一种软包电芯模块及其制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电池部件及其制作方法，更具体地说，它涉及一种软包电芯模块及其制作方法。
【背景技术】
[0002]现有锂离子电池生产技术日渐成熟，各生产厂家规模也日益扩大。作为锂离子电池的一种，软包电芯电池组以其重量轻、比能量大、防爆性好、续航能力强等诸多优点逐渐在市场上体现出优势，但是也遇到一些较大的难题，制约了软包电芯电池组的更大规模应用。由于软包电芯的封装材料偏软，而且出于防爆安全的考虑，封装材料也不能采用强度太大的封装方式，这些因素使软包电芯无法具有足够的结构刚性，因此目前软包电芯最主要的问题是尺寸误差大，组装困难，电芯表面封装膜极易破损，导致电解液泄漏，甚至有可能引发起火危险。公开号为CN204011495U的实用新型于2014年12月10日公开了一种软包电芯模块化结构，包括端部设置有极耳的软包电芯，所述的软包电芯外部设置有与软包电芯相配合的固定模块装置，所述的固定模块装置包括模块上盖、模块底座和连接铜件，所述的模块上盖上设有上盖连接槽口和与软包电芯相配合的上盖容纳腔，所述的模块底座上设有底座连接槽口和与上盖容纳腔相配合的底座容纳腔，所述的连接铜件内置在模块底座中并且分别与上盖连接槽口和底座连接槽口相嵌合。该软包电芯模块化结构，通过用固定模块装置将软包电芯完全包裹起来，能够有效避免电芯在搬运、组装过程中造成电芯损坏，保护电芯不受外在因素的破坏，降低电芯报废率，节约成本。但该软包电芯模块化结构通过模块上盖、模块底座将软包电芯包裹起来，需要通过装配的方式实现，这使得生产效率受到制约。
【发明内容】
[0003]现有的软包电芯尺寸误差大，组装困难，电芯表面封装膜极易破损，导致电解液泄漏，甚至有可能引发起火危险，为克服这些缺陷，本发明提供了一种能使软包电芯单元尺寸一致，消除软包电芯装配成组时的尺寸误差，提高软包电芯单元的结构强度，适于实现软包电芯动力电池全自动化生产，大幅提高生产效率的软包电芯模块及其制作方法。
[0004]本发明的技术方案是:一种软包电芯模块，包括软包电芯，还包括电芯边框，电芯边框套设于软包电芯四周，电芯边框的内壁与软包电芯间填充有固化的固定胶。本软包电芯模块是将软包电芯通过注塑方式与电芯边框结合成一体，注塑冷却后固化的固定胶将软包电芯四周封闭及固定，电芯边框和固化的固定胶对软包电芯的四周形成保护，提高软包电芯的结构强度，有效地解决了软包电芯在生产运输等过程中易造成电芯破损的问题，大大地提高了电芯合格率，而且用统一尺寸的电芯边框套在软包电芯外，即使软包电芯尺寸不稳定，也能确保作为整体的电芯模块的尺寸一致。有了尺寸一致的电芯模块作为基本单元，就能通过多个电芯模块的组合，构成外形整齐、规则的软包电芯电池或电池组，并能较好地控制软包电芯电池或电池组的尺寸误差。同时外形尺寸统一的软包电芯模块更容易进行定位、装配，便于实现软包电芯动力电池的全自动化生产，能大幅提高生产效率。
[0005]作为优选，所述的固定胶的材质为聚酰胺。本软包电芯模块是在软包电芯外部用固定胶进行二次注塑制作而成，软包电芯不宜承受过高温度，因此制作时选用的固定胶应有较低的熔点，固化后还要有较好的结合强度，聚酰胺是一种符合这些条件且常见易得的材料。
[0006]作为优选，电芯边框的端部设有电芯极耳卡槽，软包电芯上的电芯极耳适配地卡接在电芯极耳卡槽中。电芯极耳是软包电芯上的突出部位，设置电芯极耳卡槽并将电芯极耳卡入电芯极耳卡槽中，电芯极耳不仅不会妨碍软包电芯进入电芯边框内部，还可以通过电芯极耳与电芯极耳卡槽的卡接使软包电芯在电芯边框内定位，避免软包电芯的晃动，方便固定胶的注入。
[0007]作为优选，电芯边框外侧面上设有捆绑卡槽，捆绑卡槽的走向与电芯边框的轴向相同。多个软包电芯模块堆叠成组时可用捆绑带收紧固定，防止松散，设置捆绑卡槽便于捆绑带绕在电芯边框外时嵌入，避免捆绑带打滑松脱。
[0008]作为优选，电芯边框上设有汇流排固定柱。多个软包电芯模块堆叠成组后需要安装汇流排作为外接电线的接入端子，汇流排固定柱可用来固定汇流排，方便软包电芯组合成软包电芯电池组后的使用。
[0009]作为优选，电芯边框的材质为ABS塑料。制作软包电芯模块时电芯边框需要与软包电芯一起进行二次注塑，在此过程中电芯边框会接触熔融的固定胶，电芯边框必须保持形态而不被固定胶熔融或熔软，因此电芯边框的熔点必须高于固定胶的熔点，而且作为软包电芯模块最外层结构的电芯边框必须具有较好的强度，ABS塑料容易满足上述条件且常用易得。
[0010]作为优选，电芯边框呈矩形。矩形的电芯边框具有规则的形状，制成的软包电芯模块以及软包电芯电池组也有规则的外形，其上的平直边角可以用来进行方便的定位或安装。
[0011 ] 一种所述的软包电芯模块的制作方法，包括下列步骤:
A.制作用于复合软包电芯与电芯边框的胶合模具并安装到注塑机上，注塑机中投入固定胶的固体颗粒并熔融；
B.将电芯边框定位在所述胶合模具的型腔中，将软包电芯置于电芯边框内，合模，启动注塑机，在注塑温度为120?150°C，注塑压力为1.5?2kgf/平方厘米的条件下进行固定胶在胶合模具型腔中的射胶以填充合模后胶合模具型腔中的空隙；
C.保持合模15?20秒，模具温度控制在45?55°C；
D.开模，取出软包电芯与电芯边框复合而成的软包电芯模块。
[0012]软包电芯内填电介质，不宜承受外部的高温和高压，在注塑工艺中，120?150°C的温度，1.5?2kgf/平方厘米的压力都属于较低的数值，在此相对较低的温度级压力下对软包电芯和电芯边框进行二次注塑，不容易对软包电芯造成破坏。注塑后冷却，选用15?20秒的冷却时间，以及45?55°C的冷却温度，既可以保证注塑后的固定胶能形成均质、牢固的固化胶体，又不至于过多拉长软包电芯模块的成型周期，这样可在软包电芯模块生产品质和生产效率上取得较好平衡。
[0013]作为优选，所述胶合模具每一次从合模到开模的周期为25?30秒。25?30秒的软包电芯模块成型周期既便于较好地控制软包电芯模块生产品质，又不会影响生产效率。
[0014]一种电动车，包括应用前述的制作方法制成的软包电芯模块。应用前述的制作方法制成的软包电芯模块除了保留原有的比能量大、重量轻等优点外，还能更好地控制尺寸误差，提高软包电芯的结构强度，从而更易于高效大批量生产，持续推动电动车动力性能的改进。
[0015]本发明的有益效果是:
提高软包电芯单元尺寸一致性。本发明中，软包电芯与规则外形的电芯边框整合为软包电芯模块，具有电芯边框赋予的统一尺寸，成为易于装配组合、储存运输的使