一种二次电池及其铝塑膜结构的制作方法

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种二次电池，及其铝塑膜结构和凹模。

背景技术：

锂离子电池因具有能量密度高、电压高、体积小、环保等特点而广泛应用于移动电子产品中，而锂离子电池的安全性一直是人们在使用过程中最为关注的重点，为此锂电池的包装袋必须严格满足电芯的防水防腐蚀、绝缘等要求。现有的软包锂离子电池多采用铝塑膜包装，通过预先冲模成型使包装材料拉伸变形，得到相应的冲坑结构，然后进行裸电芯封装。铝塑膜在冲压成型后，若冲压模具设计不当，由于角位所受应力最大，变薄也最为严重，角位处铝层拉伸过大会造成角位破损，使电池存在安全风险。已有技术中在在凹坑口部边缘均倒圆角，如图1所示，圆角半径越大，冲模过程中铝塑膜拉伸受力越小，可以有效减少包装膜破损。但现有冲坑技术仍然存在凹坑尾部空间间隙较大，使电芯设计存在无法利用的死空间，不利于高能量密度的设计，且在后续热压及抽真空工艺环节容易造成角位处塌陷，影响电芯包装外观，更严重地，将造成包装袋顶角被内部极片边角刺破，使电池发生漏液，引发电池燃烧爆炸等安全问题。

鉴于此，特提出本申请。

技术实现要素：

本申请的首要发明目的在于提出一种铝塑膜结构。

本申请的第二发明目的在于提出设置有该铝塑膜结构的二次电池。

本申请的第三发明目的在于提出用于制备该铝塑膜结构的凹模。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种铝塑膜结构，包括在铝塑膜上通过冲压成型形成的凹坑，其特征在于，所述凹坑口部边缘的倒角为椭圆弧。

优选的，所述椭圆弧位于所述凹坑侧壁的一端为侧端，所述侧端的切点到坑口水平方向的距离为L1，凹坑深度为h，0<L1<h。

优选的，所述椭圆弧位于所述凹坑口部的一端为口端，所述口端的切点到坑口垂直方向的距离为L2，凹坑深度为h，0<L2<h。

优选的，所述椭圆弧的长轴方向与所述凹坑侧壁的夹角为0～90度。

优选的，所述椭圆弧的长轴方向与所述凹坑侧壁的夹角为45～90度。

优选的，所述椭圆弧的长轴方向与所述凹坑侧壁的夹角小于45度时，L1为0.1～0.3h。

优选的，所述椭圆弧的长轴方向与所述凹坑侧壁的夹角大于45度时，L2为0.1～0.3h。

优选的，所述凹坑的深度为2～8mm。

本申请还涉及一种软包二次电池，包括裸电芯和铝塑膜，所述铝塑膜包装在所述裸电芯外面，所述铝塑膜的结构设置为上述的铝塑膜结构。

本申请还涉及一种铝塑膜凹模，包括用于对铝塑膜进行冲压成型的凹槽，所述凹槽口部边缘的倒角为椭圆弧。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

采用本申请的二次电池铝塑膜结构的包装膜在冲压成型后铝层不至于过薄，凹坑口部边缘为椭圆形倒角时相比于圆角凹坑尾部空间间隙较小，优化了空间利用率，避免热压抽真空工艺及运输过程中包装袋尾部塌陷，显著减少外观不良及角位破损比例，提高成品率。

附图说明

图1为已有技术中的铝塑膜结构示意图；

图2为本申请实施例中的铝塑膜结构示意图；

图3为本申请实施例1中椭圆弧示意图；

图4为本申请实施例2中椭圆弧示意图；

图5为本申请实施例3中椭圆弧示意图；

图6为本申请实施例铝塑膜凹模示意图；

其中：

1-铝塑膜结构；

10-椭圆弧；

101-侧端；

102-口端；

2-铝塑膜凹模。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

本申请实施例涉及一种二次电池铝塑膜结构1，如图2所示；包括在铝塑膜上通过冲压成型形成的凹坑，凹坑口部边缘的倒角为椭圆弧10，本申请中的椭圆弧10是指椭圆上的任意一段弧。从而解决了采用圆弧过渡时锂电池包装袋在冲压成型后凹坑尾部间隙过大，空间利用率不足，且在后续热压、抽真空工艺及使用过程中包装袋尾部塌陷，导致外观不良的同时易与内部裸电芯接触过于紧密，使极片边角刺破铝塑膜，引起安全失效的问题。

