电池及其壳体的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电池及其壳体。


背景技术：

2.近年来，新能源汽车的出现对于社会发展和环境保护均起到了巨大的推动作用，动力锂电池包作为一种可充电的电池是新能源汽车的动力来源，在新能源汽车领域中被广泛应用。当前，市面上动力锂电池主要以方壳电池、圆柱电池和软包电池为主，其中，在乘用车与商用车市场，方壳电池以其封装可靠度高、系统能量效率高、相对重量轻、结构较为简单、扩容相对方便等优点在市场上占据了主流。
3.电池包括壳体和其内部的电芯，其壳体一般采用铝壳，易于被壳体内的电解液腐蚀，从而导致方壳电池报废。所以亟需开发一种可以防腐的壳体，以延长方壳电池的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池及其壳体，该壳体可防腐，能够延长电池的使用寿命。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种电池的壳体，所述壳体的内壁的至少一部分覆盖绝缘层。
6.在一个实施例中，所述绝缘层包括聚丙烯层，所述绝缘层通过热法淋膜复合工艺粘结至所述壳体内壁
7.在一个实施例中，所述绝缘层包括马来酸酐改性聚丙烯层，且所述绝缘层内部包含烯烃类弹性体。
8.在一个实施例中，所述绝缘层包括多层，且所述绝缘层覆盖至所述壳体内壁的一层包括马来酸酐改性聚丙烯层。
9.在一个实施例中，所述绝缘层包括内层、外层和位于所述内层和所述外层之间的中间层，所述内层覆盖至所述壳体内壁，所述中间层为共聚聚丙烯层，所述外层为均聚聚丙烯层。
10.在一个实施例中，所述内层、所述中间层和所述外层的厚度比为1：2：1或1：3：1。
11.在一个实施例中，所述壳体的厚度范围为0.4mm-2.5mm，所述绝缘层的厚度范围为0.2mm-2mm。
12.在一个实施例中，所述壳体的厚度范围为1mm-1.5mm，所述绝缘层的厚度范围为0.6mm-2mm。
13.在一个实施例中，所述壳体为长方体形状且包括：
14.筒状侧壁，所述筒状侧壁的内壁覆盖所述绝缘层；
15.顶盖，所述顶盖的内壁覆盖所述绝缘层且设有两个输出端；并与所述筒状侧壁的顶部密封连接；
16.底盖，所述底盖的内壁覆盖所述绝缘层，并与所述筒状侧壁的底部密封连接。
17.本发明涉及一种电池，包括：
18.上述的壳体；
19.至少一组电芯，所述电芯安装至所述壳体内。
20.本实用新型的壳体可以通过焊接工艺封装，确保铝壳的封装可靠性，避免电解液漏液及因铝壳受力形变所导致的短路问题。壳体内壁设置绝缘层，该绝缘层可防止壳体内部的电解液腐蚀壳体，进一步提高电池的安全性，延长壳体的使用寿命。而且，本实用新型的壳体厚度与现有技术中的壳体大致相同，将筒状侧壁与顶盖或底盖焊接时，会使得筒状侧壁和顶盖以及底盖的连接处的绝缘层熔融，熔融后的绝缘层会覆盖筒状侧壁和顶盖或底盖的焊缝，避免焊缝处的毛刺损伤电芯。
附图说明
21.一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
22.图1是本实用新型的一个实施例的电池的爆炸图。
23.图2是图1所示实施例中a区的局部放大图。
24.附图标记：100、电池；1、壳体；11、筒状侧壁；12、顶盖；121、输出端；122、防爆阀；13、底盖；2、绝缘层；21、内层；22、外层；3、电芯。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本实用新型各实施方式中，为了便于更好地理解本技术而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本技术所要求保护的技术方案。
26.在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本技术相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。
27.除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。
