軟包電池外殼及軟包電池的制作方法
【專利摘要】本申請涉及儲能器件領(lǐng)域，尤其涉及一種軟包電池外殼及軟包電池。軟包電池外殼包括兩個熱封膜，兩個熱封膜堆疊并形成用于容納裸電芯的容納空間以及由容納空間向外延伸的熱封邊，每個熱封膜都具有一層熱壓層，在熱封邊位置，兩個熱封膜的熱壓層貼合接觸并熱壓連接，令熱封邊由靠近容納空間的一側(cè)至遠(yuǎn)離容納空間的一側(cè)為第一方向，對于兩層熱壓層熱壓連接的壓縮量，沿第一方向在靠近容納空間的一側(cè)的壓縮量小于遠(yuǎn)離容納空間的一側(cè)的壓縮量。軟包電池包括裸電芯以及軟包電池外殼，裸電芯放置在容納空間內(nèi)。本申請實(shí)施例所提供的軟包電池既能夠滿足強(qiáng)度要求，又能夠滿足滲透性要求。
【專利說明】
軟包電池外殼及軟包電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請涉及儲能器件領(lǐng)域，尤其涉及一種軟包電池外殼及軟包電池。
【背景技術(shù)】
[0002]軟包電池是用熱封膜10作為外殼，隔絕空氣和水分，使電池達(dá)到一個密閉的獨(dú)立于外界的空間。其中熱封膜10由三層組成(如圖1所示)，一般情況下由外到內(nèi)依次是保護(hù)層100、金屬箔層102以及熱壓層104，封裝時由熱壓機(jī)將兩個熱封膜10壓合，內(nèi)層的熱壓層融化并融合在一起，此時熱壓層104厚度會受到一定的壓縮，并使兩個熱封膜10的邊緣形成一圈熱封邊106，同時在兩個熱封膜10之間形成一個被熱封邊106圍繞并用來容納裸電芯的容納空間108(如圖2、3所示)。
[0003]相關(guān)技術(shù)中的封裝過程一般都是厚度均勻的一次性熱壓(參見圖4)，熱壓時熱壓層104的厚度會被壓縮。如果壓縮量過大，則熱封后熱壓層104較薄，強(qiáng)度變差，封裝可靠性變差，電池容易漏液;而如果壓縮量太小，則熱壓層較厚，水分容易從熱壓層104滲透進(jìn)入電池內(nèi)部的容納空間108內(nèi)(參見圖4)，造成副反應(yīng)，降低電池的壽命，很難找到一個平衡點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請?zhí)峁┝艘环N軟包電池外殼及軟包電池，能夠解決上述問題。
[0005]本申請實(shí)施例的第一方面提供了一種軟包電池外殼，包括兩個熱封膜，
[0006]兩個所述熱封膜堆疊并形成用于容納裸電芯的容納空間以及由所述容納空間向外延伸的熱封邊，每個所述熱封膜都具有一層熱壓層，在所述熱封邊位置，兩個所述熱封膜的所述熱壓層貼合接觸并熱壓連接，
[0007]令所述熱封邊由靠近所述容納空間的一側(cè)至遠(yuǎn)離所述容納空間的一側(cè)為第一方向，對于兩層所述熱壓層熱壓連接的壓縮量，沿所述第一方向在靠近所述容納空間的一側(cè)的所述壓縮量小于遠(yuǎn)離所述容納空間的一側(cè)的所述壓縮量。
[0008]優(yōu)選地，沿所述第一方向，所述熱封邊依次具有第一封印區(qū)、溢膠區(qū)以及第二封印區(qū)，
[0009]兩層所述熱壓層位于所述第一封印區(qū)以及所述第二封印區(qū)的部分均熱壓連接，兩層所述熱壓層在所述第一封印區(qū)的部分的壓縮量小于兩層所述熱壓層在所述第二封印區(qū)的部分的壓縮量。
[0010]優(yōu)選地，
[0011]兩層所述熱壓層在所述第一封印區(qū)的部分的壓縮量為4?60μπι;
[0012]兩層所述熱壓層在所述第二封印區(qū)的部分的壓縮量為8?80μπι。
[0013]優(yōu)選地，在所述第一方向上，
[0014]所述第一封印區(qū)的尺寸為I?10mm，
[0015]所述第二封印區(qū)的尺寸I?10mm，
[0016]所述溢膠區(qū)的尺寸為0.2?2mm。
[0017]優(yōu)選地，沿所述第一方向，所述熱封邊依次具有內(nèi)部封印區(qū)以及外部封印區(qū)，
[0018]兩層所述熱壓層位于所述內(nèi)部封印區(qū)以及所述外部封印區(qū)的部分均熱壓連接，且兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)的部分的壓縮量沿所述第一方向漸增。