在本申请实施例中，椭圆弧位于凹坑侧壁的一端为侧端101，椭圆弧位于凹坑口部的一端为口端102，侧端101的切点到坑口水平方向的距离为L1，口端102的切点到坑口垂直方向的距离为L2，凹坑深度为h，0<L1<h，0<L2<h。

本申请实施例中，椭圆弧的长轴半径的长度大于短轴半径，椭圆弧10的长轴与凹坑侧壁的夹角为0～90度，并优选为45～90度。在该范围内，可形成弧度适宜的椭圆弧10，从而兼顾冲压成型后的力学效果并可保持较小的凹坑尾部空间间隙，提高了空间利用率的同时避免间隙过大造成的尾部塌陷。

本申请实施例中，当椭圆弧的长轴方向与凹坑侧壁的夹角小于45度时，L1＝0.1～0.3h，当椭圆弧的长轴方向与凹坑侧壁的夹角大于45度时，L2＝0.1～0.3h。

本申请实施例中，凹坑深度h一般为2～8mm。在该范围内的凹坑深度可用于多种型号的软包装二次电池。

本申请实施例中，凹坑底部边缘的倒角为圆角，也可设置成本申请实施例的椭圆弧10。

本申请还涉及一种软包二次电池，包括裸电芯和铝塑膜，铝塑膜包装在裸电芯外面，铝塑膜的结构设置为上述任一段所述的二次电池铝塑膜结构。

本申请还涉及一种铝塑膜凹模2，包括用于对铝塑膜进行冲压成型的凹槽，凹槽口部边缘的倒角为椭圆弧，其中椭圆弧的设计与铝塑膜结构中的椭圆弧10相同，具体如图6所示。凹槽深度h，凹坑口尾部边缘倒椭圆弧10，椭圆弧10侧端101及口端102到坑口距离从0到h变化，椭圆弧的长轴与凹模表面夹角为0～90度。凹槽深度h为2～8mm。采用该凹模结构对铝塑膜进行冲压成型，在铝塑膜上通过冲压成型形成凹坑，凹坑口部边缘的倒角为椭圆弧10，使封装电芯后的包装袋尾部空间减小，提高空间利用率，有效防止在后续热压及抽真空工序过程中包装袋尾部塌陷，保证电芯外观良好。

以型号为576875、容量为3020mAh的软包装二次电池为例，冲坑深度h为5mm。具体实验方法为：

采用表1所示的切点距离L1、L2及角度设定冲压形成铝塑膜结构，制备得到铝塑膜，将该铝塑膜与相匹配的二次电芯组装得到软包二次电池；对比例中铝塑膜结构凹槽口部边缘均倒圆角，同样制备得到对比例软包二次电池。

具体的，实施例1中的椭圆弧如图3所示，椭圆弧的长轴方向与凹坑侧壁的夹角为90度，L1＝0.1h，L2＝0.3h。

实施例2中的椭圆弧如图4所示，椭圆弧的长轴方向与凹坑侧壁的夹角为45度，L2＝L1＝0.3h。

实施例3中的椭圆弧如图5所示，椭圆弧的长轴方向与凹坑侧壁的夹角为0度，此时，L1＝0.3h，L2＝0.1h。

将各组软包电池分别制备100个，然后观察比较铝塑膜经顶侧封、冷热压及抽真空等工序后尾部塌陷比例及角位破损比例。

表1：

由结果可知，改进前采用倒圆角设计，铝塑膜尾部塌陷比例高达8.3％，且有一定的角位破损风险；按实施例1改进尾部倒椭圆角，L1、L2取值为0.1h和0.3h，夹角为90度的设计下，尾部塌陷比例显著减少，角位破损也有一定改善，实施例3进一步调整椭圆角切点距离及角度后，尾部空间间隙更小，尾部塌陷及角位破损比例进一步减少。由此可见，本申请中的凹槽口部边缘倒椭圆角的结构能有效减少包装膜外观不良及角位破损。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。