CN115101860A - 一种防热失控的软包电池及其制备方法 - Google Patents
一种防热失控的软包电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115101860A CN115101860A CN202210795067.3A CN202210795067A CN115101860A CN 115101860 A CN115101860 A CN 115101860A CN 202210795067 A CN202210795067 A CN 202210795067A CN 115101860 A CN115101860 A CN 115101860A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- thermal runaway
- battery
- resistant coating
- sealing area
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims description 10
- 239000012785 packaging film Substances 0.000 claims abstract description 46
- 229920006280 packaging film Polymers 0.000 claims abstract description 46
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 24
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 3
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 claims description 3
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 3
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000004964 aerogel Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
- H01M50/105—Pouches or flexible bags
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0404—Machines for assembling batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/1245—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure characterised by the external coating on the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
- H01M50/126—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/198—Sealing members characterised by the material characterised by physical properties, e.g. adhesiveness or hardness
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/392—Arrangements for facilitating escape of gases with means for neutralising or absorbing electrolyte; with means for preventing leakage of electrolyte through vent holes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本发明提出了一种防热失控的软包电池，包括电芯，电芯外包裹有两层包装膜，且两层包装膜在电芯四周密封连接形成顶封区和侧封区，侧封区以及顶封区内位于两层包装膜连接处涂覆有耐热涂层。本发明通过将耐热涂层涂覆在两层包装膜连接处，增强封印强度；同时预留包装膜与极耳连接处为相对薄弱区，在电池主体发生热扩散时，优先从包装膜与极耳连接处爆破，而侧封区保持稳定，避免压力和热量从侧面破坏其它电芯，因此能够有效防止热失控。
Description
技术领域
本发明涉及软包电池技术领域，尤其涉及一种防热失控的软包电池及其制备方法。
背景技术
采用铝塑膜进行封装的软包电池，具有内阻低、单体能量密度高和循环寿命长等优点。但软包电池没有泄压阀，在热失控后，内部气体和火焰朝不同方向随机喷出，会对其它电芯产生连锁影响。目前的解决方案是在电池间增加耐热气凝胶等进行隔热防护。虽然通过气凝胶隔绝方式可以缓解热失控，但电池实际热扩散时，高压气体还可以从侧面喷射，同样会对其它电池造成破坏。
现有的解决方案是，为软包电池预留一个或多个泄压面，而对其余接缝处进行加固，从而有选择地疏浚压力和热量，避免连锁热失控。例如通过将胶纸选择性覆盖在壳体的端面处，使电池发生热失控时只能从完全未被胶纸覆盖的泄压面爆破而释放压力；该方法理论上可起到延缓热扩散的作用，但仅在接缝和壳体间粘贴胶纸，未从封印薄弱处加强防护，因此对于热失控的防护效果不佳。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种防热失控的软包电池及其制备方法。
本发明提出的一种防热失控的软包电池，包括电芯，电芯外包裹有两层包装膜，且两层包装膜在电芯四周密封连接形成顶封区和侧封区，侧封区以及顶封区内位于两层包装膜连接处涂覆有耐热涂层。
优选的，耐热涂层呈U型涂覆在两层包装膜连接处外端面及边缘。
优选的，耐热涂层的厚度为0.1-1.0mm。
优选的，耐热涂层的宽度为1-5mm。
优选的，耐热涂层超出两层包装膜连接处外端面宽度为0.1-1.5mm。
优选的，耐热涂层与两层包装膜间的剥离强度不小于100N/15mm。
优选的，包装膜为铝塑膜。
本发明还提出一种防热失控的软包电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、将电芯放入包装膜内，进行侧封和顶封；
