CN111261804A - 电池封装的方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种电池封装的方法及结构，其将一锂离子电池装入一塑料袋内并抽真空，接着该塑料袋内充填电解液，以形成一塑料电池包，接着再对该塑料电池包于一时间区段内进行检测，通过检测后的塑料电池包再次抽真空并装入一中空壳体内，且该中空壳体内为一开口大且深度浅的空间，其能够使该塑料电池包更容易装入该中空壳体内，最后再用一盖体将该塑料电池包密封于该中空壳体内，即完成电池封装。

Description

电池封装的方法及结构

技术领域

本发明是关于一种电池的封装的方法及结构，其针对封装电池以增加其使用寿命以及减少其制造成本。

背景技术

锂离子电池是一种充电电池，其依靠锂离子正极与负极之间移动来工作，当锂离子电池进行充电时，锂离子电池的正极上会有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极，而当做负极的碳呈现层状结构，它有许多微孔，到达负极的锂离子就会嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，其充电量越高，相反的，当锂离子电池进行放电时，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回到正极，而回到正极的锂离子越多，放电容量越高。

锂离子电池主要结构由正负极、电解液、隔膜以及外壳所组成，锂离子电池的正极一般采用能吸藏锂离子的碳极，放电时，锂会变成锂离子并脱离电池正极到达锂离子电池负极，锂离子电池的负极一般采用的材料尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料，其包含天然石墨、合成石墨、碳纤维或金属化合物等，锂离子电池的电解液采用六氟磷酸锂(LiPF6，又称为锂盐)、乙烯碳酸酯、丙烯碳酸酯和低黏度二乙基碳酸酯等烷基碳酸酯搭配混合的溶液，锂离子电池的隔膜采用聚烯维多孔膜，如聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚丙烯(Polypropylene，PP)或其他复合膜，尤其是隔膜结构由聚丙烯/氧化铝膜/聚丙烯的三层隔膜组成，其能够防止电池正极与负极短路，其不仅熔点低，而且具有较高的抗穿刺强度，其能够起到热保险作用，锂离子电池的外壳一般采用铝塑膜(软包)及钢或铝的材料，盖体元件具有防爆断电的功能。

一般锂离子电池分为铝壳锂离子电池以及软包锂离子电池，铝壳电池将锂离子电池外包覆铝壳，其采用雷射全密封的封口工艺，将锂离子电池密封于铝壳内，但在包覆铝壳时，该铝壳的放入口的尺寸要比锂离子电池大，如此才能使锂离子电池放入铝壳内，这样的话，当铝壳锂离子电池移动或碰撞时，在铝壳内的锂离子电池就容易因为外部碰撞而产生损伤，软包锂离子电池就视于液态锂离子电池外套上一层含有铝箔的铝塑复合物包装，但软包锂离子电池的包装用的铝塑膜材质特殊所以价格很高又中间成铝箔不易接到电池正极所以电池使用一段时间内层塑模劣化后会接触电解液因无电位保护会与电解液反应产生黑点消耗电解液产气使电池快速劣化且机械强度不高，如果碰到内部短路的情况，锂离子电池容易鼓起排气来降低爆炸风险。

且一般锂离子电池装设于铝壳体或金属壳体内时，一般会先将金属壳体进行深抽成形变成一圆柱桶型的结构或身长方形槽体，使其深抽的深度大于该圆柱型的直径(窄边)加工成本很高，且锂离子电池要放入该圆柱桶型结构内的话，其直径尺寸就必须制作的比该圆柱桶型结构的直径尺寸小，如此才能够放入且放入过程容易伤到电池，这样组合结构会造成电池在使用过程中会有移动，其内部的电池会与金属壳体产生碰撞，使其产生毁损并降低其寿命。

综上所述的习用锂离子电池的结构中，有许多未尽完善的结构，因此本发明人经过长期的研究及发展，发明出一种电池封装方法及结构，其将一锂离子电池装入一塑料袋内后抽真空，接着在塑料袋内填充电解液后，以形成一塑料电池包，再对该塑料电池包持续检测一段时间，于检测过程中该塑料包电池包未检测出任何缺陷，则再次抽真空，最后放入一壳体进行密封，经由上述的结构，本发明的电池封装方法及结构能够大幅提升电池的良率，且于电池密封于壳体前，就能预先检测出是否有缺陷，此外，该塑料电池包由该壳体大最面积处放入，其能够减少该塑料电池包放入的难度，且该壳体进行开口的制作上，也相对容易。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种电池封装方法，其将一锂离子电池放入塑料袋并抽真空，接着于该塑料袋内填充电解液后，形成一塑料电池包，接着对该塑料电池持续检测一段时间后，再将该塑料电池包再池抽真空，最后放入一壳体内并密封，于此，其能够增加电池封装时的良率，并有效地在塑料电池包检测时就先判断出该塑料电池包是否有缺陷，其能够大幅降低生产成本，且增加生产效率。

本发明的另一目的，在于提供一种电池封装结构，其将该壳体设置一开口部，且该开口部设置于该壳体的面积最大的一面上，该壳体上的该开口部能够对其冲压成形或深抽成形，使其形成该开口部，接着将一塑料电池包游该开口部放入该壳体内，最后再用一盖体将其密封。

为了达到上述的目的，本发明揭示了一种电池封装方法，其步骤包含将一塑料袋包覆一锂离子电池并抽真空，接着将一电解液放入该塑料袋内，形成一塑料电池包，持续检测该塑料电池包一时间区段，针对该塑料电池包再次抽真空，将该塑料电池包设置于一中空本体内，以及封设一盖体于一开口部的该中空壳体上。

又，本发明另揭示一种电池封装结构，其包含一中空壳体，其设置一开口部于一第一侧面，且相邻于该开口部的一第二侧面穿设一第一电极，使该第一电极一端于该中空壳体内，其另一端于该中空壳体外，其中该第一侧面的一第一面积大于该第二侧面的一第二面积，且该中空壳体冲压成形该开口部，一塑料电池包，其设置于该开口部的该中空壳体内，且该塑料电池包内包含一电解液、一锂离子电池、一第二电极以及一塑料套，该锂离子电池设置于该塑料套内，且该锂离子电池电性连接该第二电极，其中该第二电极相对于该第一电极电性连接于该锂离子电池，且该锂离子电池抽真空后，再将该电解液充满该塑料套内，其中该塑料套包覆该锂离子电池以及该电解液，并使该第二电极突出于该塑料套外，且该第二电极电性连接该第一电极，以及一盖体，其封设于该开口部上。

本发明的一实施例中，其亦揭露该中空壳体由深抽成形或冲压成形而形成具有该开口部的该中空壳体。

本发明的一实施例中，其亦揭露该塑料电池包于时间区段内检测一标准值，于该标准值内则判断该塑料电池包通过检测。

本发明的一实施例中，其亦揭露该第一电极包含一第一正极元件以及一第一负极元件，且该第一正极元件以及该第一负极元件分别穿设于该第一侧面上。

本发明的一实施例中，其亦揭露该第二电极包含一第二正极元件以及一第二负极元件，该第二正极元件一端电性连接该锂离子电池的正极，该第二负极元件一端电性连接该锂离子电池的负极，且该第二正极元件的另一端电性连接该第一正极元件，该第二负极元件的另一端电性连接该第一负极元件。

本发明的一实施例中，其亦揭露该中空壳体或该盖体的材质为金属。

本发明的一实施例中，其亦揭露该电池封装结构更进一步设置一绝缘件于该第二侧面与该第一电极的连接处，使该绝缘件阻隔该中空壳体的该第二侧面与该第一电极的直接接触。

本发明的一实施例中，其亦揭露该电池封装结构更进一步设置复数个固定胶，其设置于该中空壳体的内壁上，并连接该塑料电池包。

本发明的一实施例中，其亦揭露该电池封装结构更进一步设置至少一皱折件，其设置于该中空壳体与该盖体的连接处。

附图说明

图1：其为本发明的一较佳实施例的步骤流程图；

图2A：其为本发明的一较佳实施例的部分零件示意图；

图2B：其为本发明的一较佳实施例的部分零件示意图；

图3：其为本发明的一较佳实施例的立体分解示意图；

图4：其为本发明的一较佳实施例的立体图；

图5：其为本发明的一较佳实施例的剖视示意图；

图6：其为本发明的一较佳实施例的剖视示意图；

图6A：其为本发明的一较佳实施例的做动示意图；以及

图6B：其为本发明的一较佳实施例的做动示意图。

【图号对照说明】

1 电池封装结构

2 中空壳体

22 开口部

24 第一侧面

242 第一面积

26 第二侧面

262 第二面积

28 第一电极

282 第一正极元件

284 第一负极元件

3 塑料电池包

32 电解液

34 锂离子电池

36 第二电极

362 第二正极元件

364 第二负极元件

38 塑料套

4 盖体

5 绝缘件

6 固定胶

7 皱折件

步骤 S10～S18

具体实施方式

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

本发明针对习知技术的电池封装方法及结构进行发明，习知的锂离子电池封装将锂离子电池装设于铝壳体或金属壳体内时，一般会先将金属壳体进行深抽成形变成一圆柱桶型的结构，使其深抽的深度大于该圆柱型的直径，则锂离子电池要放入该圆柱桶型结构内的话，其直径尺寸就必须制作的比该圆柱桶型结构的直径尺寸小，如此才能够放入，但是这样会造成电池在使用过程中，其内部的电池会与金属壳体产生碰撞，使其产生毁损并降低其寿命，故，本发明人经过长期的研究，发明出一种锂离子电池封装的方法及结构，其将一锂离子电池装入一塑料袋内并在塑料袋内填充电解液后，将其抽真空密封，以形成一塑料电池包，再对该塑料电池包持续检测一段时间，于检测过程中该塑料电池包未检测出任何缺陷，则再次抽真空，最后放入一壳体进行密封，经由上述的结构，本发明的电池封装方法及结构能够大幅提升电池的良率，且于电池密封于壳体前，就能预先检测出是否有缺陷，此外，该塑料电池包由该壳体大最面积处放入，其能够减少该塑料电池包放入的难度，且该壳体进行开口的制作上，也相对容易。

首先，请参阅图1，其为本发明的一较佳实施例的步骤流程图，如图所示，其包含步骤:

步骤S10:将一塑料袋包覆一锂离子电池并抽真空，接着将一电解液放入该塑料袋内，形成一塑料电池包；

该塑料袋为不含金属成分的塑料袋，因为塑料与金属的拉伸系数不同，如果塑料袋内含有金属的话，其寿命将只有一年，但本发明使用全塑料的塑料袋，于该塑料袋内装入该锂离子电池并抽真空，接着充填该电解液，本实施方式并不限于任何电解液。

步骤S12:持续检测该塑料电池包一时间区段；

形成该塑料电池包后，为了确定该塑料电池包的结构是否完整，需持续对该塑料电池包进行检测该时间区段，其中检测的内容可为电路测试、电池充放电测试、循环寿命测试以及该塑料电池包外部是否有破损等，如果该塑料电池包未能够通过检测，则将其视为不良品。

步骤S14:针对该塑料电池包再次抽真空；

待该塑料电池包检测完毕后，因为经过了该时间区段，且该塑料袋为塑料制成，大部份的塑料袋的特性具有透氧性，故为了确保其内部无空气，所以需再次抽真空。

步骤S16:将该塑料电池包设置于一中空壳体内；

当该塑料电池包再次抽真空后，直接置入于该中空壳体内，且由该中空壳体的最大面积处，将该塑料电池包置入其内。

步骤S18:封设一盖体于一开口部的该中空壳体上。

其中，该塑料电池包由该开口部设置于该中空壳体内，换句话说，该开口部设置于该中空壳体的最大面积的面上。

经由上述的电池封装方法中，首先其将该锂离子电池装入该塑料袋中，并抽真空后，再将该电解液填充于该塑料袋中，且该塑料袋内并非百分的百充满该电解液，如果该电解液百分的百充满于该塑料袋内，将提高该塑料袋破裂的风险，且该塑料袋内抽真空后，其内部压力为1大气压力，其中该电解液能够使用针头的方式灌入该塑料袋中，使装有该锂离子电池的该塑料袋形成该塑料电池包，该塑料电池包的塑料材质不含铝金属的材质，也就是说该塑料袋为一种塑料，并非一般的铝塑膜结构，接着针对该塑料电池包方进行检测，并于该时间区段内设定一标准值，当该塑料电池包于该时间区段内皆符合该标准值，则该塑料电池包就能通过检测，更进一步说明，其检测项目可以是对该塑料电池包的充放电能力测试、电路测试、循环寿命测试以及该塑料电池包外部是否有破损检测等，当该塑料电池包完成检测后，其将再次抽真空，以确保该塑料电池包内不含气体，接着再将该塑料电池包放入该中空壳体内，其中，该中空壳体为长方体，且该中空壳体的六个面中，有二个面是最大面的，故，于该二面中其中一面设置该开口部，该开口部能够使用深抽成形或冲压成形，直接将金属片制成具有该开口部的该中空壳体，当该塑料电池包放入该中空壳体后，立即使用该盖体将该中空壳体上的该开口部密封上，使该塑料电池包于该中空壳体外部隔绝。

接着，请继续一并参阅图2A，其为本发明的一较佳实施例的部分零件示意图，图2B，其为本发明的一较佳实施例的部分零件示意图，图3，其为本发明的一较佳实施例的立体分解示意图，图4，其为本发明的一较佳实施例的立体图，如图所示，该电池封装结构1包含一中空壳体2、一塑料电池包3以及一盖体4。

首先，请先参阅图2A与图2B，该中空壳体2上设置一开口部22，该开口部22设置于该中空壳体2的一第一侧面24，且相邻于该开口部22的一第二侧面26穿设一第一电极28，使该第一电极28一端于该中空壳体2内，其另一段于该中空壳体2外，其中该第一侧面24的一第一面积242大于该第二侧面26的一第二面积262，且该中空壳体2深抽成形或冲压成形而形成该开口部22，接着，请再继续参阅图2A至图4，该塑料电池包3由该开口部22设置于该中空壳体2内，该塑料电池包3内包含一电解液32、一锂离子电池34、一第二电极36以及一塑料套38，该锂离子电池34置入该塑料套38内，且该锂离子电池34电性连接该第二电极36，其中该第二电极36相对于该第一电极28与该锂离子电池34电性连接，且该锂离子电池34先装入该塑料套38内抽真空后，再将该电解液32充满该塑料套38内，更值得一提的是，该第二电极36一端电性连接该锂离子电池34，另一端电性连接该第一电极28，当塑料套38进行抽真空时，该第二电极36与该锂离子电池34电性连接的一端会一起被该塑料套38包覆其内，而另一端会露出于该塑料套38外，接着将该盖体4直接封设于该中空壳体2的该开口部22上，且该盖体4封设于该中空壳体2上后，使其能够隔绝水气的进入。

