袋式电池单元及其制造方法技术

公开了用于制造袋式电池单元的方法，并且方法包括在第一袋层与第二袋层之间设置阳极和阴极，以及可选地设置参考电极，并且经由激光沿着外围密封路径向该第一袋层或该第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层施加热，从而形成结合该第一袋层和该第二袋层的外围密封件，以形成包封该阳极和该阴极以及可选地包封参考电极的袋。每个袋层包括内部热活化的聚合物粘合剂层、中间铝层和外部耐腐蚀聚合物层。该第一袋层和/或该第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有小于约10％的激光吸收率。激光可以具有约800纳米至约2000纳米的波长。

Bag cell and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
袋式电池单元及其制造方法
技术介绍
锂离子电池单元的组件在机动车辆中在提供原动力方面正发现越来越多的应用。各种其它化学物质(诸如锂-硫)的电池单元也是这样的应用的候选物。电池中的每个单元能够基于在单元中的电极材料的成分和质量提供若干伏特(例如，大约三到四伏特)的电势和直流电流。电池单元能够被进行放电和再充电经过多个循环。通过以电并联和串联连接的组合，组合合适数量的各个单元将电池组装并应用，以满足特定电载荷(诸如用于车辆的牵引马达)的电压和电流要求。在电动车辆的电池应用中，组装电池可以例如包括多达三百个电池单元，这些电池单元被电互连以提供四十至四百伏特和充足的电力至电牵引马达，以驱动车辆。有时，电池单元组在形成指定的电池电压和功率要求时被放置在袋或封装中以便于组装和互连。期望降低生产每个电化学单元的各个元件的成本，并且持续期望改进电池的每个元件的功能和可靠性。
技术实现思路
提供了用于制造袋式电池单元的方法。该方法包括在第一袋层与第二袋层之间设置阳极和阴极，以及经由激光沿着外围密封路径将热施加到第一袋层或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层，以形成结合第一袋层和第二袋层的外围密封件，从而形成包封阳极和阴极的袋。每个袋层可包括内部热活化的聚合物粘合剂层、中间铝层和外部耐腐蚀聚合物层。阳极可以具有突出通过袋的阳极片，并且阴极可以具有突出通过袋的阴极片。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层对于激光可以是透明的。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有约1微米至约100微米的厚度。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有小于约10％的激光吸收率。第一袋层和/或第二袋层的中间铝层可以具有约50微米至约150微米的厚度。第一袋层和/或第二袋层的内部热活化的聚合物粘合剂层可以具有约1微米至约100微米的厚度。激光可以具有约800纳米至约2，000纳米的波长。激光可以具有平顶光束分布。激光器可在横向振荡、椭圆振荡或圆形振荡模式中沿着外围密封路径施加热。袋式电池单元可包括：第一袋层，该第一袋层具有第一内部热活化的聚合物粘合剂层、第一中间铝层，以及第一外部耐腐蚀聚合物层；第二袋层，该第二袋层具有第二内部热活化的聚合物粘合剂层、第二中间铝层，以及第二外部耐腐蚀聚合物层；一个或多个电极对，该一个或多个电极对设置在第一袋层与第二袋层之间，其中每个电极对包括阳极和阴极，以及外围密封件，该外围密封件连接第一袋层和第二袋层，以形成包封一个或多个电极对的袋。外围密封件是通过经由激光沿着外围密封路径将热施加到第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物而形成的。一个或多个电极对中的至少一个阳极可以包括突出通过袋的阳极片，并且一个或多个电极对中的至少一个阴极可以包括突出通过袋的阴极片。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以对激光是透明的。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以具有约1微米至约100微米的厚度。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以具有小于约10％的激光吸收率。第一中间铝层或第二中间铝层中的一个或多个可以具有约50微米至约150微米的厚度。第一内部热活化的聚合物粘合剂层或第二内部热活化的聚合物粘合剂层中的一个或多个可以具有约1微米至约100微米的厚度。外围密封件可以通过经由具有约800纳米至约2，000纳米的波长的激光沿着外围密封路径施加热而形成。外围密封件可以通过经由具有平顶光束分布的激光沿着外围密封路径施加热而形成。外围密封件将可以通过经由激光以横向振荡、椭圆振荡或圆形振荡模式沿着外围密封路径的加施热而形成。也公开了袋式电池单元，并且该袋式电池单元包括：第一袋层，该第一袋层包括第一内部热活化的聚合物粘合剂层、第一中间铝层，以及第一外部耐腐蚀聚合物层；第二袋层，该第二袋层包括第二内部热活化的聚合物粘合剂层、第二中间铝层以及第二外部耐腐蚀聚合物层；一个或多个电极对，该一个或多个电极对设置在第一袋层与第二袋层之间，其中每个电极对包括阳极和阴极、设置在第一袋层与第二袋层之间的至少一个参考电极，以及外围密封件，该外围密封件结合第一袋层和第二袋层，以形成将一个或多个电极对和该至少一个参考电极包封在共同体积内的袋。外围密封件是通过经由激光沿着外围密封路径的将热施加到第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物而形成的。通过示例性实施例的以下详细描述以及附图，本示例性实施例的其他目的、优势和新颖特征将变得清楚明白。附图说明图1示出了根据一个或多个实施例的电动车辆的示意性透视图；图2A示出了根据一个或多个实施例的电池袋单元的俯视图；图2B示出了根据一个或多个实施例的电池袋单元的俯视图；图3A示出了根据一个或多个实施例的未密封的电池袋单元的横截面侧视图；图3B示出了根据一个或多个实施例的密封的电池袋单元的俯视图；并且图3C示出了根据一个或多个实施例的密封的电池袋单元的俯视图。具体实施方式本文描述了本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅仅是示例，并且其他实施例可以采取不同的替代形式。附图不一定按比例绘制；一些特征可以被放大或缩小以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构和功能性细节不应被解释为限制，而仅仅是用于教导本领域技术人员以不同方式采用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各种特征可以与在一个和多个其他附图中示出的特征相结合，以产生没有明确示出或描述的实施例。所示特征的组合为典型应用提供了代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式可以期望符合这个公开教导的特征的各种组合和修改。本文提供了电池袋式电池单元及其制造方法。使用激光以将热量施加到多个袋层上以便围绕一个或多个电极对创造密封袋来形成电池袋单元。本文的方法提供了快速且有效的方法以形成电池袋单元，而不损害所得电池袋单元的完整性。图1示出了具有直流(DC)电池组12的电动车辆10的示意性透视图。电池组12包括壳体13，例如所示的T形壳体。电池组12可以包含多个相同配置的单元20。电池组12的一个可能的配置包括至少192个这样的单元20，这些单元共同输出至少18kWh的电能，尽管电池组12不限于这样的实施例。壳体13可以例如经由冷却剂端口17与冷却剂源(未示出)流体连通，其中允许的冷却剂相对于电池组单元20循环，以帮助调节电池组12的电池单元20的温度。可以设想其他实施例具有不同的形状、额定功率和/或除锂离子基化学物质之外的活性材料，并且因此图1的T形构造是示例性的而非限制性的。图1的电动车辆10可以被配置为任何类型的移动或静止系统，该移动或静止系统可以受益于存储在各种电池单元20中的电能的使用。电动车辆10的示例可以包括如所示的车辆，例如，远程电动车辆、插件混合电动车辆、电池电动车辆或另一移动平台、机器人或固定/非车辆系统(诸如发电厂)。电动车辆10可以进一步包括由来自电池组12的能量供电的电动机器(未示出)，诸如牵引马达和/或马达/发电机单元。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造袋式电池单元的方法，所述方法包括：/n在第一袋层与第二袋层之间设置包括阳极和阴极的至少一个电极对，其中每个袋层包括：/n内部热活化的聚合物粘合剂层，/n中间铝层，以及/n外部耐腐蚀聚合物层；以及/n经由激光沿着外围密封路径将热施加到所述第一袋层或所述第二袋层的所述外部耐腐蚀聚合物层，以形成结合所述第一袋层和所述第二袋层的外围密封件，从而形成包封所述至少一个电极对的袋。/n

【技术特征摘要】
20181204 US 16/2089521.一种用于制造袋式电池单元的方法，所述方法包括：
在第一袋层与第二袋层之间设置包括阳极和阴极的至少一个电极对，其中每个袋层包括：
内部热活化的聚合物粘合剂层，
中间铝层，以及
外部耐腐蚀聚合物层；以及
经由激光沿着外围密封路径将热施加到所述第一袋层或所述第二袋层的所述外部耐腐蚀聚合物层，以形成结合所述第一袋层和所述第二袋层的外围密封件，从而形成包封所述至少一个电极对的袋。


2.一种袋式电池单元，包括：
第一袋层，所述第一袋层包括第一内部热活化的聚合物粘合剂层、第一中间铝层和第一外部耐腐蚀聚合物层；
第二袋层，所述第二袋层包括第二内部热活化的聚合物粘合剂层、第二中间铝层和第二外部耐腐蚀聚合物层；
一个或多个电极对，所述一个或多个电极对设置在所述第一袋层与所述第二袋层之间，其中，每个电极对包括阳极和阴极；以及
外围密封件，所述外围密封件结合所述第一袋层和所述第二袋层，以形成封装所述一个或多个电极对的袋，其中，所述外围密封件通过经由激光沿着外围密封路径将热施加到所述第一外部耐腐蚀聚合物层或所述第二外部耐腐蚀聚合物而形成。


3.一种袋式电池单元，包括：
第一袋层，所述第一袋层包括第一内部热活化的聚合物粘合剂层、第一中间铝层和第一外部耐腐蚀聚合物层；
第二袋层，所述第二袋层包括第二内部热活化的聚合物粘合剂层、第二中间铝层和第二外部耐腐蚀聚合物层；
一个或多个电极对，所述一个或多个电极对设置在所述第一袋层与所述第二袋层之间，其中，每个电极对包括阳极和阴极；
至少一个参考电极，所述至少一个参考电极设置在所述第一袋层与...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宏亮，戴放，齐腾蛟，M·蔡，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US