S2、封装后将电池进行烘烤、注液、化成；
S3、将多余的包装膜裁切掉，以在电芯四周形成顶封区、侧封区；
S4、在侧封区以及顶封区内位于两层包装膜连接处涂覆耐热涂层；
S5、对耐热涂层进行交联固化处理后，进行折边处理，完成软包电池的制备。
优选的，在步骤S4中，耐热涂层采用接触式涂覆或喷涂式涂覆。
优选的，在步骤S5中，耐热涂层的交联固化处理方式为UV交联固化或常温交联固化。
本发明提出的一种防热失控的软包电池，通过将耐热涂层涂覆在两层包装膜连接处，增强封印强度；同时预留包装膜与极耳连接处为相对薄弱区，在电池主体发生热扩散时，优先从包装膜与极耳连接处爆破，而侧封区保持稳定，避免压力和热量从侧面破坏其它电芯，因此能够有效防止热失控；并且通过直接粘连两层包装膜间的封印区，还能解决电解液漏出问题，进一步提升软包电池的安全性能。本发明基于软包电池热失控的失效分析，选择一个或多个泄压面，而对其它端面加强防护，依此通过选择性泄压方式，解决软包电池没有泄压阀的弊端，防止电池发生连锁热失控。
附图说明
图1为实施例一提出的一种防热失控的软包电池的结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为实施例一提出的一种防热失控的软包电池的制备方法流程图；
图4为实施例二提出的一种防热失控的软包电池的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
实施例一
参照图1、图2，本发明提出一种防热失控的软包电池，包括电池主体1、两层包装膜2和耐热涂层3；其中：
电池主体1封装进两层包装膜2内；两层包装膜2在主体四周密封连接并形成顶封区21和侧封区22；顶封区21包括两层包装膜2连接处211以及两层包装膜2与极耳4连接处212，侧封区22以及顶封区21内位于两层包装膜连接处211涂覆有耐热涂层3。本实施例中，软包电池的极耳4采用两侧对出的形式，在不同面上分别设置正极耳41和负极耳42。
本实施例的核心是基于软包电池热失控的失效分析，选取侧封区22和顶封两层包装膜连接处211为耐热固化区，通过对其涂覆耐热涂层3进行交联固化防护。其中，耐热涂层3的材质不作具体限制，只需保证耐热涂层3粘结固化即可。同时选择顶封两层包装膜与极耳连接处212为泄压位，当电池主体1发生热扩散时，优先从泄压位212喷射，而耐热固化区22和211均不受影响，从而避免热蔓延导致的热失控。顶封区21中两层包装膜2与极耳连接区212不做任何处理，这样在简化工艺的同时，还能保证热失控时，压力和热量有选择性释放，避免对其余电芯造成连锁影响。
进一步地，耐热涂层3的厚度为0.1-1.0mm，宽度为1-5mm，其中耐热涂层3超出封印外端面宽度为0.1-1.5mm。
进一步地，耐热涂层3与两层包装膜2间的剥离强度不小于100N/15mm。
如图3，本发明提供的一种防热失控的软包电池的制备方法，包括以下步骤：
S1、将制作好的电芯1，放入已冲坑的两层包装膜2内，然后进行侧封和顶封；
S2、封装后将电池进行烘烤、注液、化成；
S3、封装好的电池在Degas工序裁切多余的包装膜，在主体四周形成侧封区22和顶封区21；
S4、分别在侧封区22和顶封区21两层包装膜连接处211的外端面及其边缘涂敷耐热涂层3，顶封区中两层包装膜与极耳连接区212不做任何处理；
S5、待耐热涂层3交联固化后，进行折边处理，完成软包电池的制备。
进一步地，耐热涂层3采用接触式涂敷或喷涂式涂敷，呈U型分别涂敷在侧封区22和顶封区21两层包装膜连接处211的外端面及其边缘，并进行交联固化处理。如此，可增强两层包装膜2间的连接强度，避免电池内部压力和热量从封印区扩散。
实施例二
如图4所示，本发明提出一种防热失控的软包电池，与实施例一不同之处在于，本实施例为一端出极耳形式的软包电池，正极耳41和负极耳42设置在同一个面上。其余结构与实施例一相同。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防热失控的软包电池，其特征在于，包括电芯，电芯外包裹有两层包装膜，且两层包装膜在电芯四周密封连接形成顶封区和侧封区，侧封区以及顶封区内位于两层包装膜连接处涂覆有耐热涂层。
2.根据权利要求1所述的防热失控的软包电池，其特征在于，耐热涂层呈U型涂覆在两层包装膜连接处外端面及边缘。
3.根据权利要求1所述的防热失控的软包电池，其特征在于，耐热涂层的厚度为0.1-1.0mm。
4.根据权利要求1所述的防热失控的软包电池，其特征在于，耐热涂层的宽度为1-5mm。
5.根据权利要求4所述的防热失控的软包电池，其特征在于，耐热涂层超出两层包装膜连接处外端面宽度为0.1-1.5mm。
6.根据权利要求1所述的防热失控的软包电池，其特征在于，耐热涂层与两层包装膜间的剥离强度不小于100N/15mm。
7.根据权利要求1所述的防热失控的软包电池，其特征在于，包装膜为铝塑膜。
8.一种如权利要求1-7中任一项所述的防热失控的软包电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将电芯放入包装膜内，进行侧封和顶封；
S2、封装后将电池进行烘烤、注液、化成；
S3、将多余的包装膜裁切掉，以在电芯四周形成顶封区、侧封区；
S4、在侧封区以及顶封区内位于两层包装膜连接处涂覆耐热涂层；
S5、对耐热涂层进行交联固化处理后，进行折边处理，完成软包电池的制备。
9.根据权利要求8所述的防热失控的软包电池的制备方法，其特征在于，在步骤S4中，耐热涂层采用接触式涂覆或喷涂式涂覆。
10.根据权利要求8所述的防热失控的软包电池的制备方法，其特征在于，在步骤S5中，耐热涂层的交联固化处理方式为UV交联固化或常温交联固化。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210795067.3A CN115101860A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种防热失控的软包电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210795067.3A CN115101860A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种防热失控的软包电池及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115101860A true CN115101860A (zh) | 2022-09-23 |
