CN220065848U - 软包电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种软包电池。软包电池包括电芯、极耳、防爆壳以及铝塑膜。将铝塑膜包覆于电芯和防爆壳上后，对储气室和密封空间抽气，使其处于负压状态，此时的弹性膜两侧的气压相同。在电池放电的过程中有气体产生，气体从进气孔进入储气室。随着储气室内的气体多，储气室内的气压逐渐增大。使弹性膜两侧出现气压差，由于储气室内的气压大于密封空间内的气压，弹性膜会朝向铝塑膜的方向形变，进而使尖状物朝向铝塑膜的方向移动并刺破铝塑膜，并使铝塑膜和防爆壳不再处于密封状态，气体沿铝塑膜和防爆壳之间流动并从铝塑膜的刺破口排出，进而实现定向防爆。

Description

软包电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种软包电池。

背景技术

软包电池是一种带有聚合物外壳的电池，其结构采用铝塑膜包装。软包电池与硬壳电池相比，具有体积小、重量轻、比能量高、安全性高、设计灵活等优点。

例如，软包电池的重量比同等容量的钢壳锂电池轻40％，比铝壳电池轻20％，组成电池组的容量比相同规格尺寸的钢壳电池高10～15％，比铝壳电池高5～10％。软包电池的设计灵活，可根据客户需求定制软包装锂离子电池组的形状，并可开发新的电池型号。

此外，软包电池组的内阻小于锂离子电池组。目前，国产软包装电池单体的最小内阻可以小于35m，大大降低了电池的自功耗。因此，软包电池在中高端产品上的应用越来越多。

软包电池一般包括电芯和封装在电芯外部的铝塑膜。在电池的使用过程中，电池容易产生大量气体，导致电池内部的压力急剧上升，使电池具有爆炸的风险。随着人们对锂电池提出更高的安全性要求，软包电池的防爆设计也得到越来越多的关注。

现有技术中的软包电池设计了防爆结构，即在铝塑膜与电芯的封装边涂防爆层，当大量气体使电池内部的压力急剧上升时，涂有防爆层的封装边会先涨裂，使气体排出，进而防止电池发生爆炸。但封装边的涨裂位置不可控，进而使防爆效果不好。

还有的软包电池，将铝塑膜的某个区域做薄，使该区域的铝塑膜强度降低，以便气体容易从铝塑膜的该区域冲破，实现电池的防爆。但将铝塑膜的部分区域做薄会影响电池的整体使用寿命，且铝塑膜具有一定韧性，无法保证铝塑膜一定会在上述区域定点爆破，因此，防爆效果也不好。

因此，亟待需要一种电池以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种软包电池，解决了现有的软包电池防爆效果不好的问题。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

软包电池，包括电芯和铝塑膜，铝塑膜包覆在电芯外侧，该软包电池还包括：

防爆壳，设置于铝塑膜内，防爆壳的内侧与所述电芯的外侧形成储气室，用于容纳所述电芯产生的气体；

防爆壳上设置有气压孔，气压孔由所述防爆壳从所述铝塑膜向储气室内延伸形成，并在所述气压孔的延伸端部设置有弹性膜，以形成密封空间；

密封空间内设置有尖状物，所述尖状物包含固定端和自由端，所述固定端连接于所述弹性膜，所述自由端朝向所述铝塑膜；

电芯产生的气体能够进入储气室，以使储气室的气压大于密封空间的气压，使弹性膜产生形变，以推动尖状物的自由端刺破铝塑膜。

作为优选，防爆壳上位于密封空间周向边缘的部位与铝塑膜以密封胶密封粘接。

作为优选，弹性膜未与尖状物连接的部位设置有单向气阀，单向气阀能将气体由密封空间单向排进储气室。

作为优选，极耳和电极片设置于储气室内，防爆壳上还设置有避让口，相连接的极耳与电极片穿设于避让口，且极耳穿设于铝塑膜并与铝塑膜密封。

作为优选，极耳与铝塑膜以极耳胶密封连接。

作为优选，防爆壳包括限位部，限位部能够对相连接的极耳与电极片限位。

作为优选，防爆壳还包括安装部，安装部用于与电芯的端部安装，限位部连接于安装部，安装部抵接在电芯端部。

作为优选，防爆壳上设置有进气孔，将电芯产生的气体通过进气孔排进储气室。

作为优选，进气孔内还设置有气体转移膜，以阻挡电解液流入储气室。

作为优选，尖状物的长度大于密封空间的高度，当对储气室抽真空后，尖状物的顶尖位于密封空间内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的软包电池，将铝塑膜包覆于电芯和防爆壳上后，对储气室和密封空间抽气，使其处于负压状态，此时的弹性膜两侧的气压相同。电池产生的气体进入储气室。随着储气室内的气体多，储气室内的气压逐渐增大。使弹性膜两侧出现气压差，由于储气室内的气压大于密封空间内的气压，弹性膜会朝向铝塑膜的方向形变，进而使尖状物的自由端朝向铝塑膜的方向移动并在储气室内的气压足够大时刺破铝塑膜，使得铝塑膜和防爆壳不再处于密封状态，气体沿铝塑膜和防爆壳之间流动并从铝塑膜的刺破口排出，进而实现定向防爆。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为实施例一的软包电池剖面图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为实施例二的部分软包电池结构的剖面图；

图4为实施例三的部分软包电池结构的剖面图。

附图标记：

1、电芯；11、电极片；

2、极耳；

3、防爆壳；31、储气室；32、进气孔；33、避让口；34、限位部；35、安装部；

4、弹性膜；5、尖状物；6、铝塑膜；

7、密封空间；8、单向气阀；9、密封胶。

具体实施方式

本实用新型提供了示例实施例，使得本公开将是详尽的，并且将向本领域技术人员全面地传达范围。阐述了许多具体细节(诸如，具体组合物、部件、装置和方法的示例)，以提供对本公开的实施例的详尽理解。对于本领域的技术人员来说将显而易见的是，具体细节无需被采用，示例实施例可以以许多不同形式来实施，且这两者都不应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施例中，未详细描述众所周知的过程、众所周知的装置结构以及众所周知的技术。

本文中所使用的术语仅仅是为了描述特定示例实施例的目的，而并不旨在为限制性的。如本文中所使用，除非上下文另有明确指示，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”是包括性的，且因此指定所陈述的特征、元件、组合物、步骤、整体、操作和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。尽管开放式术语“包含”将被理解为用于描述和要求保护本文中所阐述的各种实施例的非限制性术语，但在某些方面，该术语可替代性地理解为取而代之是更具限制性和约束性的术语，诸如“由...组成”或“基本上由...组成”。因此，对于列举组合物、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤的任何给定实施例，本公开还具体地包括由这样的所列举的组合物、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤组成或基本上由其组成的实施例。在“由......组成”的情况下，替代性实施例排除任何附加的组合物、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤，而在“基本上由......组成”的情况下，实质上影响基本和新颖特性的任何附加的组合物、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤被排除在这样的实施例之外，但是不实质上影响基本和新颖特性的任何组合物、材料、部件、元件、特征、整体、操作和/或过程步骤能够被包括在实施例中。

除非具体地被标识为执行顺序，否则本文中所描述的任何方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或图示的特定顺序执行。还应理解的是，除非另有指示，否则可采用附加的或替代的步骤。

当部件、元件或层被称为“在另一元件或层上”、“接合到”、“连接到”或“联接到”另一元件或层时，它可直接在另一部件、元件或层上、接合、连接或联接到另一部件、元件或层，或者可存在介入的元件或层。相反，当元件被称为“直接在另一元件或层上”、“直接接合到”、“直接连接到”或“直接联接到”另一元件或层时，可不存在介入的元件或层。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似的方式解释(例如，“在……之间”相对于“直接在……之间”、“邻近”相对于“直接邻近”等)。如本文中所使用，术语“和/或”包括关联的所列项目中的一个或多个的任何和所有组合。

尽管本文中术语“第一”、“第二”、“第三”等可用于描述各种步骤、元件、部件、区域、层和/或区段，但是除非另有指示，否则这些步骤、元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语仅可用于区分一个步骤、元件、部件、区域、层或区段与另一步骤、元件、部件、区域、层或区段。除非由上下文明确指示，否则当在本文中使用时诸如“第一”、“第二”和其他数字术语的术语并不暗示序列或顺序。因此，在不脱离示例实施例的教导的情况下，下文所讨论的第一步骤、元件、部件、区域、层或区段可被称为第二步骤、元件、部件、区域、层或区段。

为了便于描述，本文中可使用空间上或时间上相对的术语(诸如，“之前”、“之后”、“内”、“外”、“在...下方”、“在...下面”、“下部”、“在...上方”、“上部”等等)，以描述一个元件或特征与如图中所图示的另一(另一些)元件或特征的关系。除了图中所描绘的取向之外，空间上或时间上相对的术语还可旨在涵盖使用或操作中的装置或系统的不同取向。

另外，范围的公开包括在整个范围内的所有值和进一步划分的范围的公开，包括针对这些范围给出的端点和子范围。

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种软包电池，软包电池包括电芯1、极耳2、防爆壳3以及铝塑膜6，极耳2与电芯1的电极片11连接，软包电池还包括：

防爆壳3，设置于铝塑膜6内，防爆壳3的内侧与电芯1的外侧形成储气室31，用于容纳电芯1产生的气体；

防爆壳3上设置有气压孔，气压孔由防爆壳3从铝塑膜6向储气室31内延伸形成，并在气压孔的延伸端部设置有弹性膜4，以形成密封空间7；

密封空间7内设置有尖状物5，尖状物5包含固定端和自由端，固定端连接于所述弹性膜4，自由端朝向所述铝塑膜6；

电芯1产生的气体能够进入所述储气室31，以使储气室31的气压大于密封空间7的气压，使弹性膜4产生形变，以推动尖状物5的自由端刺破铝塑膜6。

具体而言，在将铝塑膜6包覆于电芯1和防爆壳3上后，会对软包电池的开口进行抽真空密封，在抽真空时，对储气室31和密封空间7抽气，使其处于负压状态，此时的弹性膜4两侧的气压相同。在电池放电的过程中有气体产生，气体进入储气室31。随着储气室31内的气体多，储气室31内的气压逐渐增大。使弹性膜4两侧出现气压差，由于储气室31内的气压大于密封空间7内的气压，弹性膜4会朝向铝塑膜6的方向形变，进而使尖状物5朝向铝塑膜6的方向移动并刺破铝塑膜6，并使铝塑膜6和防爆壳3不再处于密封状态，气体沿铝塑膜6和防爆壳3之间流动并从铝塑膜6的刺破口排出，进而实现定向防爆。

与现有技术中的软包电池在铝塑膜与电芯的封装边涂防爆层不同，本实用新型提供的软包电池，将铝塑膜6包覆于电芯1和防爆壳3上后，对储气室31和密封空间7抽气，使其处于负压状态，此时的弹性膜4两侧的气压相同。电池产生的气体进入储气室31。随着储气室31内的气体多，储气室31内的气压逐渐增大。使弹性膜4两侧出现气压差，由于储气室31内的气压大于密封空间7内的气压，弹性膜4会朝向铝塑膜6的方向形变，进而使尖状物5的自由端朝向铝塑膜6的方向移动并在储气室31内的气压足够大时刺破铝塑膜6，使得铝塑膜6和防爆壳3不再处于密封状态，气体沿铝塑膜6和防爆壳3之间流动并从铝塑膜6的刺破口排出，解决了现有技术中封装边的爆裂位置不可控，防爆效果不好的技术问题。

于本实施例中，防爆壳3上设置有进气孔32，将电芯1产生的气体通过进气孔32排进储气室31。

进一步地，极耳2和电极片11焊接，为了使铝塑膜6的封装效果更好，且为了提高电池内部空间的利用率，极耳2和电极片11设置于储气室31内，防爆壳3上还设置有避让口33，相连接的极耳2与电极片11穿设于避让口33，且极耳2穿设于铝塑膜6并与铝塑膜6密封。

