电化学装置壳体以及电化学装置的制作方法

本申请涉及电池封装领域，更具体地，涉及电化学装置壳体以及电化学装置。

背景技术：

当前锂离子软包电极组件所用的包材为包装铝箔，由于电极组件能量密度要求越来越高，包装铝箔厚度越来越薄，所能承受的撞击/穿刺强度越来越低。包装铝箔在冲坑之后，深坑面角位由于剧烈拉伸而变形率大，厚度也变得更薄。所以冲坑后角位的抗撞击、抗穿刺冲击能力最低，是包装铝箔最薄弱的位置。

当包装铝箔厚度低于70um时，生产过程中极易造成内层PP破损引起腐蚀，而成品电极组件在跌落等安全测试时，深坑面角位的包装铝箔也最容易破损而成为最薄弱点。破损后电极组件会漏气、胀气，给客户端的使用带来潜在的危险。

为解决角位包装铝箔厚度不足，目前有以下几种手段：(1)更换更厚的包装铝箔，使角位厚度变厚而更安全。弊端是浪费了电极组件空间，降低了能量密度。(2)增大冲坑凸模的R角，增大R角后，可增大角位厚度。弊端是裸电极组件的角位挤压包装铝箔R角，挤破包装铝箔，出现破损、漏液风险。

技术实现要素：

针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种抗撞击、抗穿刺能力的电化学装置壳体及电化学装置。

为实现上述目的，本申请提供了一种电化学装置壳体，包括：底壁、侧壁以及连接底壁和侧壁的连接区域，其中，在连接区域中设置有石墨烯涂层。

根据本申请的实施例，底壁为多边形形状，其中，连接区域包括位于相邻两个侧壁和底壁相交位置处的拐角区域，并且石墨烯涂层设置在拐角区域中。

根据本申请的实施例，底壁为矩形形状，并且侧壁包括四个彼此相接的侧壁，其中，连接区域包括四个拐角区域并且每个拐角区域中设置有石墨烯涂层。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层设置在拐角区域的内表面。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层设置在拐角区域的外表面。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层还设置在整个底壁的内表面上。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层还设置在全部侧壁的内表面上。

根据本申请的实施例，在连接区域中设置有多段连续且首尾相接的石墨烯涂层。

根据本申请的实施例，底壁为圆形或椭圆形形状，并且侧壁为形状与底壁对应的筒状侧壁，其中，在连接区域中设置有多段相互连接的石墨烯涂层。

根据本申请的实施例，连接区域中具有连接在底壁和侧壁之间的弧形过渡段。

根据本申请的另一实施例，还一种电化学装置，包括以上任一实施例所述的电化学装置壳体、以及容纳在电化学装置壳体中的电极组件。

本申请的有益技术效果在于：

在本申请提供的电化学装置壳体和电化学装置中，在连接底壁和侧壁的连接区域中设置石墨烯涂层，石墨烯良好的机械强度会增强电化学装置壳体的穿刺强度，保护角位，避免被外部硬物撞破，从而提高抗撞击、抗穿刺能力，降低用户使用过程中跌落而造成安全风险。

附图说明

图1是根据一个实施例的拐角区域外表面涂有石墨烯的锂离子软包电极组件立体图。

图2A是根据一个实施例的未冲坑之前包装铝塑膜的截面图，其中，内侧拐角区域涂有石墨烯。

图2B是图2A中实施例的未冲坑之前包装铝塑膜的俯视图，其中，拐角区域涂有石墨烯。

图3是根据一个实施例的冲坑之后包装铝塑膜的截面图，其中，拐角区域内表面涂有石墨烯。

图4是根据另一个实施例的拐角区域外表面涂有石墨烯的锂离子软包电极组件立体图。

图5A是根据一个实施例的未冲坑之前包装铝塑膜的截面图，其中，整个表面涂有石墨烯。

图5B是图5A实施例的未冲坑之前包装铝塑膜的俯视图，其中，整个内侧表面涂有石墨烯。

图6是根据一个实施例的冲坑之后包装铝塑膜的截面图，其中，整个底壁内侧涂有石墨烯。

具体实施方式

以下将结合附图，对本申请的实施例进行详细描述。在此需要指出的是，电化学装置包括所有所有其中发生电化学反应的装置。具体的，电化学装置包括所有种类的原电池，二次电池，燃料电池，太阳能电池和电容器，例如超级电容器。特别优选锂二次电池，包括锂金属二次电池，锂离子二次电池，锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。换句话说，本申请并不局限于某一种特定的结构，任何适当的结构均可以应用在本申请中。

参考图1，本申请提供一种电化学装置壳体，包括：底壁2、侧壁4以及连接底壁2和侧壁4的连接区域5，其中，在连接区域5中设置有石墨烯涂层6。根据本申请的实施例，连接区域5为连接在底壁2和侧壁4之间的弧形过渡段。

也就是说，在底壁2和侧壁4之间为弧形的连接区域5，在弧形的连接区域5中具有石墨烯涂层6。优选地，整个连接区域5均具有石墨烯涂层6。

根据本申请的实施例，底壁2为多边形形状，其中，连接区域5包括位于相邻两个侧壁4和底壁2相交位置处的拐角区域8，并且石墨烯涂层6 设置在拐角区域8中。换句话说，侧壁4的数量与底壁2的边的数量相同，且每个侧壁4围绕底壁2彼此相接，在两个侧壁4与底壁2的相连接处设有石墨烯涂层6。

