膜31和单向排气阀32相配合，从而实现单向排气防液装置3阻隔液体及单向排气的功能。

具体地，如图2所示，当软包外壳1内的压力小于单向排气阀32的压力阈值时，单向排气阀32处于关闭状态，软包外壳1内的气体和液体在防液透气膜31和单向排气阀32的阻挡作用下无法排出至软包外壳1外；如图3所示，当软包外壳1内的压力大于或等于单向排气阀32的压力阈值时，单向排气阀32在内外压差的作用下打开，软包外壳1内的气体依次经过防液透气膜31和单向排气阀32后排出至软包外壳1外，而软包外壳1内的液体在防液透气膜31的阻挡作用下无法排出。

如图2所示，作为一种实施方式，防液透气膜31和单向排气阀32分别连接于软包外壳1，沿软包外壳1的排气方向上，防液透气膜31位于单向排气阀32的上游，软包外壳1内的气体在排出时，气体先经过防液透气膜31，再经过单向排气阀32。如此设置，利用防液透气膜31阻隔液体的功能，能够避免电解液进入至单向排气阀32内部而影响单向排气阀32的排气功能。

如图2所示，作为一种实施方式，防液透气膜31设置于软包外壳1内并与软包外壳1的内壁相连，单向排气阀32设置于软包外壳1外并与软包外壳1的外壁相连，防液透气膜31和单向排气阀32均覆盖透气孔11。

如图4所示，作为另一种实施方式，防液透气膜31和单向排气阀32均设置于软包外壳1内，防液透气膜31和单向排气阀32均与软包外壳1的内壁相连，单向排气阀32覆盖透气孔11，防液透气膜31覆盖单向排气阀32。

如图5所示，作为另一种实施方式，防液透气膜31和单向排气阀32均设置于软包外壳1外，防液透气膜31设置于单向排气阀32与软包外壳1的外壁之间，防液透气膜31和单向排气阀32均与软包外壳1的外壁相连，防液透气膜31覆盖透气孔11，单向排气阀32覆盖防液透气膜31。

当然，在其它实施例中，沿软包外壳1的排气方向上，防液透气膜31也可以设置于单向排气阀32的下游。作为一种实施方式，单向排气阀32连接于软包外壳1的内壁，防液透气膜31连接于软包外壳1的外壁，单向排气阀32和防液透气膜31均覆盖透气孔11。作为另一种实施方式，防液透气膜31和单向排气阀32均连接于软包外壳1的内壁，防液透气膜31覆盖透气孔11，单向排气阀32覆盖防液透气膜31。作为另一种实施方式，防液透气膜31和单向排气阀32均连接于软包外壳1的外壁，单向排气阀32覆盖透气孔11，防液透气膜31覆盖单向排气阀32。

如图6所示，作为另一种实施方式，单向排气防液装置3还包括具有通孔331的阀座33，阀座33连接于软包外壳1，通孔331对应透气孔11设置；防液透气膜31和单向排气阀32均设置于阀座33的通孔331内，防液透气膜31和单向排气阀32均与通孔331的内壁相连。

如图6所示，作为一种实施方式，沿软包外壳1的排气方向上，防液透气膜31位于单向排气阀32的上游。当然，在其它实施例中，沿软包外壳1的排气方向上，防液透气膜31也可以设置于单向排气阀32的下游。

如图6所示，作为一种实施方式，阀座33设置于软包外壳1内，阀座33与软包外壳1的内壁相连。

如图7所示，作为另一种实施方式，阀座33设置于软包外壳1外，阀座33与软包外壳1的外壁相连。

作为一种实施方式，防液透气膜31选用高分子材料，选用的高分子材料的相对分子量为10³～10⁸，相对分子量分布指数为1.0～3.0。

作为另一种实施方式，防液透气膜31选用的高分子材料的相对分子量为10⁵～10⁷，相对分子量分布指数为1.0～1.5。

作为一种实施方式，透气孔11的总面积为0.0001-900mm²。

作为另一种实施方式，透气孔11的总面积为0.01-9mm²。

作为一种实施方式，透气孔11的数量为1～10000个。

作为另一种实施方式，透气孔11的数量为1～100个。

如图1或图8所示，作为一种实施方式，软包外壳1包括出极耳21的顶封区10A(即软包外壳1的极耳封边区)以及用于容纳裸电芯2和电解液的电解液区10B。电解液区10B位于顶封区10A的一侧，透气孔11设置于电解液区10B，且透气孔11靠近顶封区10A设置。单向排气防液装置3设置于透气孔11处。

如图1所示，作为一种实施方式，当软包电芯采用单侧出极耳21的结构时，电解液区10B的一侧连接有顶封区10A。

如图1所示，作为一种实施方式，顶封区域10A沿软包电芯的长度方向L延伸设置，电解液区10B设有多个透气孔组，每个透气孔组包含至少一个透气孔11，多个透气孔组靠近该顶封区域10A设置，且多个透气孔组沿软包电芯的长度方向L排列设置。

如图8所示，作为另一种实施方式，当软包电芯采用双侧出极耳21的结构时，电解液区10B的相对两侧均设有顶封区域10A，电解液区10B于分别靠近两个顶封区域10A的相对两侧中，至少有一侧设有多个透气孔组。顶封区域10A沿软包电芯的宽度方向W延伸设置；设于电解液区10B一侧的各透气孔组沿软包电芯的宽度方向W排列设置，每个透气孔组包含至少一个透气孔11。

作为一种实施方式，一个单向排气防液装置3需要密封多个透气孔11，且该单向排气防液装置3的防液透气膜31和单向排气阀32分别连接于软包外壳1，当该单向排气防液装置3的防液透气膜31直接覆盖透气孔11或需要覆盖单向排气阀32时，该单向排气防液装置3的防液透气膜31的数量为一个，该一个防液透气膜31同时密封所在单向排气防液装置3所对应的所有的透气孔11或所有的单向排气阀32；当然，在其他实施例中，该单向排气防液装置3的防液透气膜31的数量也可以为多个，每个防液透气膜31密封所在单向排气防液装置3所对应的至少一个透气孔11或至少一个单向排气阀32。

作为一种实施方式，一个单向排气防液装置3需要密封多个透气孔11，且该单向排气防液装置3的防液透气膜31和单向排气阀32分别连接于软包外壳1，当该单向排气防液装置3的单向排气阀32直接覆盖透气孔11或需要覆盖防液透气膜31时，该单向排气防液装置3的单向排气阀32的数量为一个，该一个单向排气阀32同时密封所在单向排气防液装置3所对应的所有的透气孔11或所有防液透气膜31；当然，在其他实施例中，该单向排气防液装置3的单向排气阀32的数量可以为多个，每个单向排气阀32密封所在单向排气防液装置3所对应的至少一个透气孔11或至少一个防液透气膜31。

如图6所示，作为一种实施方式，透气孔11的数量为多个，防液透气膜31和单向排气阀32均通过阀座33连接软包外壳1，阀座33的数量为一个，该一个阀座33及其上设置的防液透气膜31和单向排气阀32密封所有透气孔11；或者，阀座33的数量为多个，每个阀座33及其上设置的防液透气膜31和单向排气阀32密封一个或多个透气孔11。

作为一种实施方式，透气孔11的形状可以为圆形、椭圆形、正方形、长方形、菱形等规则形状，当然也可以为其它不规则的形状，在此不作限定。

作为一种实施方式，单向排气阀32可以为现有技术的纽扣式之类的单向排气阀结构。作为一种实施方式，防液透气膜31的材质包括但不限于聚砜类及其衍生物、含氟聚合物、聚苯醚及其衍生物、聚二甲基硅氧烷及其衍生物、聚酰胺或聚酰亚胺及其衍生物、聚氨酯或聚酯及其衍生物、聚烯烃类及其衍生物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物等。作为优选，防液透气膜31的材质可为聚烯烃类衍生物，如聚乙烯、聚丙烯腈；或者为含氟聚合物，如聚四氟乙烯；或者为聚二甲基硅氧烷及其衍生物，如聚二甲基硅氧烷；或者为聚氨酯类衍生物，如热塑性聚氨酯弹性体。防液透气膜31的材质也可为上述两种或两种以上材料的混合，混合的方式可以为直接混合，也可以为多层式复合。

作为一种实施方式，单向排气防液装置3(包括防液透气膜31和单向排气阀32)与软包外壳1之间可以通过粘接固定或卡接固定或螺接固定；当为卡接或螺接的连接方式时，同时设置垫片、密封圈(图未示)等进行密封。其中，粘接固定可以为粘结剂粘合、热压粘合或热熔粘合(例如激光焊接、超声波焊接)等。作为优选，单向排气防液装置3与软包外壳1可以通过粘结剂粘合或热压粘合。当采用卡接固定或螺接固定时，可以在单向排气防液装置3上设置安装环(图未示)，同时在软包外壳1上设置用于螺接或卡接该安装环的座环(图未示)。

