铝壳电池的制作方法

1.本实用新型涉及铝壳电池的技术领域，具体而言涉及一种铝壳电池。


背景技术：

2.已有的铝壳电池或者软包电池，通常包括电芯和包覆电芯的壳体。电芯连接有正极极耳和负极极耳。壳体在其高度方向的端部的端面可以设置有通孔，正极极耳和负极极耳能够从各自的通孔中穿出，以作为电池的正极输出和负极输出。并且围绕极耳设置有极耳胶，极耳胶通过热熔与壳体连接，并密封极耳与通孔的孔壁之间的间隙。
3.采用极耳胶密封的方式，使得存在密封效果差，容易出现开胶等现象，从而导致安全隐患。
4.因此，需要一种铝壳电池，以至少部分地解决以上问题。


技术实现要素：

5.在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.为至少部分地解决上述问题，本实用新型提供了一种铝壳电池，其包括：
7.壳体，所述壳体包括间隔设置的第一部分和第二部分；以及
8.电芯，所述电芯设置于所述壳体内，并且所述电芯设置有极耳，所述极耳从所述壳体延伸出并位于所述第一部分和所述第二部分之间，
9.其中，所述第一部分、所述第二部分和所述极耳彼此相邻的部分通过热压形成的胶层密封连接。
10.可选地，所述胶层由包括粘结剂和胶膜的胶材料制成，所述粘结剂与所述胶膜的材料不同。
11.可选地，所述粘结剂为改性聚丙烯，所述胶膜由聚丙烯材料制成；并且/或者
12.所述胶材料还包括极耳胶，所述极耳胶与所述胶膜的材料不同。
13.可选地，所述壳体包括盖板和壳主体，所述盖板连接至所述壳主体的沿轴向方向的端部，所述第一部分构成为所述盖板的一半，所述第二部分构成为所述盖板的另一半。
14.可选地，所述极耳包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳位于所述铝壳电池的轴向方向的同一侧或者分别位于所述壳体的轴向方向的两侧。
15.可选地，所述壳体包括构成所述第一部分的上半壳和构成所述第二部分的下半壳，所述上半壳位于所述下半壳的下方，所述极耳包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳和所述负极极耳均位于所述铝壳电池的周向侧。
16.可选地，所述壳体的沿轴向方向的端部的端表面设置有注液口和封口片，所述封口片覆盖所述注液口并密封地连接至所述壳体。
17.可选地，所述第一部分的端面设置有第一凹槽，所述第二部分的端面设置有第二凹槽，所述极耳位于所述第一凹槽和所述第二凹槽之间。
18.根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于制备上述任一方面所述的铝壳电池的方法，其包括如下步骤：
19.在壳体的第一部分的端面设置胶材料；
20.在所述壳体的第二部分的端面也设置胶材料；
21.将设置有所述胶材料的所述第一部分和所述第二部分相对于所述电芯相应地放置，其中所述电芯的极耳位于所述第一部分和所述第二部分之间，所述极耳设置有围绕其的极耳胶；以及
22.对带有所述胶材料的所述第一部分和所述第二部分以及带有所述极耳胶的极耳进行热压处理以形成胶层，所述第一部分、所述第二部分和所述极耳彼此相邻的部分通过所述胶层密封连接。
23.可选地，在所述壳体的所述第一部分的所述端面先涂覆第一粘结剂，而后将第一胶膜通过所述第一粘结剂连接至所述第一部分；在所述壳体的所述第二部分的所述端面先涂覆第二粘结剂，而后将第二胶膜通过所述第二粘结剂连接至所述第二部分。
24.可选地，对附着至所述第一粘结剂的所述第一胶膜和所述第一部分进行热压处理，以使所述第一胶膜连接至所述第一部分；对附着至所述第二粘结剂的所述第二胶膜和所述第二部分进行热压处理，以使所述第二胶膜连接至所述第二部分。
25.可选地，在热压处理的过程中，先加热再加压，或者同时加热加压。
26.可选地，在热压处理的过程中，将压力控制为0.2～0.8mpa，温度控制在170～210℃，热压处理的时间为1～4s。
27.可选地，将所述壳体的构成所述第一部分和所述第二部分的盖板密封地焊接至所述壳体的壳主体；并且/或者
28.使用封口片覆盖所述壳体的注液口，并且将所述封口片密封地焊接至所述壳体。
29.根据本实用新型的铝壳电池和用于制备其的方法，极耳不用仅借助于极耳胶与壳体连接，而是借助于热压形成的胶层与壳体连接；将壳体包括第一部分和第二部分，使得胶层采用热压的方式形成成为可能；极耳与壳体之间通过热压形成的胶层能够更牢固可靠地连接在一起，并且两者之间密封效果好，不会出现开胶等现象，这提高了电池的安全性能。由此，本实用新型的铝壳电池不仅安全性能高，而且能够具有一定的机械强度，低膨胀性能等优点。
附图说明
30.本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施方式及其描述，用来解释本实用新型的原理。
31.附图中：
32.图1为根据本实用新型的第一实施方式的铝壳电池的俯视图；
33.图2为图1所示的铝壳电池的侧视图；
34.图3为根据本实用新型的第二实施方式的铝壳电池的俯视图；
35.图4为根据本实用新型的第三实施方式的铝壳电池的侧视图；
36.图5为根据本实用新型的第四实施方式的铝壳电池的俯视图；