如图2A、图2B和图3所示，根据本申请的实施例，底壁2为矩形形状，并且侧壁4包括四个彼此相接的侧壁4，其中，连接区域5包括四个拐角区域8并且每个拐角区域8中设置有石墨烯涂层6。

根据本申请的实施例，在连接区域5中设置有多段连续且首尾相接的石墨烯涂层6。优选地，石墨烯涂层6设置在整个连接区域5。

参考图4，根据本申请的实施例，底壁2’为圆形或椭圆形形状，并且侧壁4’为形状与底壁2’对应的筒状侧壁，其中，在连接区域5’中设置有多段相互连接的石墨烯涂层6’。其中，在如图所示的实施例中，石墨烯涂层 6’是设置在壳体的外侧的；但是在其它实施例中，根据具体情况石墨烯涂层6’也可以位于壳体的内侧，本申请不局限于此。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层6设置在拐角区域8的内表面。

根据本申请的实施例一，参考图2A和图2B，石墨烯涂层6可以在铝塑膜冲坑之前涂抹到铝塑膜的与电化学装置壳体底壁2大小一致的区域的角落处。其中锂离子软包电极组件的制作工艺可以是准备包装壳(Pocket) 到石墨烯涂层到冲坑，然后封装、喷码、贴保护膜、排气(Degassing)、拆边、撕保护膜。

根据本申请的实施例二，参考图3，石墨烯涂层6可以在铝塑膜冲坑之后涂抹到电化学装置壳体的拐角区域2内表面。其中，锂离子软包电极组件的制作工艺可以是准备包装壳、冲坑过程到石墨烯涂层设置过程，然后封装、喷码、贴保护膜、排气、拆边、撕保护膜；锂离子软包电极组件的制作工艺还可以是准备包装壳过程到冲坑过程，然后封装、喷码、贴保护膜、排气、撕保护膜到石墨烯涂层、拆边。

根据本申请的实施例三，如图1所示，石墨烯涂层6设置在拐角区域 8的外表面。增加深坑面角位的机械强度，从而提高电极组件抗撞击、抗穿刺能力。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层6还设置在整个底壁2的内表面上。

根据本申请的实施例四，参考图5A和图5B，在本领域中，通过对诸如铝塑膜的基材进行冲坑可以形成用于电化学装置的壳体。因此，在本申请提供的电化学装置壳体中，石墨烯涂层6可以在铝塑膜冲坑之前涂抹到与电化学装置壳体底壁2大小一致的区域内。其中，锂离子软包电极组件的制作工艺可以是准备包装壳以及石墨烯涂层设置和冲坑过程，然后封装、喷码、贴保护膜、排气、拆边、撕保护膜。

根据本申请的实施例五，参考图6，石墨烯涂层6可以在铝塑膜冲坑之后涂抹到电化学装置壳体的底壁2的内表面。其中锂离子软包电极组件的制作工艺可以是包装壳的制备、冲坑过程到石墨烯涂层设置过程，然后封装以及后续电池制备流程。

包装铝塑膜包装壳包括尼龙层、Al层、PP层以及石墨烯层，其中，石墨烯涂层6的喷涂工序可以是准备包装壳到制成成品电极组件之间的任何工序之后(折边之前)。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层6还设置在全部侧壁4的内表面上。

应当理解，根据本申请的一个实施例，石墨烯涂层6还可以设置在整个底壁2的外表面或整个侧壁4的外表面，或者在电化学装置壳体的整个表面设置石墨烯涂层6，也可以在外包装膜的内部。优选地，石墨烯涂层6 的厚度为0.01-10um。石墨烯涂层6在外表面可降低石墨烯涂层对电化学装置电化学性能的影响；石墨烯涂层6在内表面可以降低铝塑膜的中铝层的腐蚀。

根据本申请的另一个实施例，还提供一种电化学装置，包括以上任一项所述的电化学装置壳体、以及容纳在电化学装置壳体中的电极组件。

石墨烯涂层6具有很好地耐穿刺强度，将石墨稀涂层6涂抹到包装铝塑膜上可完全保护角位。裸电极组件入坑后，可很好地隔离角位阳极和包装壳的Al层。有效防止阳极穿刺PP形成电子通道，阻止电化学反应发生，预防腐蚀等问题的发生。增强电极组件的穿刺强度，降低客户使用过程中跌落而造成安全风险。

另外，石墨烯涂层6涂在铁、合金等不易破损的材料表面的拐角区域 8处，可以减少磨损。

根据本申请的实施例，石墨烯涂层6可以是石墨烯粉末和粘结剂的混合物，可以提高石墨烯涂层6与外壳的结合力。

应当理解，石墨烯涂层6也可以是石墨烯粉末直接涂覆在外壳上，再对外壳进行表面处理，经过表面处理的外壳可以提高石墨烯粉末的结合力。应当理解，表面处理可以提高电极组件拐角区域8的清洁度及表面涂层的附着力，让石墨烯涂层6能够更好的附着在电极组件拐角区域8，与电极组件外表面材料(例如尼龙、PET或其他树脂材料)能够更好地结合。表面处理的手法有吹扫、加热、静电处理等。喷涂石墨烯后先经过加热烘干或过UV炉，加速石墨烯涂层的固化，再吹扫，确保喷涂后表面无石墨烯粉末及其他异物。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，各实施例也不限于单独使用，各实施例之间可以任意组合。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。