请继续参阅图4以及图5，图5为本发明的一较佳实施例的剖视示意图，如图所示，该第一电极28包含一第一正极元件282以及一第一负极元件284，且该第一正极元件282以及该第一负极元件284分别穿设于该第二侧面26上，以及该第二电极36包含一第二正极元件362以及一第二负极元件364，该第二正极元件362一端电性连接该锂离子电池34的正极，另一端电性连接该第一正极元件282，该第二负极元件364一端电性连接该锂离子电池34的负极，另一端电性连接该第一负极元件284，且该第二正极元件362与该第二负极元件364一端分别电性连接该锂离子电池34的正极与负极，且被该塑料套38包覆，但该第二正极元件362与该第二负极元件364的另一端露出于该塑料套38外，并分别电性连接该第一正极元件282以及该第一负极元件284，此外，更进一步设置一绝缘件5于该第二侧面26与该第一电极28的连接处，使该绝缘件5阻隔该中空壳体2的该第二侧面26与该第一电极28的直接接触，且该中空壳体2或该盖体4为金属材质，则该绝缘件5设置于该第二侧面26与该第一电极28之间就能防止该第一电极28与该中空壳体2产生短路，为了更有效地防止其短路，更能够于该第一电极28穿设于该第二侧面26之间设置该绝缘件5，且该绝缘件5更具有防漏、绝缘以及阻隔气体等功用，此外，当该塑料电池包3设置于该中空壳体2内后，为了确保该盖体4能够紧密的压实该塑料电池包3，其可更进一步设置复数个固定胶6于该中空壳体2的内壁上，并连接该塑料电池包3，也就是说，该塑料电池包3与该中空壳体2的内壁之间能够设置该些固定胶6，其用来增加该塑料电池包3的稳定性，且填满该塑料电池包3与该中空壳体2间的空隙，以防止该塑料电池包3设置于该中空壳体2内后周围还具有可移动的空间，且该些固定胶6更能够设置于该盖体4上，当该盖体4封设于该中空壳体2上时，其能够更紧密地将该塑料电池包3固定于该中空壳体2内，此外，该些固定胶6更具有缓冲的功用，于该电池封装结构1使用中，如果发生碰撞或是掉落地面，该些固定胶6能够达到缓冲的功效。

接着，请继续参阅图6，其为本发明的一较佳实施例的剖视示意图，如图所示，本发明的该电池封装结构1更进一步包含至少一皱折件7，其设置于该中空壳体2与该盖体4的连接处，该至少一皱折件7一端连接该中空壳体2，另一端连接该盖体4，且该至少一皱折件7的至少一侧为凹凸的皱折，当该盖体4封设于该中空壳体2上后，该至少一皱折件7能够将该中空壳体2与该盖体4之间的细微缝细填满，降低水气或空气进入的该中空壳体2的风险。

请继续参阅图6A以及图6B，其为本发明一较佳实施例的做动示意图，如图所示，当该电池封装结构1内的该塑料电池包3于装设时有些为膨胀或尺寸上误差时，该盖体4会被该塑料电池包3撑起，而该皱折件7就能够提供该盖体4与该中空壳体2之间的缝隙的误差，藉以该中空壳体2与该盖体4之间的缝隙填满，降低水气或空气进入的该中空壳体2的风险。

经由上述的该电池封装结构1中，其为了使该锂离子电池3更容易地放入该中空壳体2内，且其由该中空壳体2的最大面积的该第一侧面24上的该开口部22放入该中空壳体2内，由该开口部22放入的好处还有就是其放入的深度短，能够简单地放入该中空壳体2内，相较于先前技术的金属壳体都是深抽成形且为圆筒型，锂离子电池要放入金属壳体的话，其金属壳体的直径尺寸就得比锂离子电池的尺寸大，如此才能够将其放入该金属壳体内，但这样将造成锂离子电池与金属壳体间的空隙过大，而容易使锂离子电池损坏，此外，本发明为了更增加该锂离子电池34的寿命及稳定性，其将该塑料套38包覆于该锂离子电池34，且内部充填该电解液32，并且密封抽真空，最后再装入该中空壳2体内密封，其能够确保该锂离子电池的稳定性，更能够延长该锂离子电池的寿命，因为该中空壳体2的该开口部22设置于该中空壳体2的最大面上，使该塑料电池包3更容易放入，且相对于先前技术在制造该中空壳体2，本发明可以直接用冲压成形制成，其大幅提升了生产效率。

