一种锂电池壳体及采用锂电池壳体制得锂电池的方法与流程

本发明涉及电池生产技术领域，具体是一种锂电池壳体及采用锂电池壳体制得锂电池的方法。

背景技术：

电池壳体由内、外两个曲面围成，厚度t远小于中面最小曲率半径r和平面尺寸的片状结构，是薄壳、中厚壳的总称。目前市场上主要有以下几类，塑胶壳体、铝型材壳体、钣金壳体、不锈钢壳体等。薄壳是指t/r小于0.05的壳体。

壳体主要以沿厚度均匀分布的中面应力，而不是以沿厚度变化的弯曲应力来抵抗外荷载。壳体的这种内力特征使得它比平板能更充分地利用材料强度，从而具有更大的承载能力。

壳体理论属应用弹性力学的范畴，需在弹性力学基本假设之外，再引用新的假设。它包括薄壳理论和中厚壳理论。

随着锂电新能源技术的不断发展，我国乃至世界掀起了锂电相关行业的研发浪潮，关于新型锂电池壳体的研究，也是其重要方面。传统的电池壳体面临着两大难题，采用金属作为主要材料的锂电池壳体，费用高，重量大。因此，众多业内人士，都将注意力转移到开发低质量、低成本、高强度新型锂电池壳体上。

未来的锂电池壳体材料研究方向应该是聚合物，其中，玄武膜是一种最具潜力的材料，一种锂电池壳体，采用尼龙，聚氨酯粘结剂，玄武岩纤维布，聚氨酯粘结剂，未拉伸聚丙烯薄膜分层涂粘而成，玄武岩连续纤维是采用纯天然火山岩原料，没有任何人工配制或合成添加剂和辅助原料，在高温熔融后生产的高性能纤维。

目前，现有的制造锂电池聚合物壳体的技术，仍然存在强度低，韧性差的缺点，例如以单一聚丙烯为材料等，这种壳体对外界碰撞和挤压承受能力很差，在实际使用过程中，很可能会开裂漏液、设置壳体碎裂，并且，现有工艺制造的壳体的抗老化性、耐高低温性都达不到理想的效果。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锂电池壳体及采用锂电池壳体制得锂电池的方法，解决了传统电池壳体重量大、容量小、成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种锂电池壳体，采用玄武膜制成，玄武膜包括由上至下的各层分别是：尼龙层、第一粘结剂层、玄武岩纤维布层、第二粘结剂层、未拉伸聚丙烯薄膜层。

作为本发明进一步的方案：所述尼龙层的厚度为25μm-30μm。

作为本发明进一步的方案：尼龙层采用尼龙，尼龙的密度为1.15g/cm³。

作为本发明进一步的方案：所述第一粘结剂层的厚度为2μm-3μm，第一粘结剂层采用粘结剂，粘结剂密度为2-6g/m²。

作为本发明进一步的方案：所述玄武岩纤维布层的厚度为40μm。

作为本发明进一步的方案：玄武岩纤维布层采用玄武岩纤维布，玄武岩纤维布的密度为100g/m²-110g/m²。

作为本发明进一步的方案：所述第二粘结剂层的厚度为2μm-3μm，第二粘结剂层采用粘结剂，粘结剂的密度为2-6g/m²。

作为本发明进一步的方案：所述未拉伸聚丙烯薄膜层的厚度为20~40μm。

作为本发明进一步的方案：未拉伸聚丙烯薄膜层采用未拉伸聚丙烯薄膜，未拉伸聚丙烯薄膜的密度为0.92g/cm³。

本发明另一目的是提供一种锂电池的制备方法，包括以下步骤：

1）准备需要包装电池壳的电芯；

2）将玄武膜输送进冲坑机，经冲坑机冲坑后，得到锂电池壳体半成品，锂电池壳体半成品上的坑与电芯大小一致；

3）使用顶侧封机把电芯放入冲坑完成后的锂电池壳体半成品中，顶侧封机自动把锂电池壳体半成品对折顶侧封口；

4）即完成对电芯的包装，即得。

聚酰胺纤维俗称尼龙（nylon），英文名称polyamide（简称pa），密度1.15g/cm³;是分子主链上含有重复酰胺基团—[nhco]—的热塑性树脂总称，聚酰胺纤维性能聚酰胺(尼龙)纤维最突出的优点为耐磨性,其次为它的弹性,其弹性回复率可媲美羊毛。

