灌注一体化锂离子电池组及制备方法及模具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及锂电池领域，公开了一种灌注一体化锂离子电池组及制备方法及模具。电池包括锂离子电池组芯体、以及包裹在外的所述改性环氧树脂胶层，所述改性环氧树脂胶层由液态胶一体化灌注成型。应用该技术方案，有利于降低壳体的厚度，提高壳体的结构牢固性以及密封性。
【专利说明】灌注一体化锂离子电池组及制备方法及模具
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种灌注一体化锂离子电池组。
【背景技术】
[0002]锂离子电池由于其环保节能的特性，已经成为了目前应用最广泛的动力能源，由多个单体电池串联或者并联或者串并联组成的锂离子电池组由于其大容量、高倍率放电的特性，已被越来越被广泛的作为动力提供能源应用到各种领域。
[0003]目前的锂离子电池主要是胶壳封装结构，具体是将锂离子电池组装配到一预定的胶壳中，然后通过螺钉固定将胶壳密封，实现锂离子电池组的封装。
[0004]本发明人在进行本发明的研究中发现，现有技术存在以下的缺陷:
[0005]现有技术的锂离子电池组的密封性较差，容易出现进水或者进沙的而损坏胶壳内的锂离子电池组。
【发明内容】
[0006]本发明的目的之一在于提供一种锂离子电池组的制备方法，应用该技术方案，有利于降低壳体的厚度，提高壳体的结构牢固性以及密封性。
[0007]本发明的目的之二:在于提供一种锂离子电池组，应用该技术方案，有利于降低壳体的厚度，提高壳体的结构牢固性以及密封性。
[0008]本发明的第一目的在于提供一种用于锂离子电池组封装的模具，应用该技术方案，有利于降低壳体的厚度，提高壳体的结构牢固性以及密封性。
[0009]第一方面，1、一种锂离子电池组的制备方法，其特征是，包括:
[0010]将锂离子电池组芯体置入模具，在所述模具的各内壁预喷有脱模剂；
[0011]将已脱气泡的改性环氧树脂胶液灌注至所述模具中，所述改性环氧树脂胶液包裹在所述电池组芯体四周外；
[0012]静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具，直到所述改性环氧树脂胶液凝固成型为固化的改性环氧树脂胶层；
[0013]从所述模具脱模取出锂离子电池组，所述锂离子电池组包括所述锂离子电池组芯体以及包裹在外的所述改性环氧树脂胶层。
[0014]2、根据权利要求1所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0015]包裹在所述锂离子电池组芯体外的所述改性环氧树脂胶层厚度为0.5±0.2毫米。
[0016]3、根据权利要求1或2所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0017]所述改性环氧树脂胶液包括第一组分、第二组分组成，所述第一组分、第二组分的质量配比为10±5:6±5 ；
[0018]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0019]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5%—10% ；[0020]苯甲醇:2.5%—5.5% ；
[0021]抗氧剂:3%--5%;
[0022]KS603 消泡剂:0%—0.5% ；
[0023]双酚A型环氧树脂:80%-92% ；
[0024]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0025]二乙烯三胺改性固化剂:32%—42% ；
[0026]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5% ；
[0027]聚醚胺固化剂:50%—60% ；
[0028]光稳定剂UV292:3%。
[0029]4、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0030]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0031]十二至十四烷基缩水甘油醚:5% ;
[0032]苯甲醇:5%;
[0033]抗氧剂:0.5% ；
[0034]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0035]双酚A型环氧树脂:86.5% ；
[0036]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0037]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0038]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5% ；
[0039]聚醚胺固化剂:50% ；
[0040]光稳定剂UV292:3%。
[0041]5、根据权利要求4所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0042]静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具，具体是，
[0043]在温度60摄氏度下，静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具2至3小时。
[0044]6、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0045]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0046]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5% ;