综上所述的该电池封装方法及结构中，其将该中空壳体的该开口部做在该中空壳体的最大面积处，使得该塑料电池包放入大开口且深度浅的该中空壳体内，且在该塑料电池包放入金属壳体前均会先进行该时间区段的检测，当检测通过后，才会将该塑料电池包放入该中空壳体内，其可减少不良品装入该中空壳体内，造成制造成本的浪费，且先前技术等到电池都做好后才进行测试，而本发明于电池为装入该中空壳体前就先对该塑料电池包进行检测，如此可大幅地降低锂离子电池的不良率，且该中空壳体与该开口部的相对关系，其能够更完美地将该塑料电池包装入该中空壳体内，故，该锂离子电池更能够承受震动，且相较于先前技术更加稳定。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电池封装方法，其特征在于，其步骤包含：

将一塑料袋包覆一锂离子电池并抽真空，接着将一电解液放入该塑料袋内，形成一塑料电池包；

持续检测该塑料电池包一时间区段；

针对该塑料电池包再次抽真空；

将该塑料电池包设置于一中空壳体内；以及

封设一盖体于一开口部的该中空壳体上。

2.如权利要求1所述的电池封装方法，其特征在于，其中该中空壳体由深抽成形或冲压成形而形成具有该开口部的该中空壳体。

3.如权利要求1所述的电池封装方法，其特征在于，其中该塑料电池包于该时间区段内检测一标准值，于该标准值内则判断该塑料电池包通过检测。

4.一种电池封装结构，其特征在于，其包含：

一中空壳体，其设置一开口部于一第一侧面，且相邻于该开口部的一第二侧面穿设一第一电极，使该第一电极一端于该中空壳体内，其另一端于该中空壳体外，其中该第一侧面的一第一面积大于该第二侧面的一第二面积，且该中空壳体冲压成形该开口部；

一塑料电池包，其设置于该开口部的该中空壳体内，且该塑料电池包内包含一电解液、一锂离子电池、一第二电极以及一塑料套，该锂离子电池设置于该塑料套内，且该锂离子电池电性连接该第二电极，其中该第二电极相对于该第一电极电性连接于该锂离子电池，且该锂离子电池抽真空后，再将该电解液充满该塑料套内，其中该塑料套包覆该锂离子电池以及该电解液，并使该第二电极突出于该塑料套外，且该第二电极电性连接该第一电极；以及

一盖体，其封设于该开口部上。

5.如权利要求4所述的电池封装结构，其特征在于，其中该第一电极包含一第一正极元件以及一第一负极元件，且该第一正极元件以及该第一负极元件分别穿设于该第二侧面上。

6.如权利要求5所述的电池封装结构，其特征在于，其中该第二电极包含一第二正极元件以及一第二负极元件，该第二正极元件一端电性连接该锂离子电池的正极，该第二负极元件一端电性连接该锂离子电池的负极，且该第二正极元件的另一端电性连接该第一正极元件，该第二负极元件的另一端电性连接该第一负极元件。

7.如权利要求4所述的电池封装结构，其特征在于，其中该中空壳体或该盖体的材质为金属。

8.如权利要求7所述的电池封装结构，其特征在于，更进一步设置一绝缘件于该第二侧面与该第一电极的连接处，使该绝缘件阻隔该中空壳体的该第二侧面与该第一电极的直接接触。

9.如权利要求4所述的电池封装结构，其特征在于，更进一步设置复数个固定胶，其设置于该中空壳体的内壁上，并连接该塑料电池包。

10.如权利要求4所述的电池封装结构，其特征在于，更进一步设置至少一皱折件，其设置于该中空壳体与该盖体的连接处。

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