[0019]優(yōu)選地，兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量在所述第一方向上相同。
[0020]優(yōu)選地，兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量與兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)在所述第一方向上的末端部分的壓縮量相同。
[0021]優(yōu)選地，
[0022]兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)的部分的壓縮量為4?80μπι;
[0023]兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量為8?80μπι。
[0024]優(yōu)選地，在所述第一方向上，
[0025]所述內(nèi)部封印區(qū)的尺寸為I?10_，
[0026]所述外部封印區(qū)的尺寸I?12mm。
[0027]優(yōu)選地，所述熱壓層為PP層。
[0028]優(yōu)選地，所述熱封膜為鋁塑膜或剛塑膜。
[0029 ]本申請實(shí)施例的第二方面提供了一種軟包電池，包括裸電芯以及所述的軟包電池外殼，
[0030]所述裸電芯放置在所述容納空間內(nèi)。
[0031]本申請實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果:
[0032]本申請實(shí)施例所提供的軟包電池外殼及軟包電池通過在靠近容納空間的一側(cè)與遠(yuǎn)離容納空間的一側(cè)采用不同的壓縮量，使所形成的熱封邊既能夠滿足強(qiáng)度要求，又能夠滿足滲透性要求。
[0033]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0034]圖1為本申請【背景技術(shù)】所提供的熱封膜的截面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本申請【背景技術(shù)】所提供的軟包電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3為本申請【背景技術(shù)】所提供的軟包電池的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為圖3中A-A部分的截面示意圖；
[0038]圖5為本申請實(shí)施例所提供的軟包電池的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖6為本申請實(shí)施例所提供的軟包電池的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖7為本申請實(shí)施例所提供的采用第一種熱封邊結(jié)構(gòu)的軟包電池在圖5中B-B部分的截面示意圖；
[0041]圖8為本申請實(shí)施例所提供的采用第二種熱封邊結(jié)構(gòu)的軟包電池在圖5中B-B部分的截面示意圖。
[0042]附圖標(biāo)記:
[0043]10-熱封膜；
[0044]100-防護(hù)層；
[0045]102-金屬箔層；
[0046]104-熱壓層；
[0047]106-熱封邊；
[0048]106a-第一封印區(qū)；
[0049]106b-溢膠區(qū)；
[0050]106c-第二封印區(qū)；
[0051 ]106d-內(nèi)部封印區(qū)；
[0052]106e_外部封印區(qū)；
[0053]108-容納空間。
[0054]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實(shí)施方式】
