CN106058083A - 软包电池外壳及软包电池 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种软包电池外壳及软包电池。软包电池外壳包括两个热封膜，两个热封膜堆叠并形成用于容纳裸电芯的容纳空间以及由容纳空间向外延伸的热封边，每个热封膜都具有一层热压层，在热封边位置，两个热封膜的热压层贴合接触并热压连接，令热封边由靠近容纳空间的一侧至远离容纳空间的一侧为第一方向，对于两层热压层热压连接的压缩量，沿第一方向在靠近容纳空间的一侧的压缩量小于远离容纳空间的一侧的压缩量。软包电池包括裸电芯以及软包电池外壳，裸电芯放置在容纳空间内。本申请实施例所提供的软包电池既能够满足强度要求，又能够满足渗透性要求。
Description
技术领域
本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种软包电池外壳及软包电池。
背景技术
软包电池是用热封膜10作为外壳，隔绝空气和水分，使电池达到一个密闭的独立于外界的空间。其中热封膜10由三层组成(如图1所示)，一般情况下由外到内依次是保护层100、金属箔层102以及热压层104，封装时由热压机将两个热封膜10压合，内层的热压层融化并融合在一起，此时热压层104厚度会受到一定的压缩，并使两个热封膜10的边缘形成一圈热封边106，同时在两个热封膜10之间形成一个被热封边106围绕并用来容纳裸电芯的容纳空间108(如图2、3所示)。
相关技术中的封装过程一般都是厚度均匀的一次性热压(参见图4)，热压时热压层104的厚度会被压缩。如果压缩量过大，则热封后热压层104较薄，强度变差，封装可靠性变差，电池容易漏液；而如果压缩量太小，则热压层较厚，水分容易从热压层104渗透进入电池内部的容纳空间108内(参见图4)，造成副反应，降低电池的寿命，很难找到一个平衡点。
发明内容
本申请提供了一种软包电池外壳及软包电池，能够解决上述问题。
本申请实施例的第一方面提供了一种软包电池外壳，包括两个热封膜，
两个所述热封膜堆叠并形成用于容纳裸电芯的容纳空间以及由所述容纳空间向外延伸的热封边，每个所述热封膜都具有一层热压层，在所述热封边位置，两个所述热封膜的所述热压层贴合接触并热压连接，
令所述热封边由靠近所述容纳空间的一侧至远离所述容纳空间的一侧为第一方向，对于两层所述热压层热压连接的压缩量，沿所述第一方向在靠近所述容纳空间的一侧的所述压缩量小于远离所述容纳空间的一侧的所述压缩量。
优选地，沿所述第一方向，所述热封边依次具有第一封印区、溢胶区以及第二封印区，
两层所述热压层位于所述第一封印区以及所述第二封印区的部分均热压连接，两层所述热压层在所述第一封印区的部分的压缩量小于两层所述热压层在所述第二封印区的部分的压缩量。
优选地，
两层所述热压层在所述第一封印区的部分的压缩量为4～60μm；
两层所述热压层在所述第二封印区的部分的压缩量为8～80μm。
优选地，在所述第一方向上，
所述第一封印区的尺寸为1～10mm，
所述第二封印区的尺寸1～10mm，
所述溢胶区的尺寸为0.2～2mm。
优选地，沿所述第一方向，所述热封边依次具有内部封印区以及外部封印区，
两层所述热压层位于所述内部封印区以及所述外部封印区的部分均热压连接，且两层所述热压层在所述内部封印区的部分的压缩量沿所述第一方向渐增。
优选地，两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量在所述第一方向上相同。
优选地，两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量与两层所述热压层在所述内部封印区在所述第一方向上的末端部分的压缩量相同。
优选地，
两层所述热压层在所述内部封印区的部分的压缩量为4～80μm；
两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量为8～80μm。
优选地，在所述第一方向上，
所述内部封印区的尺寸为1～10mm，
所述外部封印区的尺寸1～12mm。
优选地，所述热压层为PP层。
优选地，所述热封膜为铝塑膜或刚塑膜。
本申请实施例的第二方面提供了一种软包电池，包括裸电芯以及所述的软包电池外壳，
所述裸电芯放置在所述容纳空间内。
本申请实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请实施例所提供的软包电池外壳及软包电池通过在靠近容纳空间的一侧与远离容纳空间的一侧采用不同的压缩量，使所形成的热封边既能够满足强度要求，又能够满足渗透性要求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请背景技术所提供的热封膜的截面结构示意图；
图2为本申请背景技术所提供的软包电池的立体结构示意图；
图3为本申请背景技术所提供的软包电池的主视结构示意图；
图4为图3中A-A部分的截面示意图；