[0047]苯甲醇:2.5%;[0048]抗氧剂:3%；
[0049]双酚A型环氧树脂:92% ；
[0050]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0051]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0052]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5% ；
[0053]聚醚胺固化剂:50% ；
[0054]光稳定剂UV292:3%。
[0055]7、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0056]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0057]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5% ;
[0058]苯甲醇:2.5% ；[0059]抗氧剂:3%；
[0060]双酚A型环氧树脂:92% ；
[0061]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0062]二乙烯三胺改性固化剂:32% ；
[0063]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5% ；
[0064]聚醚胺固化剂:60% ；
[0065]光稳定剂UV292:3%。
[0066]8、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0067]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0068]十二至十四烷基缩水甘油醚:10% ;
[0069]苯甲醇:5.5% ；
[0070]非活性稀释剂:4% ；
[0071]抗氧剂:0.5%;
[0072]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0073]双酚A型环氧树脂:80% ；
[0074]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0075]二乙烯三胺改性固化剂:32% ；
[0076]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0077]聚醚胺固化剂:60% ；
[0078]光稳定剂UV292:3%。
[0079]9、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0080]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0081]十二至十四烷基缩水甘油醚:10% ;
[0082]苯甲醇:5.5%;
[0083]非活性稀释剂:4% ；
[0084]抗氧剂:0.5% ；
[0085]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0086]双酚A型环氧树脂:80% ；
[0087]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0088]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0089]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5% ；
[0090]聚醚胺固化剂:50% ；
[0091]光稳定剂UV292:3%。
[0092]9、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0093]所述改性环氧树脂胶液还包括聚丁二烯基聚氨酯。
[0094]10、根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0095]所述改性环氧树脂胶液还包括三氧化二锑。
[0096]第二方面，U、一种锂离子电池组，其特征是，包括:锂离子电池组芯体、以及包裹在外的所述改性环氧树脂胶层，[0097]所述改性环氧树脂胶层由液态胶一体化灌注成型。
[0098]12、根据权利要求11所述的锂离子电池组，其特征是，
[0099]包裹在所述锂离子电池组芯体外的所述改性环氧树脂胶层厚度为0.5±0.2毫米。
[0100]13、根据权利要求10或11所述的锂离子电池组，其特征是，
[0101]在所述改性环氧树脂胶层下还埋有用于标示所述锂离子电池组容量的LED指示灯序列。
[0102]14、根据权利要求10或11所述的锂离子电池组，其特征是，
[0103]在所述改性环氧树脂胶层表面还埋设有用于控制所述LED指示灯序列开关的电量指示开关按钮。
[0104]15、根据权利要求10或11所述的锂离子电池组，其特征是，
[0105]在所述改性环氧树脂胶层下还埋设有电池标示铭牌。
[0106]16、根据权利要求10或11所述的锂离子电池组，其特征是，
[0107]所述改性环氧树脂胶液由第一组分、第二组分组成，所述第一组分、第二组分的质量配比为10±5:6±5 ；
[0108]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0109]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5%—10% ；
[0110]苯甲醇:2.5%—5.5% ;
[0111]抗氧剂:3%—5%;
[0112]KS603 消泡剂:0%—0.5% ；
[0113]双酚A型环氧树脂:80%_92% ；
[0114]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0115]二乙烯三胺改性固化剂:32%—42% ；
[0116]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0117]聚醚胺固化剂:50%—60% ；
[0118]光稳定剂UV292:3%。
[0119]17、根据权利要求16所述的锂离子电池组，其特征是，
[0120]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0121]十二至十四烷基缩水甘油醚:5% ;
[0122]苯甲醇:5%;
[0123]抗氧剂:0.5%;
[0124]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0125]双酚A型环氧树脂:86.5% ；
[0126]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0127]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0128]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0129]聚醚胺固化剂:50%;
[0130]光稳定剂UV292:3%。
[0131]18、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，[0132]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0133]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5% ;
[0134]苯甲醇:2.5%;
[0135]抗氧剂:3%;
[0136]双酚A型环氧树脂:92% ；
[0137]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0138]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0139]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0140]聚醚胺固化剂:50%;
[0141]光稳定剂UV292:3%。
[0142]18、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0143]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0144]十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5% ;
[0145]苯甲醇:2.5% ；
[0146]抗氧剂:3%;
[0147]双酚A型环氧树脂:92% ；
[0148]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0149]二乙烯三胺改性固化剂:32% ；
[0150]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0151]聚醚胺固化剂:60%;
[0152]光稳定剂UV292:3%。
[0153]19、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0154]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0155]十二至十四烷基缩水甘油醚:10% ;
[0156]苯甲醇:5.5%;
[0157]非活性稀释剂:4%;
[0158]抗氧剂:0.5%;
[0159]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0160]双酚A型环氧树脂:80% ；
[0161]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0162]二乙烯三胺改性固化剂:32% ；
[0163]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0164]聚醚胺固化剂:60%;
[0165]光稳定剂UV292:3%。
[0166]20、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0167]所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0168]十二至十四烷基缩水甘油醚:10% ;
[0169]苯甲醇:5.5%;
[0170]非活性稀释剂:4%;[0171]抗氧剂:0.5%;
[0172]KS603 消泡剂:0.5 ;
[0173]双酚A型环氧树脂:80% ；
[0174]所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成:
[0175]二乙烯三胺改性固化剂:42% ；
[0176]2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%;
[0177]聚醚胺固化剂:50%;
[0178]光稳定剂UV292:3%。
[0179]21、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0180]所述改性环氧树脂胶液还包括聚丁二烯基聚氨酯。