[0055]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本申請做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的軟包電池外殼及軟包電池的放置狀態(tài)為參照。
[0056]如圖5至圖8所示，本申請實(shí)施例提供了一種軟包電池包括軟包電池外殼以及裸電芯。軟包電池外殼包括兩個熱封膜10，例如采用鋁塑膜或者鋼塑膜。一般情況下，熱封膜10包括三層結(jié)構(gòu)，依次為防護(hù)層100、金屬箔層102以及熱壓層104。防護(hù)層100主要用于形成軟包電池外殼的外部防護(hù)，一般采用尼龍材料，根據(jù)熱封膜10的種類不同，對應(yīng)采用鋁箔層或者鋼箔層作為金屬箔層102，熱壓層104用于內(nèi)層保護(hù)，同時也是兩層熱封膜10進(jìn)行熱壓封裝形成軟包電池外殼時的連接層，一般可采用PP材料。當(dāng)前常見的性能較好的熱封膜10有鋁塑膜、鋼塑膜等。
[0057]如圖7和圖8所示，在形成軟包電池的過程中，首先可以在其中一個熱封膜10上形成一個凹槽，凹槽的內(nèi)壁由熱壓層104構(gòu)成，之后將兩層熱封膜10的熱壓層104相對堆疊，并將裸電芯置于凹槽內(nèi)，裸電芯的極耳由兩個熱封膜10之間伸出熱封膜10的投影范圍。之后將熱壓層104的邊緣貼合在一起并熱壓連接，并灌注電解液。熱壓連接后，兩個熱封膜10的邊緣形成一圈熱封邊106，同時在兩個熱封膜10之間形成一個被熱封邊106圍繞并用來容納裸電芯的容納空間108。
[0058]此時所形成的熱封邊106—共有六層結(jié)構(gòu)，包括位于最外側(cè)的兩層防護(hù)層100，每層防護(hù)層100的內(nèi)側(cè)分別是一層金屬箔層102，最中間是兩層熱壓層104。為了同時滿足強(qiáng)度以及防滲透性的要求，本實(shí)施例在熱封邊106上設(shè)置了不同的區(qū)域，并對每個區(qū)域采用有差別的熱壓工藝，從而具備不同的壓縮量。
[0059]在本實(shí)施例中，令熱封邊106靠近容納空間108的一側(cè)至遠(yuǎn)離容納空間108的一側(cè)的方向?yàn)榈谝环较?。?jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)動力電池受到機(jī)械沖擊，或者內(nèi)部脹氣氣壓增大時，兩層熱壓層104之間的撕扯力主要是來自容納空間108，因此，本實(shí)施例中在第一方向上靠近容納空間108的一側(cè)的區(qū)域采用較小的壓縮量(位于熱封邊106各區(qū)域的熱壓層104在熱壓前的厚度相同；經(jīng)過熱壓后，第一方向上靠近容納空間108的一側(cè)的熱壓層104厚度大于遠(yuǎn)離所述容納空間108的一側(cè)的熱壓層104厚度)，從而保留較厚的熱壓層104來提高該側(cè)的強(qiáng)度，進(jìn)而很好地保持封裝性能，封裝可靠性高。而在第一方向上相對于該采用較小壓縮量的區(qū)域更加遠(yuǎn)離容納空間108的區(qū)域內(nèi)，則采用更大的壓縮量，能夠在距離容納空間108較遠(yuǎn)的位置形成防線，防止水分由熱封邊106滲入容納空間108，造成副反應(yīng)，降低電池的壽命。因此，這種結(jié)構(gòu)既能夠較好的保證熱壓層104的局部強(qiáng)度，有效應(yīng)對來自容納空間108的撕扯力，另一方面也能夠有效防止水分由熱壓層104滲入。
[0060]如圖7所示，在本實(shí)施例的其中一個方案中，熱封邊106在第一方向上依次具有第一封印區(qū)106a、溢膠區(qū)106b以及第二封印區(qū)106c這三個區(qū)域。其中，兩個熱壓層104位于第一封印區(qū)106a以及第二封印區(qū)106c的部分均熱壓連接，并且兩層熱壓層104在第一封印區(qū)106a的部分的壓縮量小于兩層熱壓層104在第二封印區(qū)106c的部分的壓縮量，通常情況下，熱壓層104的在未被熱壓前的厚度維持在20?ΙΟΟμπι左右，在熱壓過程中，熱壓層104在第一封印區(qū)106a內(nèi)的部分的壓縮率能夠達(dá)到20%?60%，壓縮量能夠達(dá)到4?60μπι，也就是厚度縮減了4?60μπι。