图5为本申请实施例所提供的软包电池的立体结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的软包电池的主视结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的采用第一种热封边结构的软包电池在图5中B-B部分的截面示意图；
图8为本申请实施例所提供的采用第二种热封边结构的软包电池在图5中B-B部分的截面示意图。
附图标记：
10-热封膜；
100-防护层；
102-金属箔层；
104-热压层；
106-热封边；
106a-第一封印区；
106b-溢胶区；
106c-第二封印区；
106d-内部封印区；
106e-外部封印区；
108-容纳空间。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的软包电池外壳及软包电池的放置状态为参照。
如图5至图8所示，本申请实施例提供了一种软包电池包括软包电池外壳以及裸电芯。软包电池外壳包括两个热封膜10，例如采用铝塑膜或者钢塑膜。一般情况下，热封膜10包括三层结构，依次为防护层100、金属箔层102以及热压层104。防护层100主要用于形成软包电池外壳的外部防护，一般采用尼龙材料，根据热封膜10的种类不同，对应采用铝箔层或者钢箔层作为金属箔层102，热压层104用于内层保护，同时也是两层热封膜10进行热压封装形成软包电池外壳时的连接层，一般可采用PP材料。当前常见的性能较好的热封膜10有铝塑膜、钢塑膜等。
如图7和图8所示，在形成软包电池的过程中，首先可以在其中一个热封膜10上形成一个凹槽，凹槽的内壁由热压层104构成，之后将两层热封膜10的热压层104相对堆叠，并将裸电芯置于凹槽内，裸电芯的极耳由两个热封膜10之间伸出热封膜10的投影范围。之后将热压层104的边缘贴合在一起并热压连接，并灌注电解液。热压连接后，两个热封膜10的边缘形成一圈热封边106，同时在两个热封膜10之间形成一个被热封边106围绕并用来容纳裸电芯的容纳空间108。
此时所形成的热封边106一共有六层结构，包括位于最外侧的两层防护层100，每层防护层100的内侧分别是一层金属箔层102，最中间是两层热压层104。为了同时满足强度以及防渗透性的要求，本实施例在热封边106上设置了不同的区域，并对每个区域采用有差别的热压工艺，从而具备不同的压缩量。
在本实施例中，令热封边106靠近容纳空间108的一侧至远离容纳空间108的一侧的方向为第一方向。经过分析发现，当动力电池受到机械冲击，或者内部胀气气压增大时，两层热压层104之间的撕扯力主要是来自容纳空间108，因此，本实施例中在第一方向上靠近容纳空间108的一侧的区域采用较小的压缩量(位于热封边106各区域的热压层104在热压前的厚度相同；经过热压后，第一方向上靠近容纳空间108的一侧的热压层104厚度大于远离所述容纳空间108的一侧的热压层104厚度)，从而保留较厚的热压层104来提高该侧的强度，进而很好地保持封装性能，封装可靠性高。而在第一方向上相对于该采用较小压缩量的区域更加远离容纳空间108的区域内，则采用更大的压缩量，能够在距离容纳空间108较远的位置形成防线，防止水分由热封边106渗入容纳空间108，造成副反应，降低电池的寿命。因此，这种结构既能够较好的保证热压层104的局部强度，有效应对来自容纳空间108的撕扯力，另一方面也能够有效防止水分由热压层104渗入。
如图7所示，在本实施例的其中一个方案中，热封边106在第一方向上依次具有第一封印区106a、溢胶区106b以及第二封印区106c这三个区域。其中，两个热压层104位于第一封印区106a以及第二封印区106c的部分均热压连接，并且两层热压层104在第一封印区106a的部分的压缩量小于两层热压层104在第二封印区106c的部分的压缩量，通常情况下，热压层104的在未被热压前的厚度维持在20～100μm左右，在热压过程中，热压层104在第一封印区106a内的部分的压缩率能够达到20％～60％，压缩量能够达到4～60μm，也就是厚度缩减了4～60μm。并且，在第一方向上的尺寸在1～10mm的范围内。该压缩量和尺寸可以根据裸电芯的厚度、尺寸进行调整，以满足所需的结构强度。而热压层104在第二封印区106c内的部分的压缩率为40％～80％，压缩量达到8～80μm。在第一方向上，第二封印区106c的尺寸也可以在1～10mm的范围内进行调整，以满足防渗透的要求。从而分别增强两层热压层104的局部强度以及防渗透能力，第一封印区106a与第二封印区106c的尺寸最好根据热封边106的整体尺寸进行合理调整，任何一个尺寸过大都可能影响到另一个性能的发挥。
而在两层热压层104位于溢胶区106b的部分则处于自由状态，也就是不进行热压，这样便能够留出空间储存热压过程中由第一封印区106a以及第二封印区106c内的热压层104融化溢出的一部分多余材料。第一封印区106a进行热压时的另一部分多与材料则会集中在容纳空间108与热封边106的连接处。此时，第一封印区106a、溢胶区106b和第二封印区106c整体构成的截面形状类似阶梯状。
