电池封装结构及电池

文档序号:1924366 发布日期:2021-12-03 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 电池封装结构及电池 (Battery packaging structure and battery ) 是由 章辉 彭宁 于 2021-09-08 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种电池封装结构及电池,涉及锂电池技术领域,以解决相关技术中在对电芯组进行包装时,电池的强度较低、抗压能力较差的问题。该电池封装结构包括壳体和盖体,壳体包括相互连接的底壁与侧壁,盖体盖设在侧壁的顶端,底壁、侧壁以及盖体围成容置腔,容置腔用于容置电芯组;侧壁的顶端具有第一连接面,盖体的靠近壳体的一侧具有第二连接面,第一连接面与第二连接面抵接并形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接。本发明提供的电池封装结构及电池,不仅有利于保证电池的质量和密封性,从而提高电池的能量密度,而且有利于在焊接时准确定位。(The invention provides a battery packaging structure and a battery, relates to the technical field of lithium batteries, and aims to solve the problems of low strength and poor pressure resistance of the battery when a battery core group is packaged in the related technology. The battery packaging structure comprises a shell and a cover body, wherein the shell comprises a bottom wall and a side wall which are mutually connected, the cover body covers the top end of the side wall, the bottom wall, the side wall and the cover body enclose an accommodating cavity, and the accommodating cavity is used for accommodating an electric core group; the top of lateral wall has first connection face, and the lid has the second to be connected the face near one side of casing, and first connection face is connected the face butt with the second and is formed the welding seam, and the welding seam passes through laser welding or PP and glues the bonding. The battery packaging structure and the battery provided by the invention are not only beneficial to ensuring the quality and the sealing property of the battery so as to improve the energy density of the battery, but also beneficial to accurate positioning during welding.)

电池封装结构及电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种电池封装结构及电池。

背景技术

电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置,电池具有正极和负极。

随着科技的进步,电池泛指能产生电能的小型装置,例如,太阳能电池。其中,电池一般包括电芯组和对电芯组进行包装的壳体,现有的壳体一般由铝塑膜或者钢壳制成。

然而,使用铝塑膜对电芯组进行包装时,一方面电池的强度较低,抗压能力较差,另一方面包装袋容易漏液,存在较高的安全隐患;使用钢壳对电芯组进行包装时,焊接时定位不够准确。

发明内容

为了解决背景技术中提到的至少一个问题,本申请实施例提供一种电池封装结构及电池,采用多种结构实现壳体与盖体之间的装配,以及从多个方向对焊缝进行激光焊接或者PP胶粘接,一方面有利于保证电池的质量和密封性,从而提高电池的能量密度;另一方面有利于改善壳体与盖体之间的定位问题,提高装配的准确度。

为了实现上述目的,第一方面,本发明提供了一种电池封装结构,电池封装结构包括壳体和盖体,所述壳体包括相互连接的底壁与侧壁,所述盖体盖设在所述侧壁的顶端,所述底壁、所述侧壁以及所述盖体围成容置腔,所述容置腔用于容置电芯组;

所述侧壁的顶端具有第一连接面,所述盖体的靠近所述壳体的一侧具有第二连接面,所述第一连接面与所述第二连接面抵接并形成焊缝,所述焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述壳体的侧壁的顶端设置有第一台阶部,所述第一台阶部具有第一台阶面,所述第一台阶面的靠近所述盖体的一侧表面形成所述第一连接面,所述盖体上设置有延伸部,所述延伸部的靠近所述壳体的一侧表面形成所述第二连接面。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述第一台阶部的一端与所述延伸部的端部通过直线段相连,所述第一台阶部的另一端与所述壳体的侧壁通过弧段过渡相连;

所述直线段的靠近所述延伸部端部的一侧表面形成所述第一连接面,所述延伸部端部的靠近所述直线段的一侧表面形成所述第二连接面。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述壳体的侧壁的顶端设置有翻边,所述翻边包覆所述盖体的端部。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述盖体的端部设置有第二台阶部,所述第二台阶部具有第二台阶面,所述第二台阶面的靠近所述壳体的一侧形成所述第二连接面;