[0181]22、根据权利要求16所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是，
[0182]所述改性环氧树脂胶液还包括三氧化二锑。
[0183]第三方面，23、一种用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，包括上模具、下模具，
[0184]在所述上模具的下端面设置有第一凹位，
[0185]在所述下模具的上端面设置有第二凹位；
[0186]在所述第一凹位、第二凹位的周围分别形成有能相互匹配的凸棱以及凹槽，
[0187]当所述上模具、下模具相互正对相合时，所述凸棱限位在所述凹槽内，所述第一凹位、第二凹位正对形成空腔；
[0188]在所述上模具或者下模具上还设置有注胶孔，所述注胶孔与所述空腔连通。
[0189]24、根据权利要求23所述的用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，
[0190]在所述上模具的下端面、所述下模具的上端面还设置有相互正对的磁性吸附部，在所述磁性吸附部的磁力下，所述上模具、下模具可正对紧密相合。
[0191]25、根据权利要求24所述的用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，
[0192]所述磁性吸附部分别设置在所述上模具、所述下模具的四个顶角处。
[0193]26、根据权利要求23、24或25所述的用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，
[0194]在所述上模具或者下模具上还设置有至少一个排气孔，各所述排气孔的孔径小于所述注胶孔，且与所述空腔连通。
[0195]27、根据权利要求23、24或25所述的用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，
[0196]在所述上模具、下模具的外周还设置有向内凹进的夹持部。
[0197]由上可见，应用本发明技术方案，相对于现有技术中采用胶壳装配的技术方案，应用本实施例技术方案，由于采用在确定的磨具中放置锂离子电池组芯体，然后灌注改性环氧树脂胶，使其成型作为电池组外壳，可以在锂离子电池组芯体外形成牢固的胶层，且该胶层与电池组芯体无缝配合，外层胶体对电池组芯体进行360摄氏度的全方位保护，且该胶层厚度相对于装配的壳体大大降低，实验证明其厚度可以做到0.5±0.2毫米的厚度，在电池尺寸确定的如提下，减少壳体空间，提闻电芯体的空间利用率，以便提闻电池容量。实验证明，相同体积的电池组，采用本实施例技术方案的电池组容量相对于壳体装配的现有技术可以提升20%。【专利附图】
【附图说明】
[0198]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
[0199]图1为本发明实施例1提供的锂离子电池组的制备方法流程示意图；
[0200]图2为本发明实施例1提 供的模具的上模具、下模具的结构示意图。
[0201]附图标记:
[0202]201:上模具；202:下模具；203:磁性吸附部；
[0203]204:第一凹位；205:第二凹位；206:凸棱；
[0204]207:凹槽；208:注胶孔；209:夹持部；
[0205]210 夹持部。
【具体实施方式】
[0206]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0207]实施例1:
[0208]参见图1所示，本实施例提供了一种锂离子电池组的制备方法，其主要包括:
[0209]步骤101:将锂离子电池组芯体置入模具。
[0210]在本该模具的各内壁上被预喷有脱模剂。
[0211 ] 作为本实施例的示意，在本实施例中，该模具可以为具有一个方形或者其他预定形状用于防止电池组芯体以及浇注改性环氧树脂胶的凹位的模具。也可以采用以下结构的丰吴具:
[0212]参见图2所示，该模具包括上模具201以及下模具202，在该模具的上模具201、下模具202的任一或者两者上设置有与空腔连通的注胶孔208。在上模具201的下端面设置有第一凹位204，在下模具202的上端面设置有第二凹位205，在第一凹位204、第二凹位205的周围分别形成有能相互匹配的凸棱206以及凹槽207，这样，当上模具201、下模具202相互正对相合时，第一凹位204、第二凹位205相互正对形成一个空腔，位于第一凹位204、第二凹位205外周的凸棱206限位在凹槽207内，通过其相互过盈匹配限位，使空腔的四周密封性更佳。
[0213]在应用时，通过模具的注胶孔208往空腔内上注入改性环氧树脂胶，改性环氧树脂胶在空腔内流动包围在电池组芯体的周围，直到改性环氧树脂胶充满空腔为止。
[0214]作为本实施例的示意，在上模具201的下端面、下模具202的上端面还设置有相互正对的磁性吸附部203，在上模具201、下模具202相互正对扣合时，可以通过磁性吸附部203的相互吸合而使上模具201、下模具202正对紧密相合，有利于上下模具202的位置吸合定位。
[0215]作为本实施例的示意，该磁性吸附部203可以但不限于设置在上下模具202的四个顶角处。
[0216]作为本实施例的示意，还可以在上模具201、下模具202的外周还设置有向内凹进的夹持部209、夹持部210，在生产时，可以通过机械手或者其他夹持部件夹持住夹持部209、夹持部210固定上模具201、下模具202，实现夹持以及移动。在本实施例中可以但不限于通过气缸驱动的方式移动上模具或者下模具的任一或者两者，而实现上下模具的移动以及合上。
[0217]作为本实施例的示意，还可以在上模具201、下模具的空腔上任一或者两者上设置有排气孔，且使各排气孔的孔径小于注胶孔208。这样在灌注胶液时，其中的空气可以通过排气孔209挤出，避免形成气泡。