28.以下将结合附图对本实用新型的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本实用新型的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本实用新型范围的限制，而只是为了说明本实用新型技术方案的实质精神。
29.在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。
30.如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。
31.在以下描述中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。
32.本实用新型涉及一种电池100及其壳体1，该壳体1为长方体形状，且可防止被电解液腐蚀，从而延长电池100的使用寿命，下面结合附图对本实用新型的一个实施例的电池100及其壳体1进行详细描述。
33.图1是本实用新型的一个电池100的爆炸图，如图1所示，该电池100为方壳电池，且包括长方体形状的壳体1和位于该壳体1内部的一组电芯3或多组电芯3，不限制电芯3的数量。壳体1具有封闭的内部空间，用于容纳多组电芯3和电解液。具体来说，壳体1包括筒状侧壁11、顶盖12和底盖13，筒状侧壁11为矩形筒且沿图1中的竖直方向延伸，筒状侧壁11的顶端和底端开口。顶盖12和底盖13分别连接至筒状侧壁11的顶端和底端，并分别覆盖筒状侧壁11的顶端开口和底端开口。顶盖12和底盖13与筒状侧壁11可以通过焊接方式密封连接，从而形成封闭的内部空间，防止电解液泄露。应理解，电池100也可以为圆柱电池，圆柱电池的壳体和电芯均为圆柱体，不限制电池100的形状。
34.在图1所示实施例中，壳体1为铝壳，且其内壁覆盖有绝缘层2。具体来说，筒状侧壁11的内壁、顶盖12的内壁和底盖13的内壁分别覆盖绝缘层2。筒状侧壁11与顶盖12和底盖13可以通过焊接工艺密封连接，确保铝壳的封装可靠性，避免电解液漏液或因壳体1受力形变所导致的短路问题。绝缘层2可防止壳体1内部的电解液腐蚀壳体1，进一步提高电池100的安全性，延长壳体1的使用寿命。此外，本实用新型的壳体1厚度与现有技术中的铝壳大致相同，将筒状侧壁11与顶盖12或底盖13焊接时，会使得筒状侧壁11和顶盖12以及底盖13的连接处的绝缘层2熔融，熔融后的绝缘层2会覆盖筒状侧壁11与顶盖12或底盖13的焊缝，避免焊缝处的毛刺损伤电芯3。
35.实践中，多组电芯3外部包覆绝缘膜，绝缘膜为pet材质并可绝缘，多组电芯3通过绝缘膜与壳体1绝缘。而本实用新型的壳体1内壁覆盖绝缘层2，多组电芯3可以直接安装入壳体1内，不需要包覆绝缘膜，省去包覆绝缘膜的工序，而且也可以保证多组电芯3和壳体1绝缘。
36.在一个实施例中，筒状侧壁11的内壁覆盖绝缘层2，顶盖12和底盖13不覆盖绝缘层2，或者单独顶盖12不覆盖绝缘层2，或者壳体1的筒状侧壁11一部分设置绝缘层2，另外一部分不设置绝缘层2，只要壳体1的内壁一部分设置绝缘层2即可，均可大大降低壳体1被腐蚀漏液的概率，减少壳体1受力变形所导致的短路问题。通常情况下，可选择壳体1内部的易于经受电解液泄漏的部分设置绝缘层2。壳体1内部的一部分覆盖绝缘层2时，其余部分还需要与多组电芯3绝缘设置，因为多组电芯3外部需要设置绝缘膜，防止多组电芯3与顶盖12或底盖13接触而短路。
37.绝缘层2的材料优选聚丙烯。聚丙烯防潮，吸水率低，且在各种酸和碱中均具有良好的耐化学腐蚀性。此外，聚丙烯还具有良好的抗疲劳性和抗冲击强度，还是优良的电绝缘体。最优选地，绝缘层2为马来酸酐改性聚丙烯，其具有良好的粘结性能，可以与壳体1内壁
粘结牢固。
38.进一步地，为提高绝缘层2的冲深柔韧性，绝缘层2内还可以增加弹性体成分，该弹性体成分优选烯烃类，例如可以在聚丙烯或马来酸酐改性聚丙烯内添加烯烃类材料。
39.在一个优选实施例中，绝缘层2可以为单层结构，也可以为多层结构，单层的绝缘层2的材料优选马来酸酐改性聚丙烯。多层绝缘层2可以采用不同的材料，或者相邻的两层绝缘层2采用不同材料，以提高绝缘层2的耐温性能或综合性能。例如，绝缘层2可以设置为三层结构，其中，贴合至壳体1的内壁的一侧为内层21，内层21用于粘结至壳体1内壁，内层21优选采用马来酸酐改性聚丙烯，以提高粘结性。靠近多组电芯3的一层为外层22，外层22可以采用均聚聚丙烯，均聚聚丙烯的熔点160℃，具有优良的耐温性能。位于外层22和内层21之间的一层绝缘层2为中间层，中间层可以采用共聚聚丙烯，共聚聚丙烯的熔点140℃，具有良好的耐温性和粘结性，可以保证与内层21的结合牢度。中间层和外层22内还可以添加烯烃类的弹性体，以增加绝缘层2的冲深柔韧性。
