一种电池壳体及电池的制作方法

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池壳体及含有此电池壳体的电池。

背景技术

锂离子电池不仅可以作为各种便携式设备的动力源，还可以作为混合动力车和纯电动车的核心部件之一，其安全性能日益为汽车厂家和电池厂家所重视。

而电池在使用过程中必不可免的会产生热能，这种热能如果不能及时疏导外放，不仅可能会减少电池的使用寿命，而且严重时甚至会引起电池爆炸。特别对于三元电池的应用，因为三元材料在200℃时会分解，引起热失控，其是三元电池的致命弱点，因此，电池能快速散热，热量不集聚是解决热失控的基本手段。现有有对电池模组或电池包进行水冷或风冷的方案，但其仍取决于电池内部热量的传播速度。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种即能较好适用于锂离子电池又能防止电池内部热量聚集的能提高电池循环和安全性能的电池壳体及电池。

本发明的发明人研究发现，现有技术并未对电池壳体的散热进行考虑，传统的单体电池的壳体—铝壳一直大批量沿用至今，改进的方案也仅限于根据实际需要在壳体内表面或外表面涂覆绝缘层、耐腐蚀层等。而现有三元电池的大批量使用，需要重新审视单体电池的壳体了，如散热效率不高，直接影响电池内部温度，电池内部热量不能快速散去，影响电池循环寿命；当电池异常时，电池内部热量不能快速散去，导致电池温度持续上升，直到电池热失控点，从而引起安全隐患。需对单体电池壳体的散热重新定义，而常规的在壳体上设置散热部件，占用空间，必将影响动力电池的系统能力密度。本发明突破传统思维，从电池内部复杂环境及散热等方面考虑，提出如下技术方案：

本发明的第一个目的是提供一种电池壳体，其包括内壳体及位于内壳体外的外壳体，至少部分所述外壳体的热导率大于部分内壳体的热导率。其中，外壳体可以是全部包覆内壳体，也可以是部分覆盖内壳体，即只在部分内壳体表面有外壳体。

优选，外壳体的热导率是内壳体的热导率的1.5-50倍。

优选，电池壳体为电池盖板及壳体本体形成的容纳空间。

一些实施例中，电池盖板包括内盖板和外盖板，所述内盖板与壳体本体形成内壳体，所述外盖板为外壳体。

优选，内盖板的材料与壳体本体的材料相同。

一些实施例中，电池盖板包括内盖板和外盖板，所述壳体本体包括内壳体本体和外壳体本体，所述内盖板与内壳体本体形成内壳体，所述外盖板与外壳体本体形成外壳体。

优选，内盖板的材料与内壳体本体的材料相同，所述外盖板的材料与外壳体本体的材料相同。

一些实施例中，壳体本体包括内壳体本体和外壳体本体，所述电池盖板与内壳体本体形成内壳体，所述外壳体本体为外壳体。

优选，电池盖板的材料与内壳体本体的材料相同。

优选，外壳体的热导率为200-2000w/m*℃。

优选，外壳体的材料为铜或铜合金。

优选，内壳体的材料为不锈钢、铝或铝合金。

本发明的第二个目的是提供一种电池，包括壳体及位于壳体内的极芯；其中，所述壳体为上述电池壳体。

根据本发明的电池壳体，采用内外层的复合电池壳体，内壳体满足电化学体系要求，防止壳体被腐蚀，能在电池的整个生命周期内可靠使用；外壳体为高热导率材料，强度高，提升电池壳体的热传导能力，同时提升电池壳体的强度，能将电池异常时产生的热量快速散去，将电池的温度控制在热失控点以下，可以杜绝电池的安全隐患，达到真正的安全。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的电池壳体结构示意图。

图2是本发明另一实施例提供的电池壳体结构示意图。

图3是本发明另一实施例提供的电池壳体结构示意图。

图4是本发明另一实施例提供的电池壳体结构示意图。

图5是本发明另一实施例提供的电池壳体结构示意图。

其中，

电池盖板1；内盖板11；外盖板12；

壳体本体2；内壳体本体21；外壳体本体22；

正电极端子3；负电极端子4；

焊缝5。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。

本发明的主要改进之处在于电池壳体。本发明的电池壳体采用复合壳体，包括内壳体及位于内壳体外的外壳体，其中，外壳体可以是全部包覆内壳体，也可以是部分覆盖内壳体，即只在部分内壳体表面有外壳体，当然本发明不局限于仅含有两层壳体，根据需要可以在内壳体内部或者内壳体与外壳体之间还设有其他结构，本发明没有限制。本发明优选至少部分所述外壳体的热导率大于部分内壳体的热导率，能将电池异常时产生的热量快速散去，将电池的温度控制在热失控点以下，可以杜绝电池的安全隐患，达到真正的安全。优选，外壳体的热导率是内壳体的热导率的1.5-50倍。

