一种具有聚合物壳体的电池

文档序号:860074 发布日期:2021-03-16 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 一种具有聚合物壳体的电池 (Battery with polymer shell ) 是由 王玉冰 于 2020-11-30 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体(100),所述壳体(100)包括由外至内依次连接的尼龙层(101)、铝层(102)和聚合物层(103)。本发明聚合物层具有良好的耐热性、柔韧性和伸展性,可有效避免挤压而造成的变形破损,避免因电池高温而导致内部膨胀的爆炸,同时具有良好的密封性,可有效防止内部电解液的泄漏,提高了电池的安全性。(The invention relates to a battery with a polymer shell, which comprises a lithium manganese battery cell and a shell (100) coated on the outer layer of the lithium manganese battery cell, wherein the shell (100) comprises a nylon layer (101), an aluminum layer (102) and a polymer layer (103) which are sequentially connected from outside to inside. The polymer layer has good heat resistance, flexibility and extensibility, can effectively avoid deformation and damage caused by extrusion, avoids explosion of internal expansion caused by high temperature of the battery, has good sealing property, can effectively prevent internal electrolyte from leaking, and improves the safety of the battery.)

一种具有聚合物壳体的电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种具有聚合物壳体的电池。

背景技术

锂电池(Lithium Cell),是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高,所以,锂电池长期没有得到应用,随着科学技术的发展,锂电池已经成为了主流。

现在生产的锂锰钢壳圆柱电池具有高容量、存储时间长的优点,但是电池的安全性能并没有获得很好的解决,因为其壳体材料为钢,此类电池在高温、挤压、过放、强制充电的情况下均可能发生爆炸。

例如专利申请200520062526.9公开的一种安全性能好的锂-二氧化锰圆柱电池,包括外壳上、下两端的正、负电极帽及其中的锂-二氧化锰电池芯;在外壳内部正、负电极帽之间通过导线连接一个二极管,二极管与正、负电极帽之间采用反向连接,外壳采用塑料材料制作,可以很好的解决安全问题,但是对于锂锰一次电池,如果采用塑料外壳,电池的密封性能必然大受影响,水分、空气容易通过塑料外壳渗入电池内部,从而影响电池的储存寿命。

发明内容

为了现有技术存在的上述技术缺陷,本发明提供一种具有聚合物壳体的电池,可有效防止电池受热膨胀、挤压而产生的爆炸,提高电池的安全性,可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题,本发明提供的具有聚合物壳体的电池的技术方案具体如下:

本发明实施例公开了一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体,所述壳体包括由外至内依次连接的尼龙层、铝层和聚合物层。

在上述任一方案中优选的是,所述聚合物包括以下质量份的各组分:聚乙烯0.2份~1.2份、聚丙烯0.3份~1.5份、聚氯乙烯1.2份~2.4份、苯乙烯系树脂1.2份~1.8份、酚醛树脂0.6份~1.0份、氨基树脂0.4份~1.8份、环氧树脂0.1份~0.3份和聚氨酯0.1份~1.0份。

在上述任一方案中优选的是,所述尼龙层厚度范围为0.05-0.4mm。

在上述任一方案中优选的是,所述铝层厚度范围为0.1-0.25mm。

在上述任一方案中优选的是,所述聚合物的厚度范围为0.05-0.4mm。

在上述任一方案中优选的是,还包括设置于所述壳体一端的盖板,所述盖板具有安装孔,所述安装孔穿设导出电池电极的铆钉,所述铆钉与所述安装孔抵接面上分别设置有第一密封圈和第二密封圈。

在上述任一方案中优选的是,所述第一密封圈和所述第二密封圈一体成型。

在上述任一方案中优选的是,所述盖板内侧设置有弹性垫圈,所述弹性垫圈与所述壳体内壁密封连接。

在上述任一方案中优选的是,所述盖板上设置有注液孔,所述注液孔与塞子螺纹连接。

在上述任一方案中优选的是,还包括底部,所述底部具有凹槽,所述凹槽为“十”形。

本发明的有益效果:聚合物层具有良好的耐热性、柔韧性和伸展性,可有效避免挤压而造成的变形破损,避免因电池高温而导致内部膨胀的爆炸,同时具有良好的密封性,可有效防止内部电解液的泄漏,提高了电池的安全性。

附图说明

附图用于对本发明的进一步理解,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。

图1为本发明实施例的软包装圆柱电池的结构示意图;

图2为本发明实施例的软包装圆柱电池的一方向结构示意图;

图3为本发明实施例的软包装圆柱电池的壳体的结构示意图;

图中标号说明:

100、壳体;101、尼龙层;102、铝层;103、聚合物;110、盖板;121、第一密封圈;122、第二密封圈;130、铆钉;140、塞子;150、弹性垫圈;160、底部;161、凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或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,而不是指示或暗示所指的装置或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。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

如图1和图3所示,本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的尼龙层101、中间的铝层102、内部的聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度范围为0.05-0.4mm,所述铝层102的厚度范围为0.1-0.25mm,所述聚合物层103的厚度范围为0.05-0.4mm。

为了更好地理解上述技术方案,下面将结合说明书附图及具体实施方式对本发明技术方案进行详细说明。

实施例1:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.25mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.2mm。

实施例2:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.24mm,所述铝层102的厚度为0.1mm,所述聚合物层103的厚度为0.4mm。

实施例3:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

实施例4:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.3mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.3mm。