[0218]作为本实施例的示意，可以但不限于采用抽真空灌注的方式灌注改性环氧树脂胶，一方面使改性环氧树脂胶的灌注速度大大提高，另一方面减少空腔中的气体，避免改性环氧树脂胶中形成气泡而影响改性环氧树脂胶成型。
[0219]步骤102:将已脱气泡的改性环氧树脂胶液灌注至模具中，改性环氧树脂胶液包裹在电池组芯体四周外。
[0220]作为本实施例的示意，该改性环氧树脂胶可以但不限于为任意绝缘胶体。
[0221]作为本实施例的示意，也可以采用以下改性环氧树脂胶:该改性环氧树脂胶液由第一组分A、第二组分B组成。第一组分A、第二组分B的质量配比比例为:10±5:6±5。
[0222]作为本实施例的示意，作为改性环氧树脂胶的可选配方A，其中的第一组份按照以下的质量百分比组成参见表一:
[0223]
【权利要求】
1.一种锂离子电池组的制备方法，其特征是，包括: 将锂离子电池组芯体置入模具，在所述模具的各内壁预喷有脱模剂； 将已脱气泡的改性环氧树脂胶液灌注至所述模具中，所述改性环氧树脂胶液包裹在所述电池组芯体四周外； 静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具，直到所述改性环氧树脂胶液凝固成型为固化的改性环氧树脂胶层； 从所述模具脱模取出锂离子电池组，所述锂离子电池组包括所述锂离子电池组芯体以及包裹在外的所述改性环氧树脂胶层。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是， 包裹在所述锂离子电池组芯体外的所述改性环氧树脂胶层厚度为0.5±0.2毫米。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是， 所述改性环氧树脂胶液包括第一组分、第二组分组成，所述第一组分、第二组分的质量配比为10±5:6±5 ； 所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5%—10% ； 苯甲醇:2.5%—5.5% ； 抗氧剂:3%—5% ； KS603 消泡剂:0%—0.5% ； 双酚A型环氧树脂:80%-92% ； 所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 二乙烯三胺改性固化剂:32%—42% ； 2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%; 聚醚胺固化剂:50%—60% ； 光稳定剂UV292:3%。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是， 所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 十二至十四烷基缩水甘油醚:5% ； 苯甲醇:5% ； 抗氧剂:0.5% ；
KS603 消泡剂:0.5 ； 双酚A型环氧树脂:86.5% ； 所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 二乙烯三胺改性固化剂:42% ； 2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%; 聚醚胺固化剂:50% ； 光稳定剂UV292:3%。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池组的制备方法，其特征是， 静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具，具体是， 在温度60摄氏度下，静置灌注有所述改性环氧树脂胶液的模具2至3小时。
6.一种锂离子电池组，其特征是，包括:锂离子电池组芯体、以及包裹在外的所述改性环氧树脂胶层， 所述改性环氧树脂胶层由液态胶一体化灌注成型。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池组，其特征是， 包裹在所述锂离子电池组芯体外的所述改性环氧树脂胶层厚度为0.5±0.2毫米。
8.根据权利要求6或7所述的锂离子电池组，其特征是， 所述改性环氧树脂胶液由第一组分、第二组分组成，所述第一组分、第二组分的质量配比为 10±5:6±5 ； 所述第一组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 十二至十四烷基缩水甘油醚:2.5%—10% ； 苯甲醇:2.5%—5.5% ； 抗氧剂:3%—5% ； KS603 消泡剂:0%—0.5% ； 双酚A型环氧树脂:80%-92% ； 所述第二组份由的组分按照以下的质量百分比组成: 二乙烯三胺改性固化剂:`32%—42% ； 2.4.6-三(二甲胺基甲基)苯酚:5%; 聚醚胺固化剂:50%—60% ； 光稳定剂UV292:3%。
9.一种用于锂离子电池组封装的模具，其特征是，包括上模具、下模具， 在所述上模具的下端面设置有第一凹位， 在所述下模具的上端面设置有第二凹位； 在所述第一凹位、第二凹位的周围分别形成有能相互匹配的凸棱以及凹槽， 当所述上模具、下模具相互正对相合时，所述凸棱限位在所述凹槽内，所述第一凹位、第二凹位正对形成空腔； 在所述上模具或者下模具上还设置有注胶孔，所述注胶孔与所述空腔连通。
10.根据权利要求9所述的用于锂离子电池组封装的模具，其特征是， 在所述上模具的下端面、所述下模具的上端面还设置有相互正对的磁性吸附部，在所述磁性吸附部的磁力下，所述上模具、下模具可正对紧密相合。
【文档编号】H01M2/02GK103682462SQ201310754818
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】郭兵, 谭欣荣 申请人:深圳市格瑞普电池有限公司