[实用新型]塑料壳体锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新型塑料壳体锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。

技术背景

由于锂离子电池能量密度高、寿命长、体积小、无污染，广泛用于电动车辆、航天航空、通讯设备以及各类便携式电器，是最理想的移动电源。目前，市场上的锂离子电池主要有三种类型：

一、金属外壳的锂离子电池，主要以不锈钢壳体和铝壳体为主。这两种金属壳体的电池占据了锂离子电池市场的绝大部分。这种金属外壳的锂离子电池的优势，在于组装成电池后气密性较为可靠；外壳有一定的机械强度，可以承受适当的机械冲击；并且金属壳体的散热性能优异。但是由于这种电池内部结构过于紧凑，如果在使用过程中发生短路等一些滥用情况，会导致电芯鼓胀，甚至发生电池爆炸，由于壳体为金属物体，电池爆炸相当于小型炸弹，对使用者造成极大的人身安全。

二、采用复合铝塑膜作为外包装的锂离子电池。这种采用复合铝塑膜包装的电池，其安全性能较金属外壳电池有了很大的改善，并且质量比能量自了显著的提升。但铝塑膜抗划性差，在外力的作用铝塑膜易被划伤，造成电池损伤，铝塑膜失去保护作用。

三、注塑成型的塑料壳体锂离子电池，即所谓“塑壳电池”。由于塑料廉价易得，又便于成型，它弥补了以上两种电池包装材料的不足，开始作为一种较为新颖的锂离子电池包装材料。但是，由于而塑料自身的特性决定，现有的塑壳电池的塑壳厚度在10mm以上，才能防止电池漏气、漏液，故而为了保证其使用寿命和安全性能，现有塑壳电池只有体积较大的方形电池。而对于各类便携式电器的小体积电池，特别是圆柱形电池，采用塑料壳体会导致离子电池漏气、漏液，无法满足使用寿命和安全性能，只能采用金属外壳。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种气密性好，能够替代现有的金属壳体电池的小体积塑料壳体电池。

本实用新型的技术方案：

包括塑料制作的密闭的壳体以及设置在壳体中的电池芯体，壳体包括下壳体和上盖板，正极极柱和负极极柱固定设置壳体上，电池芯体的正极极耳和负极极耳分别与正极极柱和负极极柱电连接，其特征在于：下壳体包括处于最里层的耐腐蚀层、处于最外层的保护层以及设置于耐腐蚀层和保护层之间的金属隔离层。

为了保证电池的气密性，保护层、耐腐蚀层和金属隔层配合紧密，优选的方案是：金属隔离层紧密包裹在耐腐蚀层外表面，在保护层和金属隔离层之间用环氧树脂胶固化密封。所述环氧树脂胶是指：环氧树脂E44及相应固化剂(聚胺脂，热熔胶等)。

其中，正极极柱设置在壳体的上盖板上，负极极柱可以设置在壳体底部或上盖板上。上盖板可采用PP或PET材料注塑成型，厚度2-2.5mm，还设置有注液孔、抽真空孔。

进一步地，下壳体的耐腐蚀层由耐腐蚀的工程塑料注塑成型，保护层由抗压耐磨的工程塑料注塑成型，下壳体的底部设置有通孔，在壳体底部通孔内镶嵌金属嵌件为负极极柱。

本实用新型塑料壳体电池的电池芯体是锂离子电池常用电池芯体，由正、负极极片和隔膜卷绕而成。为了防止极耳在装配过程中碰到电池芯体发生短路，本实用新型塑壳电池还包括绝缘片，负极极耳穿过绝缘片与负极极柱连接，正极极耳穿过绝缘片与正极极柱连接。绝缘片是具有可供电池芯体的正负极极耳穿过，并防止极耳与芯体接触的缝隙的薄片，厚度可为0.5～1mm，材料为PP，PE等非导电高分子材料。本领域技术人员可以根据绝缘片的作用任意设计绝缘片的结构，比如可以设计为如图5所示，电池芯体的极耳从绝缘片边上的缝穿过，再用超声焊接机焊接在正、负极柱上，避免了极耳在装配过程中碰到电池芯体发生短路的情况。

进一步地，壳体最里层的耐腐蚀层由厚度为0.5～1mm的耐腐蚀的工程塑料(如PP或PET等)注塑成型，上部全开口且向外有外沿，底部有直径4～5mm的通孔以供电池芯体负极极耳穿过。中间层为10～20μm厚的金属隔离层(如铝箔)，主要功能是阻隔气体、液体，防止电池漏气漏液。最外层的保护层由厚度为0.5～1mm的抗压耐磨的工程塑料(如ABS或SBS等)注塑成型，上部全开口底部有直径4～5mm的通孔；耐腐蚀层底部的通孔与保护层底部的通孔相通，直径910mm、厚度0.3～0.5mm的金属嵌件镶嵌在耐腐蚀层或保护层的底部的通孔内作为负极极柱。

进一步地，内层的耐腐蚀层比外层的保护层高1.0-1.5mm，且耐腐蚀层上部开口端的外沿与保护层配合精确；金属嵌件的边缘设计为锯齿状与壳体紧密配合作为负极极柱。

塑料壳体的形状，根据需要可以是圆柱形、多边棱柱(如横切面为正方形、长方形、六边形等多边形)等形状。

本实用新型的有益效果：