进一步地，极耳2与铝塑膜6以极耳胶密封连接。以使极耳2与铝塑膜6密封，且极耳胶起到绝缘的用作，可通过加热使极耳胶与铝塑膜6以及极耳2粘合在一起，粘合操作更便捷。

实施例二：

本实施例二与实施例一的不同之处在于密封空间7的密封方式不同，如图3所示，防爆壳3上位于密封空间7周向边缘的部位与铝塑膜6以密封胶9粘接。为了防止电芯1产生的气体也会沿铝塑膜6和防爆壳3之间流动至密封空间7内，防爆壳3和铝塑膜6以密封胶9粘接可以使密封效果会更好。

作为优选，密封胶9采用非固化密封胶，以使尖状物5顶出并刺破铝塑膜6时，密封胶9也被铝塑膜6带动并撕裂，使防爆壳3由密封胶9粘贴的地方与铝塑膜6分离，进而使电芯1产生的气体沿铝塑膜6和防爆壳3之间流动并从铝塑膜6的刺破口排出。

具体地，尖状物5上位于顶尖下方的位置设有卡接部，当尖状物5顶出且顶尖刺破铝塑膜6后，铝塑膜6的破口处卡接在卡接部上，尖状物5继续顶出，以使卡接部带动铝塑膜6运动，进而使密封胶9撕裂，防爆壳3与铝塑膜6分离，以将气体排出。

进一步地，弹性膜4未与尖状物5连接的部位设置有单向气阀8，单向气阀8能将气体由密封空间7单向排进储气室31。在对软包电池进行抽真空封装时，直接对储气室31进行抽气，即可实现密封空间7内的气体经过单向气阀8进入储气室31并被抽出，且气体无法倒流回密封空间7，该方案使抽气操作更简便。

进一步地，在对储气室31抽气时，为了防止极耳2与电极片11发生移位，同时防止在抽真空时防爆壳3与电芯1端部发生错位，防爆壳3上还设置有限位部34，限位部34能够对相连接的极耳2与电极片11限位。

具体地，限位部34形成限位通道，通道的一端与防爆壳3上的避让口33连接，通道的另一端连接安装部35，安装部35垂直于通道，并且其边缘连接在防爆壳3远离避让口33的一端。相连接的极耳2与电极片11穿过安装部35限位于限位通道内，并且安装部35抵接在电芯1的端部。避免在使用过程中电芯1的端部与防爆壳3发生错位，保证了在电池的长时间使用过程中，极耳2与电极片11更稳定。

在一些实施例中，安装部35的边缘可以与防爆壳3的端部密封连接，这种情况下防爆壳3的进气孔32开设在防爆壳3的内侧壁上。进一步地，进气孔32内还设置有气体转移膜，气体转移膜能对液体进行阻挡且能够供气体通过，当电池为液态电池时，气体转移膜阻止电解液流入储气室31，并且在电芯1产生气体时，能够使气体通过进入到储气室31内；当电池为固态电池时，气体转移膜也能够供气体通过进入储气室31。因此，气体转移膜的设置兼容了液态电池和固态电池。

在其他一些实施例中，安装部35的边缘还可以与防爆壳3的连接部分留有空隙，这种情况下，防爆壳3的进气孔32连通空隙，当电芯1产生气体时，气体可以从这些空隙中经过进气孔32进入到储气室31内。

实施例三：

如图4所示，本实施例三提供的软包电池，其与实施例一的不同之处在于尖状物5不同。

具体地，尖状物5的长度大于密封空间7的高度。密封空间7为常压状态，当对储气室31抽真空后，储气室31的气压降低，弹性膜4朝向储气室31内形变，以使尖状物5的顶尖位于密封空间7内。