40.进一步地，三层绝缘层2的厚度可以相同，也可以分别不同，不限制三层绝缘层2的厚度比例。作为优选方案，内层21、中间层和外层22的厚度比为1：2：1或1：3：1，内层21和外层22的厚度均小于中间层的厚度，可以保证三层绝缘层2牢固地粘结至壳体1内壁，又可增加绝缘层2的耐温性能，防止多组电芯3在使用期间的升温过程中，绝缘层2被熔融。
41.在另一个实施例中，如图2所示，绝缘层2可以为两层结构，粘结至壳体1内壁的内层21优选为马来酸酐改性聚丙烯，靠近多组电芯3的外层22可以采用共聚聚丙烯，也可以采用均聚聚丙烯，外层22和内层21内可以添加烯烃类的弹性体，以增加绝缘层2的冲深柔韧性。
42.应理解，不管绝缘层2采用几层结构，粘结至壳体1内壁的一层绝缘层2优选为马来酸酐改性聚丙烯层，以提高绝缘层2与壳体1内壁的粘结牢度。
43.作为优选方案，壳体1的厚度范围为0.4mm-2.5mm，包括但不限于0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm等，以保证壳体1的强度。而绝缘层2的厚度范围为0.2mm-2mm，包括但不限制于0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm和2mm等。最优选地，壳体1的厚度范围为1mm-1.5mm，而绝缘层2的厚度范围为0.6mm-2mm。
44.绝缘层2可通过热法淋膜法粘结至壳体1内壁，也可采用干法溶剂式与壳体1的内壁复合，优选热法淋膜复合工艺。在壳体1与绝缘层2复合之前，壳体1还需经钝化处理，钝化处理方式可为铬化处理、稀土处理、钛基处理、钼酸盐处理等，优选三价铬钝化处理工艺。
45.多组电芯3沿壳体1的宽度方向堆叠至壳体1内，且多组电芯3具有两个极性相反的输出极，而顶盖12设有间隔设置的两个输出端121，两个输出端121分别与两个输出极连接，用于对外输出电流。
46.为了验证本实用新型的壳体1的耐腐蚀性能和冲深性能，发明人进行了耐腐蚀测试和冲深测试，其中，耐腐蚀测试过程如下：将本实用新型的壳体1和绝缘层2与现有技术的铝壳分别浸入85℃含1000ppm水的电解液中预设时长，观察本实用新型的壳体1和现有技术的铝壳的外观区别。结果显示：本实用新型的壳体1内层无腐蚀，而现有技术的铝壳有腐蚀现象发生。
47.冲深测试过程如下：保持壳体1的厚度1.2mm不变，将聚丙烯层的厚度分别设置为100um、600um和1100um，分别对覆盖上述三中厚度的聚丙烯层的壳体1进行冲深，观察壳体1是否有破损现象。实验室结果显示：覆盖100um聚丙烯层的壳体1有破损现象，而分别覆盖600um和1100um的壳体1无破损现象，所以聚丙烯层的厚度优选大于600um以上。
48.此外，在图1所示的实施例中，顶盖12还设有防爆阀122，多组电芯3使用过程中产生大量热气，热气到达一定程度后，会冲破防爆阀122，及时散热，防止电池100发生热失控现象。
49.本实用新型的壳体1可以通过焊接工艺封装，维持铝壳优异的封装可靠性，避免电解液漏液及因铝壳受力形变所导致的短路问题。壳体1内壁设置绝缘层2，该绝缘层2可防止壳体1内部的电解液腐蚀壳体1，进一步提高电池100的安全性，延长壳体1的使用寿命。而且，本实用新型的壳体1厚度与现有技术中的壳体1大致相同，将筒状侧壁11与顶盖12或底盖13焊接时，会使得筒状侧壁11和顶盖12以及底盖13的连接处的绝缘层2熔融，熔融后的绝缘层2会覆盖筒状侧壁11和顶盖12或底盖13的焊缝，避免焊缝处的毛刺损伤电芯3。
50.以上已详细描述了本实用新型的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。
51.考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。
52.本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本实用新型的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。