并且，在第一方向上的尺寸在I?1mm的范圍內(nèi)。該壓縮量和尺寸可以根據(jù)裸電芯的厚度、尺寸進(jìn)行調(diào)整，以滿足所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。而熱壓層104在第二封印區(qū)106c內(nèi)的部分的壓縮率為40%?80%，壓縮量達(dá)到8?80μπι。在第一方向上，第二封印區(qū)106c的尺寸也可以在I?1mm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，以滿足防滲透的要求。從而分別增強(qiáng)兩層熱壓層104的局部強(qiáng)度以及防滲透能力，第一封印區(qū)106a與第二封印區(qū)106c的尺寸最好根據(jù)熱封邊106的整體尺寸進(jìn)行合理調(diào)整，任何一個尺寸過大都可能影響到另一個性能的發(fā)揮。
[0061]而在兩層熱壓層104位于溢膠區(qū)106b的部分則處于自由狀態(tài)，也就是不進(jìn)行熱壓，這樣便能夠留出空間儲存熱壓過程中由第一封印區(qū)106a以及第二封印區(qū)106c內(nèi)的熱壓層104融化溢出的一部分多余材料。第一封印區(qū)106a進(jìn)行熱壓時的另一部分多與材料則會集中在容納空間108與熱封邊106的連接處。此時，第一封印區(qū)106a、溢膠區(qū)106b和第二封印區(qū)106c整體構(gòu)成的截面形狀類似階梯狀。
[0062]對于熱封邊106的封裝過程可以兩步完成，即先在一臺熱封機(jī)上完成第一封印區(qū)106a的熱封，再轉(zhuǎn)到另一臺熱封機(jī)上完成第二封印區(qū)106c的熱封;也可以一步完成，即把熱封機(jī)的封頭直接設(shè)計成相應(yīng)的階梯狀，一次熱壓即可完成封裝。
[0063]在本實(shí)施例的另一個方案中，熱封邊106還可采用另一種結(jié)構(gòu)，如圖8所示，熱封邊106在第一方向上依次具有內(nèi)部封印區(qū)106d以及外部封印區(qū)106e，兩層熱壓層104位于內(nèi)部封印區(qū)106d以及外部封印區(qū)106e的部分均熱壓連接，其中，兩層熱壓層104在內(nèi)部封印區(qū)106d的部分的壓縮量沿著第一方向漸增，也就是壓縮率以及壓縮量逐漸增大，而熱壓層104的厚度則逐漸減小。通過這種方式也能夠使靠近容納空間108的區(qū)域內(nèi)具備較高的強(qiáng)度，隨著逐步遠(yuǎn)離容納空間108，壓縮量越來越大，因此也能夠使熱壓層104具備越來越高的防滲透性，同時，采用這種結(jié)構(gòu)能夠使內(nèi)部封印區(qū)106d在熱壓過程中產(chǎn)生的多余材料集中在容納空間108與熱封邊106的連接處。
[0064]對于外部封印區(qū)106e，其主要作用是防止水分滲入，因此需要維持較大的壓縮量。一般情況下，在外部封印區(qū)106e內(nèi)，兩層熱壓層的壓縮量在第一方向上最好保持相同，以簡化熱壓工藝。此外，還可以使內(nèi)部封印區(qū)106d在第一方向上的末端部分的壓縮量與外部封印區(qū)106e—致，也就是說外部封印區(qū)106e由內(nèi)部封印區(qū)106d在第一方向上的末端開始沿著第一方向進(jìn)行延伸，使整個結(jié)構(gòu)更加平滑、完整。在熱壓過程中，熱壓層104在內(nèi)部封印區(qū)106d內(nèi)的部分的壓縮率在靠近容納空間108的一側(cè)一般可低至20%左右，沿第一方向壓縮率逐漸增大，最后可達(dá)到80 %左右，并與外部封印區(qū)106e的壓縮率保持一致。此外，內(nèi)部封印區(qū)106d在第一方向上的尺寸一般控制在I?1mm的范圍內(nèi)，而外部封印區(qū)106e在第一方向上的尺寸可以稍大一些，一般控制在I?12mm的范圍內(nèi)。該壓縮量和尺寸同樣可以根據(jù)裸電芯的厚度、尺寸進(jìn)行調(diào)整，以滿足所需的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及防滲透性要求。
