电池外壳及带有该外壳的锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术公开一种电池外壳：包括互相平行的第一面和第二面、两侧边、底面和盖板，所述第一面、第二面、两侧边和底面为金属箔片折边而成，且共同构成一个在一端开口的壳体。本实用新型专利技术还公开了带有该电池外壳的锂离子电池。本实用新型专利技术同时实现了大容量、低成本、防电磁辐射及干扰、抗外力划伤和压痕能力强、节省开模费用和周期、密封性能好、不良率低、安全性能高等优点，是研发和生产第四代锂离子电池的基础。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子电池技术，尤其涉及一种电池外壳及带有该 外壳的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池自1990年在日本问世和1993年在全球规模生产以来， 已经经历了三代产品的发展过程，每一代产品的发展进步都是以锂离子 电池外壳形式的更新换代为主要标志第一代为不锈钢壳锂离子电池， 第二代为铝壳锂离子电池，第三代为软包装锂离子电池或称软包装聚合 物锂离子电池。锂离子电池外壳的改变，与新型电池材料的应用相结合， 推动了电池容量的提升和电池安全性的改善。在短短十几年中，锂离子 电池因其它电池(镍镉和镍氢电池)所不可比拟的卓越性能而快速发展， 在全球数百亿美元的数码电池产品市场中，锂离子电池作为高技术新能 源产品已广泛地应用于手机、笔记本电脑、手提电脑、个人数字助理、 数码摄像机、数码相机、便携式DVD/VCD/CD和MP3播放机等，已成 为各种现代移动通讯装置和电子设备不可缺少的部件，为在移动中从事 各种商务活动例如办公、通讯、管理、控制和在移动中娱乐提供了许多 方便。但是，随着技术的更新和发展，市场对移动电源提出了更高的要 求，例如更薄、更轻、更高能量密度、更安全和更低价格等。使用铝壳替代不锈钢壳后，铝壳锂离子电池的容量和安全性都有所 提高，但是，仍然存在如下缺陷铝壳开模的费用高，周期长。每开发一个新规格型号的铝壳，需要 投入数万元至数十万元模具费、数周甚至数月的设计和试制时间。这些 不仅增加了电池生产商的新产品开发成本，而且，面对瞬息万变的市场， 较长的开发时间周期，降低了电池企业的市场竞争力；对于容量超过2000mAh的电池来说，铝壳锂电池的安全性仍然无 法达到国家和国际标准，容量大于2000mAh的铝壳锂电池容易发生爆炸事故，导致人身伤害和财产损失，因此，铝壳只用于生产容量小于2000mAh的小型锂离子电池。最近几年来逐步推广使用第三代软包装锂离子电池，改善了铝壳锂 离子电池使用过程中易发生起火和爆炸等安全性问题。然而，从技术性 能来说，现有软包装锂离子电池仍然存在如下缺陷软包装锂离子电池的外壳使用的是柔软铝塑复合薄膜，很容易发生 鼓胀和变形。特别是在环境温度变化时，电解液容易发生体积膨胀，甚 至气化，导致电池内部结构厚度急剧增加，直接以电池整体厚度的增加 反应出来，导致电池外形尺寸的明显超标，超过技术指标要求的几倍甚 至十几倍，库存的电池因无法装配而报废，已经装配在移动电子装置中 的电池，可能因电池的体积膨胀损坏周围的元器件，导致该电子装置失 效和报废；由于软包装锂离子电池外壳材料铝塑复合薄膜没有刚性和机械强 度，在电解液体积膨胀时，铝塑复合薄膜外壳随即鼓胀变形，正、负电 极片和隔膜这三个电池元件之间的距离增大，甚至分离，电池的一系列 电化学特性将会变差，例如，电池内阻增加，放电容量减少，循环寿命 降低，电池的各项功能将迅速衰退和失效；软包装锂离子电池外壳密封性较差，外壳密封不良的缺陷在生产工 程中无法检验和消除。只有到了客户手中，外壳密封不良的缺陷以电解 液泄漏的方式被发现，对电池周围的元器件产生化学腐蚀，此时已经造 成损失，软包装锂离子电池外壳密封不良导致的电池鼓胀漏液比例非常 高，是软包装锂离子电池推广使用中的最大问题；柔软铝塑复合薄膜容易受到外力的划伤、压痕、冲击和损坏，轻则 损坏电池外观、导致电池品质降级，重则损坏电池、导致电池失效；铝塑复合薄膜是软包装锂离子电池的主要元件之一，长期以来，国 产铝塑复合薄膜材料无法达到电池外壳包装的技术要求，长期依赖从国 外进口，导致材料成本高，供货受到限制；在现有三代锂离子电池中，软包装锂离子电池的外壳壳壁厚度最 小，在相同电池外形尺寸条件下，可填充的电池材料最多，因此，软包 装锂离子电池的容量最大。然而，在电池实际应用中，软包装锂离子电池的外壳表面还需要粘贴和包裹上一层厚度为0.1mm的金属皮(铝、铜 或不锈钢)。其原因为①软包装锂离子电池的外壳太柔，没有机械强度， 在电池装配和使用过程中，外壳容易被刺破、划伤或损坏；②锂离子电 池是一个电阻、电容和电感混合体，电池工作时会对外产生电磁辐射， 对电池周围的电子线路产生很强的干扰效应。金属壳锂离子电池的干扰 被其金属外壳屏蔽掉了。软包装锂离子电池的外壳表面是电绝缘体一塑 料，不能对电池内部的电磁辐射产生有效屏蔽，需要使用一层金属箔片 包裹在软包装锂离子电池的外壳表面。如果将软包装锂离子电池的外壳 及其金属包裹层一起计算，则其体积能量密度甚至比钢壳锂离子电池还 低。因此，现有三代锂离子电池产品，包括不锈钢壳锂离子电池、铝壳 锂离子电池和软包装锂离子电池，都不能满足目前市场对移动电源更高 容量、更加安全和更低成本的需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对上述现有第一代、第二代 和第三代锂离子电池的缺陷和问题，提供一种新型电池外壳，可同时实 现大容量、低成本、防电磁辐射及干扰、抗外力划伤和压痕能力强、节 省开模费用和周期。这种新型电池外壳，是研发和制备第四代锂离子电 池的基础。本技术进一步所要解决的技术问题是提供一种锂离子电池， 可同时实现大容量、低成本、防电磁辐射及干扰、抗外力划伤和压痕能 力强、密封性能好、不良率低、安全性能高。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种电池外壳，包括互相平行的第一面和第二面、两侧边、底面和 盖板，其特征在于，所述第一面、第二面、两侧边和底部为由主要成分 为金属的金属箔片折边而成的方形结构；其中，所述金属箔片折边后在其两侧边形成的外侧边和内侧边之间 粘接有高分子聚合物粘接密封薄膜；其中，在所述电池外壳的侧边设置有至少一个缺口，所述缺口与所述高分子聚合物粘接密封薄膜组成安全阀门。相应地，本技术还公开了一种锂离子电池，包括电池外壳和置 于电池外壳内的电池芯，所述电池外壳的第一面、第二面、两侧边和底部为由主要成分为金属的金属箔片折边而成的方形结构；其中，所述金属箔片折边后在其两侧边形成的外侧边和内侧边之间粘接有高分子聚合物粘接密封薄膜。其中，在所述电池外壳的侧边设置有至少一个缺口，所述缺口与所述高分子聚合物粘接密封薄膜组成安全阀门。本技术的有益效果是本技术通过采用极薄的金属箔片作为锂离子电池外壳的基本 材料，从而同时实现了大容量、低成本、防电磁辐射及干扰、抗外力划 伤和压痕能力强、节省开模费用和周期、密封性能好、不良率低、安全 性能高等优点，可作为新一代锂离子电池外壳。以下结合附图对本技术作进一步的详细描述。附图说明图l是本技术一个实施例中电池外壳的金属箔片折边前的结构 示意图。图2是本技术一个实施例中高分子聚合物粘接密封薄膜的结构 示意图。图3是本技术一个实施例中电池外壳的剖面图。具体实施方式本实施例提供的电池外壳是一种金属聚合物复合外壳，其主要以金 属箔片为基本材料，经冲切、折边和整形后，在其两侧边形成的外侧边 和内侧边之间粘接高分子聚合物粘接密封薄膜而成。由于在使用相同电 池材料和不改变电极成分配方的前提下，减薄电池外壳厚度，增加电池 中的活性物质的填充量，电池放电容量将会按比例增长。例如，在相同 外形尺寸条件下，减薄O.lmm的外壳单面壁厚，电池容量可以增加10 %~30%，因此，本实施例采用极薄的金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池外壳，包括互相平行的第一面和第二面、两侧边、底面和盖板，其特征在于，所述第一面、第二面、两侧边和底面为金属箔片折边而成，且共同构成一个在一端开口的壳体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄穗阳，
申请(专利权)人：黄穗阳，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]