本发明涉及供电装置领域，特别涉及一种电芯封装盒、锂电池及电芯封装方法。
背景技术：
锂电池(Lithium battery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金、锂离子和锂聚合物)的电池。由于其优越的性能，广泛地应用于人类生产生活的各个领域。锂电池通常由电芯与保护电路板组成，电芯作为锂电池的蓄电部分，直接决定了锂电池的性能与质量。
目前，锂电池的电芯的包装主要采用圆柱形钢壳、方形铝壳或铝塑膜软包三种方法。其中，纯金属外壳的包装方法增加了锂电池的重量，导电的外壳容易导致锂电池短路。铝塑膜软包依赖高强度的铝塑膜包装电芯因而成本较高，并且由于铝塑膜的性能限制而不能制备较厚的单体电芯，且采用这种方法包装的电芯在膨胀的时候容易破裂，进而产生漏液。
技术实现要素：
基于此，有必要针对锂电池的电芯包装无法同时满足重量轻、成本较低且不易漏液的问题，提供一种可同时满足重量轻、成本较低且不易漏液的电芯封装盒、锂电池及电芯封装方法。
一种电芯封装盒，包括盒体及盖体，所述盒体包括第一底壁及环绕所述第一底壁外周的第一侧壁，所述第一侧壁远离所述第一底壁一端围合形成开口端，所述盖体可拆卸地安装于所述开口端以与所述盒体共同界定形成容纳腔，所述盖体设有分别连通所述容纳腔的电极引出口及工艺口，所述盒体及所述盖体的主体材料均为塑料。
上述电芯封装盒，盒体与盖体共同界定形成容纳腔以容纳电芯，连接于电芯的电极可通过电极引出口伸出而与外部元件电连接，并且可通过工艺口对容纳腔进行抽真空处理并注射电解液。由于盒体与盖体均采用塑料材料制成，因此该电芯封装盒的重量较轻，并可通过注塑加工形成不同的形状而用于封装不同形状的电芯，而且可采用热压复合的方式快速密封盒体与盖体之间的间隙、电极引出口及工艺口而形成密封的容纳腔，从而达到封装电芯、避免电芯封装盒漏液的目的。此外，采用塑料材料相较于铝塑膜价格较低，因此降低了电芯封装盒的制造及使用成本。
在其中一个实施例中，所述盖体包括第二底壁及环绕所述第二底壁外周的第二侧壁，所述电极引出口及所述工艺口均设于所述第二底壁，当所述盖体安装于所述盒体的所述开口端时，所述盖体至少部分位于所述盒体内，所述第二底壁位于所述第二侧壁靠近所述第一底壁一端并位于所述盒体内。
在其中一个实施例中，所述第二侧壁远离所述第二底壁一端设有抵持边，所述抵持边自所述第二侧壁向背离所述盖体的中心轴线方向延伸以抵持于所述盒体，所述第一侧壁远离所述第一底壁一端设有支撑边，所述支撑边自所述第一侧壁向背离所述盒体的中心轴线方向延伸以支撑所述的抵持边。
在其中一个实施例中，所述电极引出口与所述工艺口自所述第二底壁沿所述第二侧壁的延伸方向突起，所述工艺口可在压力作用下产生可恢复的形变。
在其中一个实施例中，所述电芯封装盒还包括保护层，所述保护层覆盖于所述盒体及盖体的内壁和/或外壁。
一种锂电池，包括上述的电芯封装盒及连接有电极的电芯，所述电芯收容于所述电芯封装盒的所述容纳腔内，所述电极从所述电极引出口伸出所述容纳腔。
一种电芯封装方法，所述电芯封装方法包括以下步骤：
将带有电极的电芯收容于盒体与盖体界定形成的容纳腔内；
热压复合连接所述盒体与所述盖体。
在其中一个实施例中，所述电芯封装方法还包括以下步骤：
将所述电极引出所述盖体的电极引出口；
热压复合封闭所述电极引出口。
在其中一个实施例中，所述电芯封装方法还包括：
通过所述盖体的工艺口将所述容纳腔抽真空；
热压复合封闭所述工艺口。
在其中一个实施例中，所述电芯封装方法还包括：
刺穿或者剪开所述盖体的工艺口并向所述容纳腔内注入电解液；
热压复合封闭所述工艺口。
附图说明
图1为一实施方式的电芯封装盒的爆炸图；
图2为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图；
图3为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图；
图4为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图；
图5为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图；
图6为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图；