[0065]本申請實(shí)施例所提供的軟包電池既能夠滿足強(qiáng)度要求，又能夠滿足滲透性要求。
[0066]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化，基于本申請所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種軟包電池外殼，其特征在于，包括兩個熱封膜， 兩個所述熱封膜堆疊并形成用于容納裸電芯的容納空間以及由所述容納空間向外延伸的熱封邊，每個所述熱封膜都具有一層熱壓層，在所述熱封邊位置，兩個所述熱封膜的所述熱壓層貼合接觸并熱壓連接， 令所述熱封邊由靠近所述容納空間的一側(cè)至遠(yuǎn)離所述容納空間的一側(cè)為第一方向，對于兩層所述熱壓層熱壓連接的壓縮量，沿所述第一方向在靠近所述容納空間的一側(cè)的所述壓縮量小于遠(yuǎn)離所述容納空間的一側(cè)的所述壓縮量。2.如權(quán)利要求1所述的軟包電池外殼，其特征在于，沿所述第一方向，所述熱封邊依次具有第一封印區(qū)、溢膠區(qū)以及第二封印區(qū)， 兩層所述熱壓層位于所述第一封印區(qū)以及所述第二封印區(qū)的部分均熱壓連接，兩層所述熱壓層在所述第一封印區(qū)的部分的壓縮量小于兩層所述熱壓層在所述第二封印區(qū)的部分的壓縮量。3.如權(quán)利要求2所述的軟包電池外殼，其特征在于， 兩層所述熱壓層在所述第一封印區(qū)的部分的壓縮量為4?60μπι; 兩層所述熱壓層在所述第二封印區(qū)的部分的壓縮量為8?80μπι。4.如權(quán)利要求2所述的軟包電池外殼，其特征在于，在所述第一方向上， 所述第一封印區(qū)的尺寸為I?10mm， 所述第二封印區(qū)的尺寸I?10mm， 所述溢膠區(qū)的尺寸為0.2?2mm。5.如權(quán)利要求1所述的軟包電池外殼，其特征在于，沿所述第一方向，所述熱封邊依次具有內(nèi)部封印區(qū)以及外部封印區(qū)， 兩層所述熱壓層位于所述內(nèi)部封印區(qū)以及所述外部封印區(qū)的部分均熱壓連接，且兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)的部分的壓縮量沿所述第一方向漸增。6.如權(quán)利要求5所述的軟包電池外殼，其特征在于，兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量在所述第一方向上相同。7.如權(quán)利要求6所述的軟包電池外殼，其特征在于，兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量與兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)在所述第一方向上的末端部分的壓縮量相同。8.如權(quán)利要求5所述的軟包電池外殼，其特征在于， 兩層所述熱壓層在所述內(nèi)部封印區(qū)的部分的壓縮量為4?80μπι; 兩層所述熱壓層在所述外部封印區(qū)的部分的壓縮量為8?80μπι。9.如權(quán)利要求5所述的軟包電池外殼，其特征在于，在所述第一方向上， 所述內(nèi)部封印區(qū)的尺寸為I?10mm， 所述外部封印區(qū)的尺寸I?12_。10.一種軟包電池，其特征在于，包括裸電芯以及權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的軟包電池外殼， 所述裸電芯放置在所述容納空間內(nèi)。
【文檔編號】H01M2/02GK106058083SQ201610689057
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年8月19日
【發(fā)明人】王岳利, 劉石磊, 葉永煌, 于行, 楊凱
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司