当电芯1产生气体并进入储气室31，随着储气室31的气压逐渐升高，弹性膜4在气压的作用下，以及在弹性膜4自身弹性形变的弹力作用下，弹性膜4向铝塑膜6方向移动，由此带动了尖状物5朝向铝塑膜6顶出并刺破铝塑膜6，该方案可使尖状物5更容易刺破铝塑膜6。需要说明的是，尖状物5的长度以及密封空间7的高度应做广义理解，即尖状物5沿密封空间7的高度方向竖直设置。

本实用新型提供的软包电池，将铝塑膜6包覆于电芯1和防爆壳3上后，对储气室31和密封空间7抽气，使其处于负压状态，此时的弹性膜4两侧的气压相同。电池产生的气体进入储气室31。随着储气室31内的气体多，储气室31内的气压逐渐增大。使弹性膜4两侧出现气压差，由于储气室31内的气压大于密封空间7内的气压，弹性膜4会朝向铝塑膜6的方向形变，进而使尖状物5的自由端朝向铝塑膜6的方向移动并在储气室31内的气压足够大时刺破铝塑膜6，使得铝塑膜6和防爆壳3不再处于密封状态，气体沿铝塑膜6和防爆壳3之间流动并从铝塑膜6的刺破口排出，进而实现定向防爆。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.软包电池，包括电芯(1)和铝塑膜(6)，所述铝塑膜(6)包覆在所述电芯(1)外侧，其特征在于，还包括：

防爆壳(3)，设置于所述铝塑膜(6)内，所述防爆壳(3)的内侧与所述电芯(1)的外侧形成储气室(31)，用于容纳所述电芯(1)产生的气体；

所述防爆壳(3)上设置有气压孔，所述气压孔由所述防爆壳(3)从所述铝塑膜(6)向所述储气室(31)内延伸形成，并在所述气压孔的延伸端部设置有弹性膜(4)，以形成密封空间(7)；

所述密封空间(7)内设置有尖状物(5)，所述尖状物(5)包含固定端和自由端，所述固定端连接于所述弹性膜(4)，所述自由端朝向所述铝塑膜(6)；

所述电芯(1)产生的气体能够进入所述储气室(31)，以使所述储气室(31)的气压大于所述密封空间(7)的气压，使所述弹性膜(4)产生形变，以推动所述尖状物(5)的自由端刺破所述铝塑膜(6)。

2.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，所述防爆壳(3)上位于所述密封空间(7)周向边缘的部位与所述铝塑膜(6)以密封胶(9)密封粘接。

3.根据权利要求2所述的软包电池，其特征在于，所述弹性膜(4)未与所述尖状物(5)连接的部位设置有单向气阀(8)，所述单向气阀(8)能将气体由所述密封空间(7)单向排进所述储气室(31)。

4.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，极耳(2)和电极片(11)设置于所述储气室(31)内，所述防爆壳(3)上还设置有避让口(33)，相连接的所述极耳(2)与所述电极片(11)穿设于所述避让口(33)，且所述极耳(2)穿设于所述铝塑膜(6)并与所述铝塑膜(6)密封。

5.根据权利要求4所述的软包电池，其特征在于，所述极耳(2)与所述铝塑膜(6)以极耳胶密封连接。

6.根据权利要求4所述的软包电池，其特征在于，所述防爆壳(3)包括限位部(34)，所述限位部(34)能够对相连接的所述极耳(2)与所述电极片(11)限位。

7.根据权利要求6所述的软包电池，其特征在于，所述防爆壳(3)还包括安装部(35)，所述安装部(35)用于与所述电芯(1)的端部安装，所述限位部(34)连接于所述安装部(35)，所述安装部(35)抵接在所述电芯(1)端部。

8.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，所述防爆壳(3)上设置有进气孔(32)，将所述电芯(1)产生的气体通过所述进气孔(32)排进所述储气室(31)。

9.根据权利要求8所述的软包电池，其特征在于，所述进气孔(32)内还设置有气体转移膜，以阻挡电解液流入所述储气室(31)。

10.根据权利要求1所述的软包电池，其特征在于，所述尖状物(5)的长度大于所述密封空间(7)的高度，当对所述储气室(31)抽真空后，所述尖状物(5)的顶尖位于所述密封空间(7)内。