37.图6为图5所示的铝壳电池的侧视图；
38.图7为图5所示的铝壳电池的另一个侧视图。
39.附图标记说明：
40.100铝壳电池
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110壳体
41.111第一部分
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112第二部分
42.113盖板
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114壳主体
43.115第一凹槽
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116第二凹槽
44.120电芯
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121极耳
45.122正极极耳
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123负极极耳
46.130胶层
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131第一粘结剂
47.132第一胶膜
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133第二粘结剂
48.134第二胶膜
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135极耳胶部
49.136横向部
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137纵向部
50.151注液口
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152封口片
51.200铝壳电池
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300铝壳电池
52.314上半壳
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315下半壳
53.400铝壳电池
具体实施方式
54.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
55.为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的描述。显然，本实用新型实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本实用新型的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。
56.应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
57.本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。
58.需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。
59.现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施
方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
60.第一实施方式
61.图1和图2示出了根据本实用新型的第一实施方式的铝壳电池100，该铝壳电池100的整体外部形状为圆柱体。换句话说，第一实施方式的铝壳电池100为圆柱形电池。
62.如图1和图2所示，铝壳电池100可以包括壳体110和电芯120。壳体110由铝制成。电芯120能够设置于壳体110内，电芯120可以设置有极耳121。极耳121能够从壳体110延伸出，以作为铝壳电池100的正极/负极输出。极耳121包括正极极耳122和负极极耳123。正极极耳122和负极极耳123位于铝壳电池100的轴向方向的同一侧。具体地，壳体110包括间隔设置的第一部分111和第二部分112。极耳121能够位于第一部分111和第二部分112之间。
63.在本实施方式中，壳体110可以包括盖板113和壳主体114。盖板113连接至壳主体114的沿轴向方向的端部，以覆盖壳主体114在该端部的端开口。第一部分111构成为盖板113的一半，即第一半盖。第二部分112构成为盖板113的另一半，即第二半盖。换句话说，盖板113由间隔设置的两部分构成。盖板113的厚度可以为1.0～1.5mm。
64.在图示实施方式中，壳体110的整体外部形状为圆柱体。盖板113的第一部分111为大致半圆形，即半圆形半盖。盖板113的第二部分112也为大致半圆形，即半圆形半盖。盖板113的整体可看作为整圆形。盖板113设置于壳主体114的顶部。壳主体114构成为具有容纳空间且底部封闭的圆筒形状。电芯120位于容纳空间内。