玄武岩连续纤维布是由玄武岩连续纤维经过纺织而成，再用树脂涂覆。玄武岩连续纤维布是一种纯天然的绿色环保产品，具有卓越的热稳定性（耐高温和超低温）；优异的化学稳定性（耐酸碱、防水、低吸温、防辐射），优异的物理性能（强度高，电绝缘）。玄武岩连续纤维是采用纯天然火山岩原料，没有任何人工配制或合成添加剂和辅助原料，在高温熔融后生产的高性能纤维。玄武岩是一种高性能的火山岩组份，这种特殊的硅酸盐，使玄武岩连续纤维具有优良的耐化学性，特别具有耐碱性的优点。玄武岩的化学成分与辉长岩相似，主要是二氧化硅、三氧化二铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁（还有少量的氧化钾、氧化钠），其中sio2含量最高，一般含量在45%～52%之间，其中k2o+na2o含量较侵入岩略高，cao、fe2o3+feo、mgo含量较侵入岩略低。玄武岩体积密度为2.8～3.3g/cm³，结构致密的其压缩强度很大，可达到300mpa，甚至更高。

粘结剂具有以下特点:耐水、耐介质性好。粘接强度高，初粘力大。良好的贮存稳定性。耐冻融，耐较高温度。干燥速度较快，低环境温度下成膜性良好。施工工艺佳。

未拉伸聚丙烯薄膜(cpp)具有良好的热封性，化学稳定性，能抵抗许多介质(如：酸、碱、咸、油、酒、芳香料等）的腐蚀，而且无毒无味，安全卫生性好。其热封性优良，比hdpe耐热性更好，最高使用温度可达145°c。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种锂电池壳体的制备方法，该锂电池壳体以玄武膜为基体材料，经过裁切垫压成型，该工艺制成锂电池壳体半成品；待装入电芯后，进行顶侧封成型锂电池壳体及带抽气囊的电池。该工艺制成的锂电池壳体在刚性强度及耐腐蚀成本上优于所有金属及非金属有机材料所做成的电池壳，在电池生产线上方便加工，更适合电池生产工艺的使用，还可阻断燃烧爆炸的危险情况，把其起火源阻断在电池壳件内，减少损失。

附图说明

图1是本发明制得的锂电池壳体（一）的主视图；

图2是图1的左视图；

图3是图1的俯视图；

图4是本发明制得的锂电池壳体（二）的主视图；

图5是图4的俯视图；

图6是本发明结构示意图；

图中：1-尼龙层、2-第一粘接剂层、3-玄武岩纤维布层、4-第二粘接剂层、5-未拉伸聚丙烯薄膜层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图6，本发明实施例中，一种锂电池壳体，采用玄武膜制成，玄武膜包括由上至下的各层分别是：尼龙层1、第一粘结剂层2、玄武岩纤维布层3、第二粘结剂层4、未拉伸聚丙烯薄膜层5。玄武膜的制备过程是将尼龙层1、第一粘结剂层2、玄武岩纤维布层3、第二粘结剂层4、未拉伸聚丙烯薄膜层5各层采用的材料准备后，由上至下放置压制即得。

其中所述尼龙层1的厚度为25μm-30μm，尼龙层采用尼龙，尼龙的密度为1.15g/cm³。所述第一粘结剂层2的厚度为2μm-3μm，第一粘结剂层2采用粘结剂，粘结剂密度为2-6g/m²。所述玄武岩纤维布层3的厚度为40μm。玄武岩纤维布层3采用玄武岩纤维布，玄武岩纤维布的密度为100g/m²-110g/m²。所述第二粘结剂层4的厚度为2μm-3μm，第二粘结剂层4采用粘结剂，粘结剂的密度为2-6g/m²。所述未拉伸聚丙烯薄膜层5的厚度为20~40μm。未拉伸聚丙烯薄膜层5采用未拉伸聚丙烯薄膜，未拉伸聚丙烯薄膜的密度为0.92g/cm³。

一种锂电池的制备方法，包括以下步骤：

1）得到需要包装锂电池壳体的电芯；

2）把玄武膜输送进冲坑机，经冲坑机冲坑后，得到锂电池壳体半成品，锂电池壳体半成品上的坑与电芯大小一致；

3）使用顶侧封机把电芯放入冲坑完成后的锂电池壳体半成品中，顶侧封机自动把锂电池壳体半成品对折顶侧封口；

4）即完成对电芯的包装，即得锂电池。

现有锂离子电池的包装壳体与方式的作用：

a.电芯与空气隔绝

b.电芯的固定

c.用于电芯组合时的固定

目前锂电池的包装材料与方式

a.形状有圆形、方形、软包

b.材料有钢铁镀锌、铝壳、塑胶壳、铝塑薄膜。

请参阅图1-5为采用玄武膜的锂电池壳体表现两种不同包装形式制得的锂电池。本发明采用的玄武膜经济实惠，耐酸耐碱，刚性强度优于所有金属及非金属有机材料所做成的电池壳。经玄武膜做成的电池壳件，可阻断燃烧爆炸的危险情况，把其起火源阻断在电池壳件内，减少损失。在电池生产线上方便加工，更适合电池生产工艺的使用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。