一般，电池壳体是由电池盖板1和壳体本体2封装形成的容纳空间。

如附图1、3、4所示壳体本体2可以为一端开口，也可以如附图2、5所示壳体本体2为两端开口。如为一端开口，则电池盖板1一般为一个，即电极端子采用一端引出。如为两端开口，则电池盖板1一般为两个，如可采用壳体本体2相对的两端开口，通过两个电池盖板1封装，分别从电池的两端引出电极端子。壳体本体2上的其他部件，本发明没有限制，可以采用现有的各种结构，例如，壳体本体2上还可以设置刻痕用于泄压，解决在意外操作导致内部极芯发生剧烈反应时，因其内部大量气体积聚和温度上升发生燃烧或爆炸的安全性隐患等，在此不再赘述。壳体本体2的形状没有限制，例如可以为一端或两端开口的矩形状空心结构。

电池盖板1对应设置在该壳体本体2的开口处，将所述电池盖板1和壳体本体2焊接呈一密闭的容纳空间，极芯被预先封装在该容纳空间内。一般电池盖板1上设有用于安装电极端子贯穿电池盖板1的电极孔，电池盖板1上设置的其他部件，本发明没有限制，可以采用现有的各种结构，例如，电池盖板1上还可以设置防爆阀，用于解决在意外操作导致内部极芯发生剧烈反应时，因其内部大量气体积聚和温度上升发生燃烧或爆炸的安全性隐患等，一般防爆阀启动后电池不能再使用。一般电池盖板1上还设有注液孔，以方便在电池封装后将电解液通过该注液孔注入电池内。注液、化成后通过钢珠或其他封口部件将注液孔封口，以形成电池内部完全密闭的空间。其上的其他部件在此不再赘述。贯穿电极孔的电极端子与电池内部极芯电连接，用于引出电池内部电流，一般电极端子穿过所述电极孔与电池盖板1绝缘密封。电极端子可以为正电极端子3也可以为负电极端子4，正电极端子3通过正电极连接片电连接至极芯上的正极耳，负电极端子4通过负电极连接片电连接至极芯上的负极耳。一个电池盖板1上可以设置一个电极端子也可以设置多个电极端子，多个电极端子的极性可以相同也可以不同，对应的电极孔可以设置一个也可以设置多个。正电极端子3、负电极端子4可以为螺钉、柱状或者片状等形状。正电极端子3、负电极端子4的内端伸入壳体内，然后分别通过正电极连接片、负电极连接片连接到正极耳、负极耳；正电极端子3、负电极端子4的外端穿过电池盖板1暴露在电池外，如此可为负载提供供电的接口。正电极端子3、负电极端子4可以均与电池盖板1相互绝缘。电池盖板1的形状与壳体本体2的形状匹配，例如可以为圆形、方形或圆角方形，本发明中没有特殊限定。

一些实施例中，如附图1、2所示，电池盖板1包括内盖板11和外盖板12，所述内盖板11与壳体本体2形成内壳体，所述外盖板12为外壳体，即仅电池盖板1为本发明的多层结构，壳体本体2可以为常规结构，外壳体仅覆盖内盖板11部分。优选，内盖板11的材料与壳体本体2的材料相同，同种材料易于连接，例如易于焊接等。具体的，如附图1、2所示，电池盖板1对应设置在壳体本体2的开口处。如附图1，设置有两个电极端子的电池盖板1对应设置在壳体本体2的上端开口处，如附图2，分别设置有一个电极端子的两电池盖板1对应设置在壳体本体2的上端和下端开口处，电池盖板1的内盖板11与壳体本体2焊接，形成焊缝5，将电池壳体形成密封的容纳空间，如附图1所示，当电池盖板1搭接在壳体本体2的端部台阶上时，为便于焊接，焊接处附近，未覆盖外壳体，即外壳体并未全部覆盖内盖板11。本发明优选内壳体为满足电化学体系要求，防止壳体被腐蚀，并能在电池的整个生命周期内可靠使用的材料，包含但不限于不锈钢、铝等金属及其合金，本发明的改进之处在于，采用复合壳体，外壳体的热导率大于内壳体，即外壳体的热导率只要大于内壳体即可。本发明优选，外壳体的热导率为200-2000w/m*℃。具体的外盖板12即外壳体的材料可以选用铜或铜合金。优选，内壳体即内盖板11与壳体本体2的材料相同为常规材料，优选为不锈钢、铝或铝合金等。电池盖板1可以由复合板冲压而成，或者焊接而成、或粘接而成。