综上所述,在以上实施例1-4中,通过综合分析,优选择实施例3,根据实施例3复合成的所述壳体100柔软,同时具有良好的阻隔性,可以同时确保电池的安全性能,所述壳体100密封性非常好,空气不容易通过塑料外壳渗入电池内部,电芯不受外界环境的影响,所以电芯性能很好,使用寿命长储存寿命。

其中,所述聚合物层103包括以下组分:聚乙烯0.2份~1.2份、聚丙烯0.3份~1.5份、聚氯乙烯1.2份~2.4份、苯乙烯系树脂1.2份~1.8份、酚醛树脂0.6份~1.0份、氨基树脂0.4份~1.8份、环氧树脂0.1份~0.3份和聚氨酯0.1份~1.0份。

实施例5:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯0.2份、聚丙烯0.3份、聚氯乙烯1.2份、苯乙烯系树脂1.2份、酚醛树脂01.0份、氨基树脂0.6份、环氧树脂0.3份及聚氨酯0.3份。

实施例6:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯0.3份、聚丙烯0.4份、聚氯乙烯1.4份、苯乙烯系树脂1.3份、酚醛树脂0.7份、氨基树脂0.5份、环氧树脂0.2份及聚氨酯0.2份。

实施例7:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯0.6份,聚丙烯0.5份、聚氯乙烯2.0份、苯乙烯系树脂1.3份、酚醛树脂0.9份、氨基树脂0.6份、环氧树脂0.15份和聚氨酯0.5份。

实施例8:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯0.7份,聚丙烯0.6份、聚氯乙烯1.9份、苯乙烯系树脂1.4份、酚醛树脂0.9份、氨基树脂0.6份、环氧树脂0.2份和聚氨酯0.6份。

实施例9:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯0.8份,聚丙烯0.9份、聚氯乙烯1.9份、苯乙烯系树脂1.7份、酚醛树脂0.8份、氨基树脂1.3份、环氧树脂0.3份和聚氨酯0.9份。

实施例10:

本发明提供的一种具有聚合物壳体的电池,包括锂锰电芯和包覆于所述锂锰电芯的外层的壳体100;所述锂锰电芯为卷绕式的圆柱体结构;

其中所述壳体100是一种多层结构,由外部的所述尼龙层101、中间的所述铝层102、内部的所述聚合物层103复合而成,所述尼龙层101厚度为0.2mm,所述铝层102的厚度为0.2mm,所述聚合物层103的厚度为0.25mm。

其中,所述聚合物层103包括以下质量份的组分:聚乙烯1.2份,聚丙烯1.5份、聚氯乙烯2.4份、苯乙烯系树脂1.8份、酚醛树脂1.0份、氨基树脂1.8份、环氧树脂0.3份和聚氨酯1.0份。

综上所述,在以上实施例5-10中,通过综合分析,优选择实施例7,根据实施例7的各组分聚合而成的聚合物层103,具有良好的耐热性、柔韧性和伸展性,可有效避免挤压而造成的变形破损,避免因电池高温而导致内部膨胀的爆炸,同时具有良好的密封性。

为了提高具有聚合物壳体的电池的密封性,在上述任一个实施例中,还包括设置于所述壳体100一端的盖板110,所述盖板110具有安装孔,所述安装孔穿设导出电池电极的铆钉130,所述铆钉130与所述安装孔抵接面上分别设置有第一密封圈121和第二密封圈122,第一密封圈121和第二密封圈122使得铆钉130与盖板110连接更为紧密,避免电解液的泄漏,具有良好的密封性能。

为了进一步加强所述盖板110的密封性,且降低组装成本,优选的,所述第一密封圈121和所述第二密封圈122一体成型,一体化的密封圈可以减少组装的工序,同时可以防止依赖精密的组装要求,减少人工,降低了组装成工,同时密封效果更好。

为了避免所述铆钉130压入所述盖板110导致所述盖板110变形,优选的,所述盖板110内侧设置有弹性垫圈150,所述弹性垫圈150与所述壳体100内壁密封连接,所述弹性垫圈150具有至少一个透孔,所述弹性垫圈150可为所述盖板110提供缓冲和支撑力,避免所述盖板110被压导致变形,同时,所述弹性垫圈150具有的透孔可方便电解液注液。

为了提高密封性,优选的,所述盖板110上设置有注液孔,所述注液孔通过一塞子140密封填充,所述塞子140可与注液孔内壁充分抵接,使得注液孔在注液后完全密封,避免电解液泄漏。

为了进一步提高所述注液孔和所述塞子140的密封性,优选的,所述注液孔和所述塞子140通过螺纹连接,以此加强所述注液孔与所述塞子140的连接,在电池内部受压膨胀时,所述塞子140可承受较大压力而不被冲开,提高了所述注液孔和所述塞子140的密封性。

为了进一步提高所述塞子140的密封能力,优选的,所述塞子140形状设置为”T”形,T形的所述塞子140一面可增大与所述盖板110的接触面积,使得所述注液孔外侧被完全遮蔽,有效提高所述注液孔与所述塞子140的密封性。

如图2所示,具有聚合物壳体的电池还包括底部160,所述底部160具有凹槽161,所述凹槽161在不阻碍电性连接的同时,可以实现爆裂时引流的效果,防止出现爆炸的问题,为了进一步提高引流的效果,所述凹槽161设置为“十”形,“十”形所述凹槽161中部具有良好的韧性,实现提高引流的效果。

以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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