65.第一部分111、第二部分112和极耳121彼此相邻的部分能够通过热压形成的胶层130密封连接。以此实施方式，极耳121与壳体110之间能够通过热压形成的胶层130更牢固可靠地连接在一起，并且两者之间密封效果好，不会出现开胶等现象，这提高了电池的安全性能。由此，本实用新型的铝壳电池100不仅安全性能高，而且能够具有一定的机械强度，低膨胀性能等优点。
66.胶层130可以由包括粘结剂和胶膜的胶材料制成。可以利用粘结剂将胶膜分别连接至第一部分111的端面和第二部分112的端面。例如，将粘结剂先涂覆至第一部分111和第二部分112的端面，而后将胶膜附着至粘结剂。粘结剂的厚度可以为5～50μm。胶膜的厚度可以为50～200μm。作为一个示例，粘结剂可以为诸如改性聚丙烯等热熔胶材料。粘结剂与胶膜的材料可以不同。胶膜可以由诸如聚丙烯材料等热熔胶材料制成，作为示例，胶膜可以为流延聚丙烯薄膜。
67.胶材料还可以包括极耳胶134。极耳胶134围绕极耳121设置。极耳胶134由热熔胶材料制成，但与胶膜的材料可以不同。作为一个示例，极耳胶134呈带状，一般包括三层结构，单层厚度可以约为0.1mm。极耳胶134可以由三层改性聚丙烯共挤而成。第一层为低熔点聚丙烯层，其熔点一般在130～150℃，比较容易与胶膜相互融合粘结；中间层为高熔点聚丙烯层，可以起到支撑骨架作用，从而保证封装厚度，防止发生短路；第三层也为低熔点聚丙烯层，有利于与极耳121粘结。
68.第一部分111的端面设置有第一凹槽115，第二部分112的端面设置有第二凹槽116。极耳121位于第一凹槽115和第二凹槽116之间。极耳胶134形成的极耳胶部部分地位于第一凹槽115和第二凹槽116内。由此，可以使壳体110小型化，本实施方式中是使盖板113的尺寸减小，从而整个壳体110可以小型化。
69.胶层130的表面与壳体110的表面大致平齐，具体地，本实施方式中，胶层130的表面与盖板113的表面大致平齐。极耳胶134形成的极耳胶部凸出于胶层130的表面，凸出的尺寸可以为1.0～3.0mm。极耳胶134形成的极耳胶部包括沿与端面的延伸方向平行的方向上延伸的横向部136、朝向第一凹槽115凸出以及朝向第二凹槽116凸出的纵向部137，纵向部137在与端面的延伸方向垂直的方向上凸出于横向部136。横向部136在与端面的延伸方向平行的方向上的延伸尺寸可以为0.5～2mm。
70.壳体110的沿轴向方向的端部的端表面可以设置有注液口151和封口片152。封口片152覆盖注液口151并密封地连接至壳体110，具体是连接至盖板113。封口片152的厚度可以为0.1～0.3mm。注液口151与封口片152的形状相对应。例如注液口151的形状为圆形，封口片152的形状也为圆形。注液口151的直径可以为1.0～5.0mm。封口片152的直径可以为2.0～6.0mm。可以采用激光焊接的方式将封口片152连接至壳体110。
71.本实用新型还提供了一种制备铝壳电池100的方法。该方法包括如下步骤：
72.在壳体110的第一部分111的端面设置胶材料；
73.在壳体110的第二部分112的端面也设置胶材料；
74.将设置有胶材料的第一部分111和第二部分112相对于电芯120相应地放置，其中电芯120的极耳121位于第一部分111和第二部分112之间，极耳121设置有围绕其的极耳胶134；以及
75.对带有胶材料的第一部分111和第二部分112以及带有极耳胶134的极耳121进行热压处理以形成胶层130，第一部分111、第二部分112和极耳121彼此相邻的部分通过胶层130密封连接。
76.在设置胶材料之前，对第一部分111和第二部分112的端面进行表面处理，以去除表面上的金属杂质和形成的氧化铝层。例如，可以采用化学试剂对上述端面进行处理。
77.胶材料可以包括粘结剂和胶膜。在设置胶材料的步骤中，可以在壳体110的第一部分111的端面先涂覆第一粘结剂131，而后将第一胶膜132通过第一粘结剂131连接至第一部分111；以及在壳体110的第二部分112的端面先涂覆第二粘结剂133，而后将第二胶膜134通过第二粘结剂133连接至第二部分112。第一粘结剂131可以与第二粘结剂133相同，例如均为改性聚丙烯。第一胶膜132可以与第二胶膜134相同，例如均由聚丙烯制成。具体地，第一胶膜132可以与第二胶膜134可以为流延聚丙烯薄膜。当然如果希望和/或期望，第一粘结剂131可以与第二粘结剂133可以不同，第一胶膜132和第二胶膜134也可以不同。
78.作为一个示例，胶膜连接至壳体110的方式可以为：对附着至第一粘结剂131的第一胶膜132和第一部分111进行热压处理，以使第一胶膜132连接至第一部分111；对附着至第二粘结剂133的第二胶膜134和第二部分112进行热压处理，以使第二胶膜134连接至第二部分112。在胶膜连接过程中使用的热压处理，可以使胶膜与壳体110之间的粘接更牢固可靠，不容易脱胶；其中将压力控制为0.2～2.0mpa，温度控制在约150℃。可选地，在缓慢升温升压的条件下进行热压处理。
79.在胶膜连接至壳体110的过程中，对第一部分111和第二部分112进行加热，以通过热传导将热量传导至粘结剂和胶膜；对第一部分111和第一胶膜132加压，以将胶材料紧密地设置于第一部分111，对第二部分112和第二胶膜134加压，以将胶材料紧密地设置于第二部分112。