Family
ID=83296700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210795067.3A Pending CN115101860A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种防热失控的软包电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115101860A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116435670A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置及用电设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101904029A (zh) * | 2007-12-18 | 2010-12-01 | 株式会社Lg化学 | 具有改进的安全性的袋型二次电池 |
| KR20130090262A (ko) * | 2012-02-03 | 2013-08-13 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈 |
| CN107949932A (zh) * | 2015-10-28 | 2018-04-20 | 株式会社Lg化学 | 具有使用胶带的排气结构的电池单元 |
| CN112563574A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种降低软包锂电池绝缘不良的封装方法 |
-
2022
- 2022-07-07 CN CN202210795067.3A patent/CN115101860A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101904029A (zh) * | 2007-12-18 | 2010-12-01 | 株式会社Lg化学 | 具有改进的安全性的袋型二次电池 |
| KR20130090262A (ko) * | 2012-02-03 | 2013-08-13 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀 및 이를 포함하는 배터리 모듈 |
| CN107949932A (zh) * | 2015-10-28 | 2018-04-20 | 株式会社Lg化学 | 具有使用胶带的排气结构的电池单元 |
| CN112563574A (zh) * | 2020-11-30 | 2021-03-26 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种降低软包锂电池绝缘不良的封装方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116435670A (zh) * | 2023-06-12 | 2023-07-14 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置及用电设备 |
| CN116435670B (zh) * | 2023-06-12 | 2023-09-15 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种电化学装置及用电设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3638765B2 (ja) | 非水系偏平型電池 | |
| JPH0594808A (ja) | リチウムバツテリーのパツケージ装置及び方法 | |
| JP4622019B2 (ja) | 扁平電池 | |
| JP6183919B2 (ja) | フィルム外装電池 | |
| TWI618281B (zh) | 袋型二次電池及其製造方法 | |
| CN112563580B (zh) | 一种改善绝缘不良的软包锂电池制造方法 | |
| JP4558854B2 (ja) | 電池用端子、そのヒートシール方法及び二次電池 | |
| CN112563574A (zh) | 一种降低软包锂电池绝缘不良的封装方法 | |
| CN211045483U (zh) | 软包电池及电池模组 | |
| CN212750950U (zh) | 一种抑制软包电池铝塑膜腐蚀的锂离子电池 | |
| CN111162307A (zh) | 一种抑制软包电池铝塑膜腐蚀的锂离子电池及其生产工艺 | |
| CN115101860A (zh) | 一种防热失控的软包电池及其制备方法 | |
| CN110504494A (zh) | 一种锂电池及其制备方法 | |
| JP2017059402A (ja) | 非水電解質二次電池のタブシーラント耐熱性絶縁構造および非水電解質二次電池 | |
| TWI708416B (zh) | 蓄電裝置 | |
| JP2001307777A (ja) | リチウムイオン電池タブ部のシール方法 | |
| JP5561775B2 (ja) | フィルム外装型電池、およびその製造方法 | |
| JP2005285526A (ja) | ラミネート素電池 | |
| CN111421914A (zh) | 软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体 | |
| CN215816256U (zh) | 一种极耳及软包电池 | |
| JP4793529B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
| JPS6129065A (ja) | 扁平状非水電解質電池 | |
| CN212136483U (zh) | 一种封装有铝塑膜的软包电芯 | |
| CN111430579A (zh) | 软包锂离子电池及制备方法及铝塑膜壳体 | |
| US20220311079A1 (en) | Pouch battery and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220923 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |