專利名稱：一種易模塊化的聚合物鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種易模塊化的聚合物鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體涉及儲(chǔ)能及動(dòng)力等大容量鋰離子電池模塊單體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]目前，鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸由小容量、小規(guī)模應(yīng)用的數(shù)碼領(lǐng)域逐漸向大容量、大規(guī)模應(yīng)用的儲(chǔ)能及交通工具動(dòng)力領(lǐng)域擴(kuò)展，其大規(guī)模應(yīng)用通過單體電池串并聯(lián)組成電池模塊，再由電池模塊作為基本單元串并聯(lián)組成電池組供電。[0003]聚合物鋰離子電池具有能量密度高、安全性好，倍率特性好的優(yōu)點(diǎn)，目前受到客戶廣泛的親睞。但是由于聚合物電池外包裝為約0. Imm厚度的鋁塑復(fù)合膜，采用熱壓封口的模式，具有機(jī)械強(qiáng)度低，抗拉強(qiáng)度差，四邊封口處在彎折或者摩擦?xí)r容易導(dǎo)致破損、漏液等現(xiàn)象。特別是對大容量電池極片面積較大，鋁塑膜對電池極片約束力不夠，電池單體剛度、 強(qiáng)度較低，在長時(shí)間使用過程中容易發(fā)生電池變形現(xiàn)象，電池電性能極度下降，甚至可能造成電池由于內(nèi)部短路而發(fā)生安全事故。[0004]目前，電池組采用外部連接方式進(jìn)行串并聯(lián)使用，在電池較高倍率下充放電時(shí)，如果在電池模塊中沒有散熱通道而電池單體產(chǎn)生的熱量造成熱量累積，電池溫升高過安全值會(huì)導(dǎo)致電池起火爆炸等隱患。實(shí)用新型內(nèi)容[0005]為了解決現(xiàn)有聚合物鋰離子電池機(jī)械強(qiáng)度較低、鋁塑膜易磨損，其組合成電池模塊結(jié)構(gòu)復(fù)雜，封邊強(qiáng)度低，易破損等問題，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的聚合物鋰離子電池封裝結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)在于克服了聚合物鋰離子電池特別是容量比較高、極片面積比較大的聚合物鋰離子電池機(jī)械強(qiáng)度差，易變形、易漏液的缺點(diǎn)，并且在組合成電池模塊時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，穩(wěn)定性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。[0006]為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種聚合物鋰離子單體電池結(jié)構(gòu)，采用強(qiáng)度、剛度遠(yuǎn)高于鋁塑復(fù)合膜的高分子材料二次封裝的聚合物鋰離子電池。[0007]聚合物鋰離子電池單體采用鋁塑膜四邊熱封的結(jié)構(gòu)，在四周熱封邊處再采用聚合物材料封裝結(jié)構(gòu)。[0008]進(jìn)一步，其特征在于封裝的厚度設(shè)計(jì)如下極耳一邊和相對應(yīng)的電池底部一邊厚度與電池單體厚度相同，左右兩側(cè)的厚度超出電池厚度，單邊厚度超出電池厚度在0. 5mm 到2mm之間。[0009]聚合物鋰離子電池外部為鋁塑膜復(fù)合包裝膜，在1、2、3、4四個(gè)邊進(jìn)行封邊，熱封后的封邊在電池厚度方向(垂直于電池極片方向)處于中間位置。將封邊進(jìn)行切割，寬度在5mm到IOmm之間。其封邊不進(jìn)行折邊，保持封邊與電池極片平行，如圖I所示。[0010]將表面帶有保護(hù)膜的電池放置于下模具內(nèi)，扣合上模具。模具在極耳邊處留有通孔，使極耳伸出在模具外，并密封處理，使扣合的模具與電池側(cè)邊形成完整的封閉腔體，上、 下模具外形如圖2、圖3所示，[0011]將環(huán)氧樹脂、固化劑的粘稠溶液混合均勻，放置一個(gè)小時(shí)，目視無氣泡后，注入腔體內(nèi)。[0012]確保溶液填滿腔體，在腔體內(nèi)進(jìn)行常溫常壓聚合，聚合5-10個(gè)小時(shí)。固化成型后除去模具，繼續(xù)在常溫下聚合1-3個(gè)小時(shí)完成聚合，電池封裝結(jié)構(gòu)完成。[0013]采用在聚合物鋰離子電池單體本體上直接聚合，可以有效的保證封裝后的邊框與電池封邊及四邊粘接牢固，成為一體化結(jié)構(gòu)。同時(shí)采用常溫常壓聚合，有效的控制了聚合溫度不超過50°C，從而防止溫度過高對電池內(nèi)隔膜、電解液造成損傷，導(dǎo)致電池出現(xiàn)安全隱串■/Qi、O[0014]該結(jié)構(gòu)有效的解決了聚合物鋰離子電池與鋼殼電池相比密封性和外殼機(jī)械強(qiáng)度較差的缺點(diǎn)，大大增加了電池在使用、存儲(chǔ)、組合過程中的可靠性，并且在組合成電池模塊時(shí)結(jié)構(gòu)更為簡單，有效地減少了結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)；邊框可形成固有的通風(fēng)散熱通道，提高了電池模塊的強(qiáng)度和可靠性，保證了電池的電性能。