所述壳体的侧壁嵌入所述第二台阶部中。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述第二台阶部的高度小于所述盖体的高度。

在上述的电池封装结构中,可选的是,所述焊缝为多个,且多个所述焊缝分别位于所述第一连接面与所述第二连接面抵接的不同位置处,不同位置处的所述焊缝均通过激光焊接或者PP胶粘接。

第二方面,本发明提供了一种电池,包括电芯组和上述的电池封装结构,所述电芯组位于所述电池封装结构的容置腔内,所述电芯组包括正极耳和负极耳;

所述电池封装结构的壳体的侧壁具有第一焊接区域和第二焊接区域,所述第一焊接区域和所述第二焊接区域中的一个连接所述正极耳,所述第一焊接区域和所述第二焊接区域中的另一个连接所述负极耳。

在上述的电池中,可选的是,还包括加强件,所述加强件设置在所述壳体的侧壁上;

所述加强件与所述第一焊接区域对应设置;

和/或,所述加强件与所述第二焊接区域对应设置。

在上述的电池中,可选的是,所述壳体的侧壁设置有注液孔,所述注液孔连通所述容置腔和外部,用于向所述容置腔内注射电解液。

本发明提供的电池封装结构及电池,采用多种结构实现壳体与盖体之间的装配,以及从多个方向对焊缝进行激光焊接或者PP胶粘接,一方面有利于保证电池的质量和密封性,从而提高电池的能量密度;另一方面有利于改善壳体与盖体之间的定位问题,提高装配的准确度。

除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本发明实施例提供的电池封装结构及电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在

具体实施方式

中作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的电池的第一种立体结构示意图;

图2为本申请实施例提供的电池的第一种分解示意图;

图3为本申请实施例提供的电池的第一种剖面图;

图4a为图3中I部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图;

图4b为图3中I部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图;

图4c为图3中I部分的沿第三方向进行焊接的放大示意图;

图4d为图3中I部分的壳体与盖体通过胶粘的放大示意图;

图5为本申请实施例提供的电池的第二种立体结构示意图;

图6为本申请实施例提供的电池的第二种分解示意图;

图7为本申请实施例提供的电池的第二种剖面图;

图8a为图7中II部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图;

图8b为图7中II部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图;

图8c为图7中II部分的壳体与盖体通过胶粘的放大示意图;

图9为本申请实施例提供的电池的第三种立体结构示意图;

图10为本申请实施例提供的电池的第三种分解示意图;

图11为本申请实施例提供的电池的第三种剖面图;

图12为图11中III部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图;

图13为图11中III部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图;

图14为图11中III部分的同时沿第一方向和第二方向进行焊接的放大示意图。

附图标记说明:

100-电池封装结构;

10-壳体;

101-容置腔;

11-底壁;

12-侧壁;

121-第一连接面;

122-第一台阶部;

123-翻边;

124-第一焊接区域;

125-第二焊接区域;

126-加强件;

127-注液孔;

20-盖体;

21-第二连接面;

22-延伸部;

221-延伸部的端部;

23-第二台阶部;

30-PP胶;

200-电池;

210-电芯组。

具体实施方式

电池一般包括电芯组以及包覆于电芯组外的铝塑膜或钢壳,而传统用铝塑膜强度较低,抗压能力较差,易破损漏液,使得电池存在较高的安全隐患;而钢壳结构的电池中,钢壳包括正极壳体和负极壳体,正极壳体和负极壳体中的一者具有凸缘,正极壳体和负极壳体中的另一者焊接于凸缘,以实现正极壳体和负极壳体的连接,其中,焊接方式为激光焊接,然而,使用现有技术中的钢壳结构的电池时,在焊接时定位不够准确。