对于热封边106的封装过程可以两步完成，即先在一台热封机上完成第一封印区106a的热封，再转到另一台热封机上完成第二封印区106c的热封；也可以一步完成，即把热封机的封头直接设计成相应的阶梯状，一次热压即可完成封装。
在本实施例的另一个方案中，热封边106还可采用另一种结构，如图8所示，热封边106在第一方向上依次具有内部封印区106d以及外部封印区106e，两层热压层104位于内部封印区106d以及外部封印区106e的部分均热压连接，其中，两层热压层104在内部封印区106d的部分的压缩量沿着第一方向渐增，也就是压缩率以及压缩量逐渐增大，而热压层104的厚度则逐渐减小。通过这种方式也能够使靠近容纳空间108的区域内具备较高的强度，随着逐步远离容纳空间108，压缩量越来越大，因此也能够使热压层104具备越来越高的防渗透性，同时，采用这种结构能够使内部封印区106d在热压过程中产生的多余材料集中在容纳空间108与热封边106的连接处。
对于外部封印区106e，其主要作用是防止水分渗入，因此需要维持较大的压缩量。一般情况下，在外部封印区106e内，两层热压层的压缩量在第一方向上最好保持相同，以简化热压工艺。此外，还可以使内部封印区106d在第一方向上的末端部分的压缩量与外部封印区106e一致，也就是说外部封印区106e由内部封印区106d在第一方向上的末端开始沿着第一方向进行延伸，使整个结构更加平滑、完整。在热压过程中，热压层104在内部封印区106d内的部分的压缩率在靠近容纳空间108的一侧一般可低至20％左右，沿第一方向压缩率逐渐增大，最后可达到80％左右，并与外部封印区106e的压缩率保持一致。此外，内部封印区106d在第一方向上的尺寸一般控制在1～10mm的范围内，而外部封印区106e在第一方向上的尺寸可以稍大一些，一般控制在1～12mm的范围内。该压缩量和尺寸同样可以根据裸电芯的厚度、尺寸进行调整，以满足所需的结构强度以及防渗透性要求。
本申请实施例所提供的软包电池既能够满足强度要求，又能够满足渗透性要求。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种软包电池外壳，其特征在于，包括两个热封膜，
两个所述热封膜堆叠并形成用于容纳裸电芯的容纳空间以及由所述容纳空间向外延伸的热封边，每个所述热封膜都具有一层热压层，在所述热封边位置，两个所述热封膜的所述热压层贴合接触并热压连接，
令所述热封边由靠近所述容纳空间的一侧至远离所述容纳空间的一侧为第一方向，对于两层所述热压层热压连接的压缩量，沿所述第一方向在靠近所述容纳空间的一侧的所述压缩量小于远离所述容纳空间的一侧的所述压缩量。
2.如权利要求1所述的软包电池外壳，其特征在于，沿所述第一方向，所述热封边依次具有第一封印区、溢胶区以及第二封印区，
两层所述热压层位于所述第一封印区以及所述第二封印区的部分均热压连接，两层所述热压层在所述第一封印区的部分的压缩量小于两层所述热压层在所述第二封印区的部分的压缩量。
3.如权利要求2所述的软包电池外壳，其特征在于，
两层所述热压层在所述第一封印区的部分的压缩量为4～60μm；
两层所述热压层在所述第二封印区的部分的压缩量为8～80μm。
4.如权利要求2所述的软包电池外壳，其特征在于，在所述第一方向上，
所述第一封印区的尺寸为1～10mm，
所述第二封印区的尺寸1～10mm，
所述溢胶区的尺寸为0.2～2mm。
5.如权利要求1所述的软包电池外壳，其特征在于，沿所述第一方向，所述热封边依次具有内部封印区以及外部封印区，
两层所述热压层位于所述内部封印区以及所述外部封印区的部分均热压连接，且两层所述热压层在所述内部封印区的部分的压缩量沿所述第一方向渐增。
6.如权利要求5所述的软包电池外壳，其特征在于，两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量在所述第一方向上相同。
7.如权利要求6所述的软包电池外壳，其特征在于，两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量与两层所述热压层在所述内部封印区在所述第一方向上的末端部分的压缩量相同。
8.如权利要求5所述的软包电池外壳，其特征在于，
两层所述热压层在所述内部封印区的部分的压缩量为4～80μm；
两层所述热压层在所述外部封印区的部分的压缩量为8～80μm。
9.如权利要求5所述的软包电池外壳，其特征在于，在所述第一方向上，
所述内部封印区的尺寸为1～10mm，
所述外部封印区的尺寸1～12mm。
10.一种软包电池，其特征在于，包括裸电芯以及权利要求1至9任一项所述的软包电池外壳，
所述裸电芯放置在所述容纳空间内。
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