80.方法还可以包括电芯120的制备步骤。将正极片、负极片和隔膜进行卷绕或叠片，并且将正极极耳122焊接至正极片，负极极耳123焊接至负极片。
81.本实施方式中的热压处理，可以加热再加压，或者同时加热加压。在热压处理的过程中，可以将压力控制为0.2～0.8mpa，温度控制在170～210℃，热压处理的时间为1～4s。例如，具体示例可以为：采用工装将带有胶材料的第一部分111和第二部分112固定，而后对带有胶材料的第一部分111和第二部分112进行加热，以通过热传导将热量传导至粘结剂和胶膜。可选地，对极耳121进行加热，以通过热传导将热量传导至极耳胶。加热温度可以为170～210℃，加热时间可以为3～30s。将电芯120的极耳121置于第一部分111和第二部分112之间。然后对带有所述胶材料的所述第一部分111和所述第二部分112以及带有极耳胶134的极耳121进行加压。具体地，对第一部分111施加朝向第二部分112的压力，对应地，对第二部分112施加朝向第一部分111的压力。加压压力可以为0.2～0.8mpa，热压处理的时间为1～4s。加压后形成的胶层130能够实现壳体110在极耳121处的密封。
82.在图示实施方式中，热压处理后，盖板113能够与极耳121密封连接。方法还可以包括组装步骤，将电芯120放置于壳主体114内，盖板113覆盖壳主体114的端开口；接着将盖板113密封地焊接至壳主体114。可以采用激光焊接的方式将盖板113连接至壳主体114。
83.进一步地，方法还可以包括如下步骤：
84.将组装后的电芯120和壳体110进行烘烤，并从注液口151注入电解液；
85.使用封口片152覆盖壳体110的注液口151，并且将封口片152密封地焊接至壳体110；以及
86.将电池进行化成和分容处理，最终获得铝壳电池100。
87.可以理解，在描述第一实施方式的内容中，第一部分和第二部分是指盖板113。
88.第二实施方式
89.图3示出了第二实施方式的铝壳电池200。除了铝壳电池的外部形状，第二实施方式的铝壳电池200具有与第一实施方式的铝壳电池100大致相同的结构和/或构造。因此，具有与第一实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
90.第二实施方式的铝壳电池200的整体外部形状为长方体。换句话说，第二实施方式的铝壳电池100为长方形电池。具体地，壳体110的整体外部形状为圆柱体。壳体110包括盖板113和壳主体114。正极极耳122和负极极耳123从盖板113伸出。盖板113的第一部分111为大致长方形，即长方形半盖。盖板113的第二部分112也为大致长方形，即长方形半盖。盖板113的整体可看作为长方形。
91.第三实施方式
92.图4示出了第三实施方式的铝壳电池300。除了极耳121的位置和壳体110的结构，第三实施方式的铝壳电池300具有与第一实施方式的铝壳电池100大致相同的结构和/或构造。因此，具有与第一实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
93.壳体110包括两个盖板113和壳主体114。两个盖板113分别位于壳主体114在轴向方向的端部。进一步说，一个盖板113位于壳主体114的顶部，一个盖板113位于壳主体114的底部。正极极耳122和负极极耳123能够分别从两个盖板113伸出。正极极耳122和负极极耳
123位于铝壳电池100的轴向方向的两侧。在该实施方式中，这两个盖板113均包括第一部分111和第二部分112。
94.第四实施方式
95.图5至图7示出了第四实施方式的铝壳电池400。除了极耳121的位置和壳体110的结构，第四实施方式的铝壳电池400具有与第一实施方式的铝壳电池100大致相同的结构和/或构造。因此，具有与第一实施方式中的功能基本相同的功能的元件将在此进行相同的编号，并且为了简洁起见将不再对其进行详细描述和/或图示。
96.壳体110包括构成第一部分111的上半壳314和构成第二部分112的下半壳315。上半壳314位于下半壳315的下方。上半壳314和下半壳315各自具有容纳空间，以接收电芯120。正极极耳122和负极极耳123均位于铝壳电池100的周向侧。如图5和图6所示，正极极耳122和负极极耳123位于壳体110的相反侧，并且可以相对于壳体110对称设置。当然，如果希望和/或期望，正极极耳122和负极极耳123的位置可以根据需要任意设置。
97.本实用新型实施方式的方法的步骤顺序可以根据实际需要进行调整、合并或删减。上述的所有优选实施方式中所述的流程仅是示例。除非发生不利的效果，否则可以按与上述流程的顺序不同的顺序进行各种处理操作。上述流程的步骤顺序也可以根据实际需要进行增加、合并或删减。
98.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。
99.本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。