软包外壳1通常包含PP内层，铝中间层，以及尼龙外层，为避免电解液接触透气孔11边缘处暴露的铝层，沿软包外壳1的排气方向上，在防液透气膜31设置在软包外壳1外侧的方案下，透气孔11的边缘处封胶，以避免电解液接触透气孔11边缘处而腐蚀软包外壳1的铝层。

本实用新型实施例提供的软包电芯，通过在软包外壳1上设置透气孔11，并在透气孔11处设置单向排气防液装置3，单向排气防液装置3能够阻隔液体并单向排气，以使软包外壳1内的气体能够通过单向排气防液装置3单向排出至软包外壳1外，从而避免因内部压力过大而导致的软包电芯变形或软包外壳1破裂，并能够避免电解液泄漏，同时能够避免外界的水汽进入软包外壳1内。该软包电芯结构简单可靠、安全性高、封装方便且生产成本低。

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，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种软包电芯，包括软包外壳(1)及设置于所述软包外壳(1)内的裸电芯(2)，其特征在于，所述软包外壳(1)上设有至少一个透气孔(11)，所述软包电芯还包括单向排气防液装置(3)，所述单向排气防液装置(3)设置于所述透气孔(11)处并密封所述透气孔(11)；所述单向排气防液装置(3)能够阻隔液体并单向排气，以使所述软包外壳(1)内的气体能够通过所述单向排气防液装置(3)单向排出至所述软包外壳(1)外。

2.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述单向排气防液装置(3)包括防液透气膜(31)和单向排气阀(32)，所述防液透气膜(31)和所述单向排气阀(32)均设置于所述透气孔(11)位置处；所述防液透气膜(31)能够阻隔液体并透过气体；所述单向排气阀(32)能够单向排气。

3.如权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，所述单向排气阀(32)具有相对设置的进气端(32A)和排气端(32B)，沿所述软包外壳(1)的排气方向上，所述单向排气阀(32)的进气端(32A)位于其排气端(32B)的上游。

4.如权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，沿所述软包外壳(1)的排气方向上，所述防液透气膜(31)位于所述单向排气阀(32)的上游。

5.如权利要求4所述的软包电芯，其特征在于，所述防液透气膜(31)连接于所述软包外壳(1)的内壁，所述单向排气阀(32)连接于所述软包外壳(1)的外壁，所述防液透气膜(31)和所述单向排气阀(32)均覆盖所述透气孔(11)；

或者，所述防液透气膜(31)和所述单向排气阀(32)均连接于所述软包外壳(1)的内壁，所述单向排气阀(32)覆盖所述透气孔(11)，所述防液透气膜(31)覆盖所述单向排气阀(32)；

或者，所述防液透气膜(31)和所述单向排气阀(32)均连接于所述软包外壳(1)的外壁，所述防液透气膜(31)覆盖所述透气孔(11)，所述单向排气阀(32)覆盖所述防液透气膜(31)。

6.如权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，沿所述软包外壳(1)的排气方向上，所述防液透气膜(31)位于所述单向排气阀(32)的下游。

7.如权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，所述单向排气防液装置(3)还包括具有通孔(331)的阀座(33)，所述阀座(33)连接于所述软包外壳(1)，所述通孔(331)对应所述透气孔(11)设置；所述防液透气膜(31)和所述单向排气阀(32)均设置于所述阀座(33)的通孔(331)内。

8.如权利要求7所述的软包电芯，其特征在于，沿所述软包外壳(1)的排气方向上，所述防液透气膜(31)位于所述单向排气阀(32)的上游或下游。

9.如权利要求7所述的软包电芯，其特征在于，所述阀座(33)与所述软包外壳(1)的内壁或外壁相连。

10.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述软包外壳(1)包括顶封区(10A)和电解液区(10B)，所述电解液区(10B)位于所述顶封区(10A)的一侧；所述透气孔(11)设置于所述电解液区(10B)。

11.如权利要求10所述的软包电芯，其特征在于，所述透气孔(11)靠近所述顶封区(10A)设置。

12.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述单向排气防液装置(3)与所述透气孔(11)均为多个且一一对应，每个所述单向排气防液装置(3)密封一个对应的所述透气孔(11)；

或者，所述单向排气防液装置(3)为一个，该单向排气防液装置(3)密封所有所述透气孔(11)；

或者，所述透气孔(11)和所述单向排气防液装置(3)均为多个，至少有一个所述单向排气防液装置(3)密封多个所述透气孔(11)，其余每个所述单向排气防液装置(3)各自密封至少一个所述透气孔(11)。

13.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述透气孔(11)的总面积为0.0001-900mm²。

14.如权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述单向排气防液装置(3)与所述软包外壳(1)之间通过粘接固定或卡接固定或螺接固定。

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