软包装电池及包括该软包装电池的电池模组

技术领域

本发明涉及软包装电池技术领域，具体提供一种软包装电池及包括该软包装电池的电池模组。

背景技术

目前，传统的硬壳电池均安装有泄压防爆阀，以预防电池滥用或者内部短路等异常问题导致热失控，进而引发电池内部压力过大而爆炸的情况，而软包电池由于其塑封包装的特点，塑封膜本身质地较软，且封边尺寸较小，一般5～8mm左右，使得软包电池上缺乏可靠的地方支撑泄压阀的安装。

现有技术中，很多厂家为了降低成本都是通过在铝塑膜上设置减窄区或者减薄区作为泄压部，但是在封装过程中由于铝塑膜长度较长并且封边尺寸很小，使得减窄区和减薄区的定位非常的困难，并且由于泄压部的位置很难定位，极易错位，一旦泄压部错位就使电池失去了泄压的功能，在软包电池工作异常时无法起到防护作用，极大的影响了电池的品控和安全性。此外，由于泄压部设置在铝塑膜上，使得每封装一个电池就要对铝塑膜进行剪裁，极大地影响了生产效率。

相应地，本领域需要一种新的软包装电池来解决现有软包装电池的泄压部定位困难以及生产效率不高的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有软包装电池的泄压部定位困难以及生产效率不高的问题。

在第一方面，本发明提供一种软包装电池，包括电芯本体，所述电芯本体封装在铝塑膜内，所述电芯本体的端部设置有外极耳，所述外极耳穿过所述铝塑膜伸至外部，所述外极耳与所述铝塑膜之间设置有极耳胶，所述极耳胶上设置有泄压部。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述泄压部为所述极耳胶上设置的第一局部减薄区。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述泄压部为所述极耳胶上设置的第一局部减窄区。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述第一局部减薄区设置成沿热气体的流动方向底部长度大于顶部长度。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述第一局部减薄区的底部设置有缺口。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述第一局部减薄区的内壁沿热气体的流动方向设置有多个泄压导向台阶。

在上述软包装电池的优选技术方案中，多个所述泄压导向台阶的台阶宽度逐渐增大。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述铝塑膜上设置有第二局部减窄区，所述第二局部减窄区设置在所述外极耳所在的封边以外的封边上；并且/或者，所述铝塑膜上设置有局部增厚区，所述局部增厚区设置在所述外极耳所在的封边以外的封边上。

在上述软包装电池的优选技术方案中，所述第一局部减薄区设置成沿热气体的流动方向底部和顶部的长度大于中间的长度。

本发明还提供了一种电池模组，所述电池模组包括上述技术方案中任一项所述的软包装电池。

本领域技术人员能够理解的是，本发明的软包装电池包括电芯本体，电芯本体封装在铝塑膜内，电芯本体的端部设置有外极耳，外极耳穿过铝塑膜伸至外部，外极耳与铝塑膜之间设置有极耳胶，极耳胶上设置有泄压部。

在采用上述技术方案的情况下，本发明的软包装电池通过将泄压部设置在铝塑膜和外极耳之间的极耳胶上，且由于极耳胶是预先与外极耳连接在一起后再装到电芯本体上的，使得极耳胶上的泄压部的位置更容易定位，也更容易对泄压部的形状规格进行变化，从而在软包电池热失控时能够提前定向泄出热气流，防止电池爆炸，并且由于软包装电池充放电过程中，电池的顶封边的外极耳处为过流产热集中点，顶封边定向泄压相比侧封边定向泄压可有效降低热失控电芯温度，将泄压部设置在靠近外极耳的极耳胶上使泄压效果更明显。再者，在软包电池进行封装时，不必再对铝塑膜逐个进行剪裁，大大提高了生产效率。此外，本发明摒弃了现有技术中将泄压部设置在铝塑膜上的传统方案，将泄压部设置在靠近外极耳的极耳胶上，更解决了现有技术中铝塑膜的密封效果与铝塑膜上的泄压部的可靠性之间的矛盾，保证了软包装电池的长期的密封性以及可靠性。此外，在软包装电池成组至安装箱体内时，外极耳所在的顶封边以外的侧封边和终封边会通过导热结构胶分别与液冷板和安装箱体支架胶连固定，侧封板和终封边外无空隙空间，软包装电池在热失控时电芯内部的热气体无法从此处定向外泄，而顶封边因极耳区域具备空隙空间，热失控时电芯内部气体可具备外泄空间，进而达到更好的热保护效果。

附图说明

下面结合附图来描述本发明的优选实施方式，附图中：

图1是本发明的软包装电池的截面示意图；

图2是本发明的泄压部的第一种实施方式的示意图；

图3是本发明的泄压部的第二种实施方式的正面结构图；

图4是本发明的泄压部的第二种实施方式的立体结构图；

图5是本发明的泄压部的第三种实施方式的正面结构图；

图6是本发明的泄压部的第三种实施方式的立体结构图；

图7是本发明的泄压部的泄压导向台阶的一种实施方式的正面结构图。

图8是本发明的泄压部的泄压导向台阶的另一种实施方式的正面结构图；

图9是本发明的泄压部的第四种实施方式的正面结构图；

图10是本发明的铝塑膜的截面示意图。

附图标记列表：

1、电芯本体；2、铝塑膜；21、第二局部减窄区；22、局部增厚区；23、尼龙层；24、铝层；25、PP层；3、外极耳；31、极耳胶；32、泄压部；321、第一局部减薄区；322、第一局部减窄区；323、泄压导向台阶；324、缺口。

具体实施方式

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1和图2，为解决现有软包装电池的泄压部定位困难以及生产效率不高的问题，本发明的软包装电池包括电芯本体1，电芯本体1封装在铝塑膜2内，电芯本体1的端部设置有外极耳3，外极耳3穿过铝塑膜2伸至外部，外极耳3与铝塑膜2之间设置有极耳胶31，在极耳胶31上设置有泄压部32。但是需要说明的是，极耳胶31可以是黑胶、白胶或者黄胶等等，并且极耳胶31的形状可以是矩形也可以是圆形等，在此并不作任何的限制，本领域技术人员可根据需要自行设定。参照图10，铝塑膜2具体由PET(尼龙)层23、铝层24和PP层25组成，尼龙层23位于电池的外侧，PP层25位于电池的内侧，两层铝塑膜2间的密封主要依靠两层铝塑膜2之间的PP层25间热压熔合，铝塑膜2与极耳胶31间的密封主要依靠PP层25与极耳胶31间的热压熔合。

上述设置方式的优点在于：本发明的软包装电池通过将泄压部32设置在铝塑膜2和外极耳3之间的极耳胶31上，且由于极耳胶31是预先与外极耳3连接在一起后再装到电芯本体1上的，使得极耳胶31上的泄压部32的位置更容易定位，也更容易对泄压部32的形状规格进行变化，从而在软包电池热失控时能够提前定向泄出热气流，防止电池爆炸，并且由于软包装电池充放电过程中，电池的顶封边的外极耳处为过流产热集中点，顶封边定向泄压相比侧封边或者终封边定向泄压可有效降低热失控电芯温度，将泄压部32设置在靠近外极耳3的极耳胶31上使泄压效果更明显。再者，在软包电池进行封装时，不必再对铝塑膜2逐个进行剪裁，大大提高了生产效率。此外，本发明摒弃了现有技术中将泄压部设置在铝塑膜2上的传统方案，将泄压部32设置在靠近外极耳3的极耳胶31上，更解决了现有技术中铝塑膜2的密封效果与铝塑膜2上的泄压部的可靠性之间的矛盾，保证了软包装电池的长期的密封性以及可靠性。此外，在软包装电池成组至安装箱体内时，外极耳所在的顶封边以外的侧封边和终封边会通过导热结构胶分别与液冷板和安装箱体支架胶连固定，侧封板和终封边外无空隙空间，软包装电池在热失控时电芯内部的热气体无法从此处定向外泄，而顶封边因极耳区域具备空隙空间，热失控时电芯内部气体可具备外泄空间，进而达到更好的热保护效果。

参照图2，在一种可能的实施方式中，下面以正极耳侧为例进行描述。泄压部32为极耳胶31上的第一局部减薄区321，参照图4中的坐标系，其中，铝塑膜2与极耳胶31的封印深度方向为Z坐标轴的方向，因此将Z坐标轴的方向定义为极耳胶31、外极耳3以及铝塑膜2的厚度方向，即Z向为第一局部减薄区321的减薄方向，第一局部减薄区321的形状为矩形，但是这不是限制性的，第一局部减薄区321还可以是三角形或者圆形等其他形状，本领域技术人员可根据需要自行设定。以下对铝塑膜2和极耳胶31的结构进行详细阐述，外极耳3和两侧的极耳胶31的总厚为0.7mm，其中，外极耳3为铝片，铝片厚度为0.4mm；两侧的极耳胶31总厚度为0.3mm；铝塑膜2的厚度为0.152mm，正常区域铝塑膜的PP层25与极耳胶31热熔后，对应地封印区域厚度为0.862mm，则正常区域封印熔蚀深度d1＝0.152mm*2+0.7mm-0.862mm＝0.142mm(熔蚀深度定义为PP层热封过程熔化减去的厚度量，该熔蚀深度与封装强度正相关)，将来料极耳胶31双面厚度局部减少Δd1后，保持封装厚度不变，第一局部减薄区321的局部熔蚀深度为d2＝0.152mm*2+(0.7mm-Δd1)-0.862mm，则铝塑膜PP层25与极耳胶31间热封熔蚀厚度减少量为d1-d2＝Δd1，Δd1一般可取d1的5％-10％左右，则熔蚀厚度局部减少0.0071mm-0.0142mm之间，第一局部减薄区321的封装强度降低，但不低于40N/15mm，既能够使电池热失控后，电池内部压力从局部减薄区域定向泄压，又能够使保证电池的封装强度。需要说明的是，第一局部减薄区321的设置数量可以是一个也可以是多个，既可以可以是设置在极耳胶31的任意一个与铝塑膜2热封的侧边上，也可以是在极耳胶31的多个侧边上均设置第一局部减薄区321，本领域技术人员可根据需要自行设定，这些调整都不偏离本发明的原理，因此都将落入本发明的保护范围之内。

参照图2，在一种可能的实施方式中，泄压部32为极耳胶31上的第一局部减窄区322，其中，铝塑膜2与极耳胶31的封印宽度方向为X坐标轴的方向，X坐标轴的方向定义为极耳胶31的宽度方向，即第一局部减窄区322的减窄方向为X向，第一局部减窄区322的形状为矩形，但是这不是限制性的，第一局部减窄区322还可以是三角形或者圆形等其他形状，本领域技术人员可根据需要自行设定。此外，第一局部减窄区322可以设置在极耳胶31的顶部也可以设置在极耳胶31的底部，或者，还可以在极耳胶31的顶部和底部都设置第一局部减窄区322，本领域技术人员可根据需要进行调整。以下对铝塑膜2和极耳胶31的结构进行详细阐述，其中是以在极耳胶31的顶部设置第一局部减窄区322进行描述的，一般极耳胶31的宽度为9mm，即X向的宽度为9mm，一般会在极耳胶31的X向上下各留有1mm未封区，使得铝塑膜PP层25与极耳胶31间热封印宽度为7mm，在此基础上，再将来料极耳胶31的局部区域的封印宽度减窄1mm-2mm，即第一局部减窄区322的X向减窄宽度为1mm-2mm，则局部铝塑膜PP层25与极耳胶31间热封印宽度变为5mm-6mm，(减窄后的局部封印宽度要求≥5mm)，这样局部封印宽度减少1mm-2mm，局部封装强度减低，但不低于40N/15mm，在保证长期密封可靠性的基础上，可使电池热失控后，电池内部压力从局部减窄区域定向泄压。需要说明的是，第一局部减窄区322的设置数量可以是一个也可以是多个，既可以可以是设置在极耳胶31的任意一个与铝塑膜2热封的侧边上，也可以是在极耳胶31的多个侧边上均设置第一局部减窄区322，本领域技术人员可根据需要自行设定，这些调整都不偏离本发明的原理，因此都将落入本发明的保护范围之内。

参照图3和图4，在一种可能的实施方式中，将第一局部减薄区321设置成沿热气体的流动方向底部的长度大于顶部的长度，图3中箭头所指示的为电池热失控时热气体的流动方向，其中，铝塑膜2与极耳胶31的封印长度方向为Y坐标轴的方向，Y坐标轴的方向定义为极耳胶31的长度方向，或者，第一局部减薄区321也可以设置成沿热气体的流动方向第一局部减薄区321的长度逐渐减小，以形成局部定向涨破的下宽上窄的泄压排气通道，以便于热失控时，加快热气流的汇集和快速有效排出。

进一步地，在第一局部减薄区321的底部又设置第一局部减窄区322，从而使铝塑膜2与极耳胶31的局部封印区域形成即减薄又减窄的结构。具体而言，参照图5和图6，在电池热失控时，热气体从第一局部减薄区321的底部向顶部流动，在第一局部减薄区321的底部较宽的部分设置第一局部减窄区322，即缺口324，缺口324的减窄方向为X向，图5中箭头所指示的为热气体的流动方向，以使热气体通过缺口324直接快速进入第一局部减薄区321，并通过第一局部减窄区322形成的下宽上窄的排气通道使热气体快速排出。

参照图7，在一种可能的实施方式中，第一局部减薄区321设置成底部长度大于顶部长度以形成下宽上窄的结构的基础上，第一局部减薄区321的内壁上设置有多个泄压导向台阶323，但是这不是限制性的，泄压导向台阶323还可以设置在任意形状的第一局部减薄区21上，例如，当第一局部减薄区321为矩形或者三角形等形状时也可以设置泄压导向台阶323。当电池热失控时，热气体从第一减薄区321的底部沿着泄压导向台阶323逐级逐层流动，以起到内部泄压的作用，防止热气流的压力过大造成电池爆炸。进一步地，参照图8，泄压导向台阶323设置成沿热气体的流动方向，泄压导向台阶323的台阶宽度逐渐增大，其中，台阶宽度为图8中所示的d5，台阶宽度逐渐增大以使热气体横向流动的距离逐渐增长，使向第一局部减薄区321的中部集聚的热气体更多，进而使热气体在台阶处泄压后引导热气体沿着台阶逐渐向第一减薄区321的中部流动汇聚，进而能够快速汇集并排出。

参照图9，在一种可能的实施方式中，第一局部减薄区321设置成沿热空气的流动方向底部和顶部的长度均大于中间的长度的结构，图9中箭头所指示的为电池热失控时热气体的流动方向，底部较宽和中间较窄部分协同作用，能够对热空气起到引流的作用，使热空气快速聚集在第一局部减薄区321内，而顶部较宽的部分能够加快热空气的扩散，降低热空气的泄压强度，整体结构更好地平衡了气体压力和气体速度之间的平衡，提高了电池泄压的安全性。

参照图1，在一种可能的实施方式中，在极耳胶31上设置有泄压部32的基础上，在铝塑膜2上还设置有第二局部减窄区21和局部增厚区22，第二局部减窄区21和局部增厚区22分别设置在外极耳3所在的封边即顶封边以外的侧封边或者终封边上，参照图1中的坐标系，其中，两层铝塑膜2之间的封印宽度方向为Y坐标轴的方向，因此将第二局部减窄区的减窄方向定义为Y坐标轴的方向；两层铝塑膜2之间的封印深度方向为Z坐标轴的方向，因此将铝塑膜2的局部增厚区22的增厚方向定义为Z坐标轴方向(图1中未示出Z坐标轴，但是本领域技术人员能够理解的是Z坐标轴垂直于X坐标轴和Y坐标轴形成的平面)。以下对铝塑膜2举例详细说明，一般铝塑膜2与铝塑膜2间的封边的Y向封印宽度为7mm，通过使用异型封头，使侧封边或者终封边的局部出现局部未封区，即第二局部减窄区21，该局部未封区的X向长度一般可为5mm-6mm，Y向宽度为1mm-2mm，相应地局部封印的Y向宽度可减窄为5mm-6mm(为保证长期使用的可靠性，减窄后的局部封印宽度要求≥5mm)，这样局部封印区相比主体封印区的Y向宽度减少1mm-2mm，以使局部封装强度减低，但不低于60N/15mm，在保证长期密封可靠性的基础上，可使电池热失控后，在顶封边处的泄压部32进行泄压的基础上，电池内部压力还能够从第二局部减窄区21辅助泄压，使软包装电池能够实现多处泄压，进一步提高软包装电池的安全性。

进一步地，继续参照图1，一般铝塑膜2封装前的Z向厚度为0.152mm(PP层25为0.08mm)，封装后封印区总体厚度为0.262mm，则两个铝塑膜的PP层25间的Z向熔蚀厚度d3＝0.152mm*2-0.262mm＝0.042mm(熔蚀深度定义为PP层热封过程熔化减去的厚度量，该熔蚀深度与封装强度正相关)。通过使用异型封头，使局部封印厚度增厚Δd2，即局部增厚区22，局部增厚区22封印后形成局部封印区，局部封印区的熔蚀深度d4＝0.152mm*2-(0.262mm+Δd2)，则PP层间熔蚀厚度减少量d3-d4＝0.042mm-(0.152mm*2-(0.262mm+Δd2))＝Δd2，Δd2一般可取d3的5％-10％左右，则熔蚀深度局部减少0.0021-0.0042mm之间，局部封装强度降低，但不低于60N/15mm，可使电池热失控后，电池内部压力从局部增厚区域定向泄压。需要说明的是，第二局部减窄区21和局部增厚区22可以是设置在铝塑膜2的同一条封边上，也可以分别设置在不同的两条封边上，或者，还可以是只设置第二局部减窄区21或局部增厚区22中的一个，本领域技术人员可根据需要自行设定，这些调整都不偏离本发明的原理，因此都将落入本发明的保护范围之内。

综上所述，本发明的软包装电池通过在外极耳3的极耳胶31上设置泄压部32以增强电池的安全性，进一步地，在极耳胶31上设置第一局部减薄区321和第二局部减窄区322可有效降低热失控电芯的温度，使泄压效果更明显。进一步地，将第一局部减薄区321设置成底宽上窄的结构，在电池热失控时，第一局部减薄区321作为泄压部32，其内部压强逐渐增大，热气体沿排气通道外泄，便于热气流的汇集和快速排出，在第一局部减薄区321的内壁上设置多个导向台阶，从而进一步达到泄压的效果。进一步地，在极耳胶31上设置局部减薄区和局部减窄区的基础上，还可以在铝塑膜2上设置局部减窄区和局部增厚区，从而实现电池能够多点泄压，使得泄压效果更好，提高了电池的安全性。

如本节第一段所述，上述实施方式仅仅用来阐述本发明的原理，并非旨在与限制本发明的保护范围，在不偏离本发明原理的条件下，本领域技术人员能够对上述结构进行调整，以便本发明能够应用于更加具体的应用场景。

此外，本发明还提供了一种电池模组，该电池模组具有上述任一实施方式中所述的软包装电池。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。