为了解决上述技术问题,本发明提供一种电池封装结构及电池,电池封装结构包括壳体和盖体,壳体包括相互连接的底壁与侧壁,盖体盖设在侧壁的顶端,底壁、侧壁以及盖体围成容置腔,容置腔用于容置电芯组;

侧壁的顶端具有第一连接面,盖体的靠近壳体的一侧具有第二连接面,第一连接面与第二连接面抵接并形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接。

通过采用多种结构实现壳体与盖体之间的装配,以及从多个方向对焊缝进行激光焊接或者PP胶粘接,一方面有利于保证电池的质量和密封性,从而提高电池的能量密度;另一方面有利于改善壳体与盖体之间的定位问题,提高装配的准确度。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例提供的电池的第一种立体结构示意图,图2为本申请实施例提供的电池的第一种分解示意图,图3为本申请实施例提供的电池的第一种剖面图,图4a为图3中I部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图,图4b为图3中I部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图,图4c为图3中I部分的沿第三方向进行焊接的放大示意图,图4d为图3中I部分的壳体与盖体通过胶粘的放大示意图。

图5为本申请实施例提供的电池的第二种立体结构示意图,图6为本申请实施例提供的电池的第二种分解示意图,图7为本申请实施例提供的电池的第二种剖面图,图8a为图7中II部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图,图8b为图7中II部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图,图8c为图7中II部分的壳体与盖体通过胶粘的放大示意图。

图9为本申请实施例提供的电池的第三种立体结构示意图,图10为本申请实施例提供的电池的第三种分解示意图,图11为本申请实施例提供的电池的第三种剖面图,图12为图11中III部分的沿第一方向进行焊接的放大示意图,图13为图11中III部分的沿第二方向进行焊接的放大示意图;图14为图11中III部分的同时沿第一方向和第二方向进行焊接的放大示意图。

实施例一

参照图1至图12所示,本发明实施例提供了一种电池封装结构100,可以包括壳体10和盖体20,壳体10包括相互连接的底壁11与侧壁12,盖体20盖设在侧壁12的顶端,底壁11、侧壁12以及盖体20围成容置腔101,容置腔101用于容置电芯组210。

具体的,电芯组210可以为卷芯,电芯组210也可以为叠芯,其中,本实施例中,具体以电芯组210为卷芯为例进行说明,其中,卷芯可以包括正极片(图中未示出)和负极片(图中未示出),正极片上焊接有正极耳(图中未示出),负极片上焊接有负极耳(图中未示出),其中,电芯组210还可以包括隔膜等结构,在此,对电芯组210所包括的其他结构不作详细介绍。

其中,本实施例中,壳体10和盖体20均可以采用金属不锈钢或者镍制成,在一些其他的实施方式中,壳体10和盖体20也可以由其他的金属材料制成,在此,对于其他的金属材料的类型不做进一步限制。

其中,本实施例中,壳体的侧壁12的顶端具有第一连接面121,盖体20的靠近壳体10的一侧具有第二连接面21(具体可参照图2、图6和图10所示),这样在装配时,第一连接面121与第二连接面21抵接并形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接,从而完成对电池的封装。

需要说明的是,对于壳体10和盖体20的尺寸不做进一步限定,因为壳体10和盖体20的尺寸可以根据电池的型号或尺寸进行设置,只要是一方面能够保证电池的质量和密封性,提高电池的能量密度;另一方面改善壳体10与盖体20之间的定位问题,提高装配的准确度均属于本申请的保护范围。

进一步的,本实施例中,壳体10和盖体20之间的装配结构可以包括多种实现方式,其中,本实施例中,具体以以下三种实现方式为例进行说明:

其中,第一种可能实现的方式为,如图1至图4d所示,壳体10的侧壁12的顶端可以设置有第一台阶部122,第一台阶部122具有第一台阶面,第一台阶面的靠近盖体20的一侧表面形成第一连接面121,盖体20上可以设置有延伸部22,延伸部22的靠近壳体10的一侧表面形成第二连接面21。