另一些实施例中，电池盖板1包括内盖板11和外盖板12，壳体本体2包括内壳体本体21和外壳体本体22，内盖板11与内壳体本体21形成内壳体，外盖板12与外壳体本体22形成外壳体，即整个电池壳体均采用本发明的多层结构。优选，内盖板11的材料与内壳体本体21的材料相同，所述外盖板12的材料与外壳体本体22的材料相同。具体如附图3所示，电池盖板1对应设置在壳体本体2的开口处。内盖板11与内壳体本体21焊接，形成焊缝5，外盖板12与外壳体本体22焊接，形成焊缝5，将电池壳体形成密封的容纳空间。本发明优选内壳体为满足电化学体系要求，防止壳体被腐蚀，并能在电池的整个生命周期内可靠使用的材料，包含但不限于不锈钢、铝等金属及其合金，本发明的改进之处在于，采用复合壳体，外壳体的热导率大于内壳体，即外壳体的热导率只要大于内壳体即可。本发明优选，外壳体的热导率为200-2000w/m*℃。具体优选外盖板12、外壳体本体22的材料相同可以选用铜或铜合金。优选，内盖板11、内壳体本体21的材料相同为常规材料，优选为不锈钢、铝或铝合金等。电池盖板1可以由复合板冲压而成，或者焊接而成。壳体本体2可以由复合板冲压而成，或者折弯焊接而成。

还有一些实施例中，壳体本体2包括内壳体本体21和外壳体本体22，所述电池盖板1与内壳体本体21形成内壳体，所述外壳体本体22为外壳体，即仅壳体本体2为本发明的多层结构，电池盖板1可以为单层结构，外壳体仅覆盖内壳体本体21部分。优选，电池盖板1的材料与内壳体本体21的材料相同。具体如附图4、5所示，电池盖板1对应设置在壳体本体2的开口处。如附图4，设置有两个电极端子的电池盖板1对应设置在壳体本体2的上端开口处，如附图5，分别设置有一个电极端子的两电池盖板1对应设置在壳体本体2的上端和下端开口处，电池盖板1与壳体本体2的内壳体本体21焊接，形成焊缝5，将电池壳体形成密封的容纳空间，具体的可以采用顶焊，如附图4所示；也可以采用侧焊，如附图5所示。本发明优选内壳体为满足电化学体系要求，防止壳体被腐蚀，并能在电池的整个生命周期内可靠使用的材料，包含但不限于不锈钢、铝等金属及其合金，本发明的改进之处在于，采用复合壳体，外壳体的热导率大于内壳体，即外壳体的热导率只要大于内壳体即可。本发明优选，外壳体的热导率为300-1800w/m*℃。具体的外壳体本体22即外壳体的材料可以选用铜或铜合金。优选，内壳体即电池盖板1与内壳体本体21的材料相同为常规材料，优选为不锈钢、铝或铝合金等。壳体本体2可以由复合板冲压而成，或者折弯焊接而成。

本发明同时提供了一种电池，包括壳体及位于壳体内的极芯；其中，所述壳体为上述电池壳体。本发明电池的极芯等没有限制，可以为公知的极芯，在此不再赘述。根据本发明的电池壳体，采用内外层的复合电池壳体，内壳体满足电化学体系要求，防止壳体被腐蚀，能在电池的整个生命周期内可靠使用；外壳体为高热导率材料，强度高，提升电池壳体的热传导能力，同时提升电池壳体的强度，能将电池异常时产生的热量快速散去，将电池的温度控制在热失控点以下，可以杜绝电池的安全隐患，达到真正的安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。