[0015]圖I單體電池封邊后示意圖[0016]圖2下模具示意圖[0017]圖3上模具示意圖[0018]圖4封膠后單體電池示意圖[0019]圖5電池模塊示意圖具體實(shí)施方式
[0020]
以下結(jié)合附圖說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例[0021]電池單體采用公司生產(chǎn)的500Ah聚合物鋰離子電池，采用四邊熱封工藝將電池封邊，封邊寬度裁減后保留寬度為10_，如圖I所示。將由石家莊利鼎電子材料有限公司提供的環(huán)氧樹脂(202A)和固化劑(202B)按照4 I的比例配制，加熱到60°C后攪拌，混合均勻，放置直至該粘稠溶液目視無氣泡。[0022]將上下模具(如圖2、3所示)內(nèi)層涂敷脫模劑后，將電池單體放置于下模具中，然后將上模具對應(yīng)扣合在下模具上，并將上下模具及電池固定牢固。將混合溶液注入模具內(nèi)， 在常溫常壓下聚合。8個(gè)小時(shí)后除去模具，繼續(xù)聚合3個(gè)小時(shí)，封裝完成，如圖4所示。其中上下邊框(圖4中5、7)厚度與電池單體厚度一致，為15mm，左右邊框(圖4中6、8)厚度為 18mm,上下各超出電池厚度I. 5mm。[0023]封裝后的鋰離子電池封裝邊框常規(guī)性能如下表所示[0024]序號12345項(xiàng)目彎曲強(qiáng)度 (MPa)拉伸強(qiáng)度 (MPa)剪切強(qiáng)度 (MPa)沖擊強(qiáng)度 (kJ/m2)絕緣電阻 (MO)測試值14221051314.9x103[0025]該結(jié)構(gòu)有效的解決了聚合物鋰離子電池采用鋁塑復(fù)合膜包裝機(jī)械強(qiáng)度差，易磨損的缺點(diǎn)，同時(shí)增加了封邊的強(qiáng)度，降低了電池漏液的可能性。[0026]圖5為該結(jié)構(gòu)聚合物鋰離子電池單體組成最基本的電池模塊示意圖。電池單體左右邊框與單體厚度差異形成的間距，在電池層疊組成電池模塊時(shí)直接相疊即可自然形成電池之間的通風(fēng)散熱通道，亦可滿足電池在充放電時(shí)對空間膨脹的要求，具有機(jī)械強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點(diǎn)。權(quán)利要求1.一種易模塊化的聚合物鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)，其特征在于聚合物鋰離子電池單體采用鋁塑膜四邊熱封的結(jié)構(gòu)，在四周熱封邊處再采用聚合物材料封裝結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種易模塊化的聚合物鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)，其特征在于封裝的厚度設(shè)計(jì)如下極耳一邊和相對應(yīng)的電池底部一邊厚度與電池單體厚度相同，左右兩側(cè)的厚度超出電池厚度，單邊厚度超出電池厚度在0. 5mm到2mm之間。
專利摘要一種易模塊化的聚合物鋰離子電池單體結(jié)構(gòu)涉及鋰離子電池領(lǐng)域。聚合物鋰離子電池單體采用鋁塑復(fù)合膜包裝，在電池上下左右四邊對鋁塑膜進(jìn)行熱封邊。在其封邊的四個(gè)邊用聚合物材料進(jìn)行二次封裝處理，形成的邊框增加了聚合物鋰離子電池單體的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)對電池鋁塑膜封邊可進(jìn)行有效的保護(hù)。電池上下邊封裝邊框的厚度與電池厚度相同，左右兩邊封裝邊框的厚度超出電池本體的厚度。該電池單體組成模塊時(shí)邊框形成的電池本體之間的間距形成固定的散熱通道，同時(shí)保證了電池充放電時(shí)極片膨脹的空間要求，具有機(jī)械強(qiáng)度高、比能量高、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、操作方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01M2/08GK202308194SQ20112040236
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者余國鳳, 王小峰, 要智勇, 鄭存衛(wèi) 申請人:北京神州遠(yuǎn)望科技有限公司