这样在装配时,第一连接面121与第二连接面21抵接并形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接,从而完成对电池的封装,其中,通过设置第一台阶部122,这样壳体10与盖体20接触时,第一台阶部122可以在焊接或者胶粘之前进行预定位,从而使得定位更加准确。

其中,采用激光焊接的方式时,如图4a至图4c所示,可以从多个方向对焊缝进行焊接,示例性的,可以沿着图4a中的箭头a方向从顶部进行焊接,需要说明的是,图4a中的箭头a方向具体为沿着盖体20与侧壁12的配合间隙的位置处进行焊接,这样便于定位,或者,可以沿着图4b中的箭头b方向从侧部并沿着盖体20的中间位置处进行焊接,或者,还可以沿着图4c中的箭头c方向进行焊接,需要说明的是,当沿图4c中的箭头c方向进行焊接时,该焊接位置处有利于避开倒角,通过从多个方向对焊缝进行焊接,有利于保证电池的质量和密封性,并改善壳体10与盖体20之间的定位问题。

其中,采用PP胶粘接的方式时,具体的,如图4d所示,壳体10与盖体20装配完成后,可以通过PP胶进行热复合连接,这样同样能够保证电池的质量和密封性,其中,PP胶是一种塑料胶,主要成分是氰基丙稀酸乙酯,用于各种难粘接材质之间的粘接,能填充0.1mm的间隙。

进一步的,第一台阶部122的一端与延伸部的端部221可以通过直线段相连,第一台阶部122的另一端与壳体的侧壁12可以通过弧段过渡相连,其中,直线段的靠近延伸部22端部的一侧表面形成第一连接面121,延伸部22端部的靠近直线段的一侧表面形成第二连接面21。

这样在装配时,第一连接面121与第二连接面21抵接,其中,通过设置直线段和弧段连接壳体10和盖体20,这样能够最大程度的包覆住壳体10与盖体20,从而在焊接时有利于保证电池的密封性,提高了焊接的牢固性以及提高定位的准确性。

其中,第二种可能实现的方式为,如图5至图8c所示,壳体10的侧壁12的顶端可以设置有翻边123,这样壳体10与盖体20在装配时,翻边123包覆盖体20的端部(具体参照图8a至图8c所示),翻边123与盖体20的端部之间形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接。其中,通过设置翻边123,同样能够最大程度的包覆住壳体10与盖体20,从而在焊接时有利于保证电池的密封性,提高了焊接的牢固性以及提高定位的准确性。

具体的,采用激光焊接的方式时,如图8a和图8b所示,可以从多个方向对焊缝进行焊接,示例性的,可以沿着图8a中的箭头a方向从侧部并沿着盖体20的中间位置处进行焊接,或者,可以沿着图8b中的箭头b方向从顶部进行焊接,需要说明的是,图8b中的箭头b方向具体为沿着盖体20与翻边123的配合间隙的位置处进行焊接,这样便于定位,通过从多个方向对焊缝进行焊接,有利于保证电池的质量和密封性,并改善壳体10与盖体20之间的定位问题

其中,第三种可能实现的方式为,如图9至图13所示,盖体20的端部可以设置有第二台阶部23,第二台阶部23具有第二台阶面,第二台阶面的靠近壳体10的一侧形成第二连接面21。

这样在装配时,壳体10的侧壁12嵌入第二台阶部23中,第一连接面121与第二连接面21抵接并形成焊缝,焊缝通过激光焊接或者PP胶粘接,从而完成对电池的封装,通过设置第二台阶部23,这样壳体10与盖体20接触时,第二台阶部23可以在焊接或者胶粘之前进行预定位,从而使得定位更加准确。

其中,进行激光焊接时,第一种可以实现的方式为,可以沿着图12中的箭头a方向从侧部的配合间隙位置处进行焊接;第二种可以实现的方式为,可以沿着图13中的箭头b方向从配合间隙位置处进行焊接;第三种可以实现的方式为,还可以同时沿着图14中的箭头a方向和箭头b方向从配合间隙位置处进行焊接,本实施例中,对此不做进一步限定。通过从不同位置处进行焊接,有利于提高焊接的牢固性以及提高定位的准确性。

