一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体及二次电池的制作方法

本技术属于动力电池，尤其是一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体及二次电池。

背景技术：

1、现有常规电芯是将电芯芯包制备好后组装进电芯壳体中,通过激光焊接的方式将电芯转接片进行有效焊接,再将转接片同电芯极柱进行可靠连接,之后再进行注液、化成、密封。随着电芯在化成阶段使用工艺方法进行有效排气，成品电芯在使用过程中会因为产气、电芯正负极锂离子脱嵌过程造成电芯“呼吸式”鼓胀，截止目前电芯“呼吸式”鼓胀为电芯自然电化学规律，无法人为改变只能人为技术缓解，此种电芯“呼吸式”鼓胀也给电芯模组带来了成组设计困难，如该“呼吸式”鼓胀在模组设计时不加弥补设计将造成电芯淅锂等问题影响电芯使用寿命，极端时造成电池安全风险。

2、cn114204133a提供了一种解决卷绕式电芯膨胀的方法，该专利通过在卷绕式电芯表面沉积一层聚合物形成卷芯固定层，起到限制卷芯膨胀的作用；虽然该专利可以限制卷芯膨胀，但是制作聚合物的真空气相沉积工艺复杂，需要对每批电芯做聚合物预紧处理，工作量大，并且对聚合物的厚度控制要求也较高，无法确保每个电芯表面的聚合物层厚度都满足设计要求；同时，该专利也无法解决电芯“呼吸式”鼓胀时带来的造成电芯淅锂问题。

3、鉴于此，实有必要提供一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体及二次电池，以克服以上缺陷。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体及二次电池。本实用新型将电芯壳体结构设计合理，可通过内层挖空通透式结构和弹性泡棉夹层对电芯“呼吸式”鼓胀变形进行强度约束和膨胀力抵消，同时解决了电芯淅锂问题。

2、为达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案实现：

3、一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体，所述电芯壳体包括固定连接的外层壳体和内层壳体，所述内层壳体的壁面上开设有槽孔，所述外层壳体和内层壳体之间设置有与所述槽孔相通的间隙，所述间隙内设置有弹性泡棉夹层，所述弹性泡棉夹层位于所述槽孔外侧。

4、由上述结构设计可知，由内层壳体上的槽孔结构对电芯“呼吸式”鼓胀进行强度约束和膨胀力抵消，减小对外层壳体的影响，将电芯膨胀对壳体的影响控制在内部，电芯壳体外部不显现出来，电芯壳体不会对外界产生影响。由上述结构设计可知，可以通过调整间隙的大小，以调控不同电芯膨胀所需要的外扩空间，适用范围大。由上述结构设计可知，当电芯进行鼓胀时，弹性泡棉夹层会进行压缩来抵消变形；当电芯进行收缩时，弹性泡棉夹层进行回弹来填补间隙，保障电芯芯包正常压力和尺寸。

5、优选地，所述弹性泡棉夹层中含有补锂溶液。

6、由上述结构设计可知，在弹性泡棉内预灌补锂溶液，通过电芯正常的呼吸式”鼓胀来有规律的将弹性泡棉内预灌补锂溶液挤压出来给电芯电解液进行有效补锂，延长了电芯使用寿命。

7、优选地，所述间隙内设置有隔断，所述隔断将所述间隙分隔为用于填充所述弹性泡棉夹层的填充区域和用于装载冷却液的液冷区域。

8、由上述结构设计可知，在电芯长边的边缘设计布置两个隔档，一是为了给电芯长边加强防止最外层形变，同时也为电芯能储备冷却液将电芯两侧和底部进行有效液冷却。

9、优选地，所述弹性泡棉夹层外侧的所述外层壳体上设置有加强筋。

10、由上述结构设计可知，加强筋可以加强外层壳体的结构强度，进一步抑制电芯向外膨胀。

11、优选地，所述电芯壳体为方形壳体，所述槽孔设置于所述方形壳体变形量较大的正反两面上。

12、优选地，多个所述槽孔沿所述电芯壳体高度方向间隔布置于所述内层壳体上。

13、优选地，所述外层壳体和所述内层壳体均由不锈钢材质加工成型。

14、一种二次电池，所述二次电池包括上述方案中的电芯壳体、顶盖以及收容于所述电芯壳体内的裸电芯。

15、本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

16、本实用新型电芯壳体采用双层设计，内层采用挖空通透式结构(槽孔设计)，由电芯内层挖空通透式结构进行强度约束和膨胀力抵消，当挖空通透式结构进行强度约束和膨胀力抵消无法弥补时，通过设计在双层夹层中的弹性泡棉夹层来进行电芯内部进行“呼吸式”变形量互补，同时在弹性泡棉内预灌补锂溶液，通过电芯正常的“呼吸式”鼓胀来有规律的将弹性泡棉内预灌补锂溶液挤压出来给电芯电解液进行有效补锂，延长了电芯使用寿命。

17、本实用新型在电芯两侧边缘设计布置两个隔档，一是为了给电芯长边加强防止最外层形变，同时也为电芯能储备冷却液将电芯两侧和底部进行有效液冷却。

18、本实用新型在电芯成模组时，无需再在常规的电芯之间增加泡棉来填补电芯“呼吸式”鼓胀变形，能让电芯成模组时的尺寸好控制，也无需人为增加预紧力来弥补电芯“呼吸式”鼓胀变形。

技术特征：

1.一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体，所述电芯壳体(1)包括固定连接的外层壳体(11)和内层壳体(12)，所述内层壳体(12)的壁面上开设有槽孔(121)，所述外层壳体(11)和内层壳体(12)之间设置有与所述槽孔(121)相通的间隙(13)，其特征在于：所述间隙(13)内设置有弹性泡棉夹层(14)，所述弹性泡棉夹层(14)位于所述槽孔(121)外侧。

2.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：所述弹性泡棉夹层(14)中含有补锂溶液。

3.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：所述间隙(13)内设置有隔断(15)，所述隔断(15)将所述间隙(13)分隔为用于填充所述弹性泡棉夹层(14)的填充区域(16)和用于装载冷却液的液冷区域(17)。

4.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：所述弹性泡棉夹层(14)外侧的所述外层壳体(11)上设置有加强筋(18)。

5.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：所述电芯壳体(1)为方形壳体，所述槽孔(121)设置于所述方形壳体变形量较大的正反两面上。

6.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：多个所述槽孔(121)沿所述电芯壳体(1)高度方向间隔布置于所述内层壳体(12)上。

7.根据权利要求1所述的吸收电芯膨胀力的电芯壳体，其特征在于：所述外层壳体(11)和所述内层壳体(12)均由不锈钢材质加工成型。

8.一种二次电池，其特征在于：所述二次电池包括权利要求1-7任一项所述的电芯壳体(1)、顶盖(19)以及收容于所述电芯壳体(1)内的裸电芯。

技术总结
本技术公开一种吸收电芯膨胀力的电芯壳体及二次电池，所述电芯壳体包括固定连接的外层壳体和内层壳体，所述内层壳体的壁面上开设有槽孔，所述外层壳体和内层壳体之间设置有与所述槽孔相通的间隙，所述间隙内设置有弹性泡棉夹层，所述弹性泡棉夹层位于所述槽孔外侧。本技术将电芯壳体结构设计合理，可通过内层挖空通透式结构和弹性泡棉夹层对电芯“呼吸式”鼓胀变形进行强度约束和膨胀力抵消，同时解决了电芯淅锂问题。

技术研发人员：董冰,程胜兵
受保护的技术使用者：楚能新能源股份有限公司
技术研发日：20230511
技术公布日：2024/1/15