需要说明的是,本实施例中包括但不限于上述几种焊接方式,只要能够提高焊接的牢固性以及提高定位的准确性均属于本申请的保护范围。

具体的,设置第二台阶部23时,第二台阶部23的高度小于盖体20的高度,其中,第二台阶部23的高度可以为h1,盖体20的高度可以为h(具体参见图12所示),这样能够确保壳体的侧壁12嵌入第二台阶部23中,即壳体10与盖体20相嵌合,从而实现预定位的作用。

实施例二

在上述实施例一的基础上,本实施例二提供一种电池200,包括电芯组210和实施例一中的电池封装结构100,其中,电芯组210位于电池封装结构100的容置腔101内,电芯组210包括正极耳和负极耳,其中,本实施例中,电芯组210可以为卷芯。

其中,为了将正极耳、负极耳与电池封装结构100相连,在一些具体的实施方式中,电池封装结构100的壳体的侧壁12上可以具有第一焊接区域124和第二焊接区域125,其中,第一焊接区域124和第二焊接区域125中的一个连接正极耳,第一焊接区域124和第二焊接区域125中的另一个连接负极耳,本实施例中,具体以第一焊接区域124连接正极耳,第二焊接区域125连接负极耳为例进行说明。

其中,为了防止第一焊接区域124和第二焊接区域125处被焊穿,在对正极耳和负极耳焊接的过程中,正极耳焊接时的熔深小于壳体10的侧壁12的厚度,负极耳焊接时的熔深也小于壳体10的侧壁12的厚度,其中,熔深指母材熔化部的最深位与母材表面之间的距离。

进一步的,为了防止第一焊接区域124和第二焊接区域125处被焊穿,本实施例中,还可以包括加强件126,加强件126可以设置在壳体的侧壁12上,其中,加强件126可以单独与第一焊接区域124对应设置,或者,加强件126可以单独与第二焊接区域125对应设置,或者,第一焊接区域124和第二焊接区域125的外侧均可以设置有加强件126。需要说明的是,对于加强件126所采用的具体的金属类型不做限制。

需要补充的是,为了提升电池200的安全性能,在对壳体10与盖体20焊接完成后,需要放入烘箱内烘烤8h以上,以对电芯组210内部的水分进行烘干,具体的,对于烘干方式不做具体限定。

接着,对电芯组210内部的水分烘干完成并测试合格后,向电芯组210的内部注射电解液,具体的,在一些实施方式中,可以在壳体的侧壁12设置有注液孔127,通过注液孔127向电芯组210的内部注射电解液,之后再对注液孔127进行封装,或者,在一些其他的实施方式中,可以先对壳体10和盖体20进行封装,之后通过在壳体10上开设注液孔127,通过注液孔127向电芯组210的内部注射电解液。

具体的,注液过程可以包括通过注液孔127正压检测壳体10的密封性,以及抽空保压注入电解液,注液前和注液后分别进行称重,电解液称量合格后,对注液孔127进行清洁,例如可以是通过无纺布擦拭的方式,去除注液孔127表面电解液以及生产制造过程中的油污,随后激光焊接注液孔127以实现密封,并对完成封口焊接的电芯组210进行氦检检测,密封检测合格的样品则可以流入化成工序。

本实施例二提供的电池200,包括电芯组210和电池封装结构100,通过采用多种结构实现壳体10与盖体20之间的装配,以及从多个方向对焊缝进行激光焊接或者PP胶粘接,一方面有利于保证电池200的质量和密封性,从而提高电池200的能量密度;另一方面有利于改善壳体10与盖体20之间的定位问题,提高装配的准确度。

在本发明实施例的描述中,需要理解的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“焊接”应作广义理解,例如,可以使固定焊接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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