图7为一实施例的电芯封装方法的步骤示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图1所示，本较佳实施方式的一种电芯封装盒100，包括盒体20及盖体40。该电芯封装盒100用于封装锂电池的连接有正、负电极的电芯(图未示)。
其中，盒体20包括第一底壁22及环绕第一底壁22外周的第一侧壁24，第一侧壁24远离第一底壁22一端围合形成开口端。盖体40可拆卸地安装于开口端以与盒体20共同界定形成容纳腔，盖体40设有分别连通容纳腔的电极引出口422及工艺口424。盒体20及盖体40的主体材料均为塑料。
上述电芯封装盒100，盒体20与盖体40共同界定形成容纳腔以容纳电芯，连接于电芯的电极可通过电极引出口422伸出而与外部元件电连接，并且可通过工艺口424对容纳腔进行抽真空处理并注射电解液。由于盒体20与盖体40均采用塑料材料制成，因此该电芯封装盒100的重量较轻，并可通过注塑加工形成不同的形状而用于封装不同形状的电芯，且可采用热压复合的方式快速密封盒体20与盖体40之间的间隙、电极引出口422及工艺口424而形成密封的容纳腔，从而达到封装电芯、避免电芯封装盒100漏液的目的。此外，采用塑料材料相较于铝塑膜价格较低，因此降低了电芯封装盒100的制造及使用成本。
请再次参阅图1，盒体20的第一底壁22的横截面呈矩形，第一侧壁24环绕第一底壁22的外周而形成中空的壳体结构，且第一侧壁24的横截面呈矩形的框架状。可以理解，在其它实施方式中，盒体20的形状不限于此，可根据电芯形状的不同而设置成不同的形状。进一步地，第一底壁22与第一侧壁24的厚度为0.5～6mm，因此在具有足够的机械强度的同时具有较轻的重量。可以理解，第一底壁22与第一侧壁24的厚度不限于此，可根据电芯的大小、使用环境等因素选择。
盖体40包括第二底壁42及环绕第二底壁42外周的第二侧壁44，其中第二底壁42的横截面呈矩形，第二侧壁44的横截面也呈矩形的框架状，电极引出口422及工艺口424均设于第二底壁42。第二底壁42在第一底壁22上的正投影位于第一底壁22范围内，当盖体40安装于盒体20的开口端时，盖体40在其深度方向上至少部分位于盒体20内，第二底壁42位于第二侧壁44靠近第一底壁22一端并位于盒体20内。如此，当封装于电芯封装盒100内的电芯产生气体时，盖体40的第二底壁42可在气体的压力作用下向远离第一底壁22的方向变形而有效容纳气体并吸收应力，避免盒体20发生膨胀变形甚至爆炸。在本实施方式中，第二底壁42为平面，在其它实施方式中，第二底壁42也可呈弧面或波纹状结构，从而进一步提高盖体20容纳气体的功能。
具体在本实施方式中，盖体40的深度(即第二底壁42相对第二侧壁44远离第二底壁42一端的端面的距离)为盒体20的深度(即第一底壁22相对第一侧壁24远离第一底壁22一端的端面的距离)的2～20％，因此具有充足的变形空间，并且具有较高的结构强度。可以理解，盖体40与盒体20的深度比例不限于此，可根据实际需要设置。
进一步地，第二侧壁44远离第二底壁42一端设有抵持边46，抵持边46自第二侧壁44向背离盖体40的中心轴线方向延伸。如此，抵持边46靠近第一底壁22一端的边缘抵持于盒体20边缘，从而使盖体40稳固地安装于盒体20的开口端，且抵持边46可与盒体20边缘通过热压复合的方式牢固连接。具体在本实施方式中，热压复合连接指的是将待连接的两个结构加热至表面熔融状态后冷却形成一体结构。
第一侧壁24远离第一底壁22一端设有支撑边26，支撑边26自第一侧壁24向背离盒体20的中心轴线方向延伸以支撑盖体40的抵持边46。如此，盒体20与盖体40具有较大的接触面积而以便于热压复合连接，且使两者的连接更加稳固。
电极引出口422与工艺口424自第二底壁42沿第二侧壁44的延伸方向突起，从而便于热压复合密封。具体在本实施例中，电极引出口422的横截面呈中空的矩形框架状以便于电极伸出，工艺口424的横截面呈中空的圆环状以便于连接抽真空设备。进一步地，工艺口424具有较高的柔韧性，可在压力作用下产生可恢复的形变。如此，该工艺口424可通过抽真空向内凹陷变形形成负压状态的空间，当容纳腔内产生的气体时，该工艺口424可在气体的压力作用下恢复形变以容纳气体。可以理解，电极引出口422与工艺口242的形状不限于此，可根据需要设置成不同形状。
具体地，电极引出口422为两个，两个电极引出口422间隔设置以便于正、负两根电极伸出。工艺口424为一个，工艺口424位于两个电极引出口422一侧并位于两个电极引出口422之间。在其它实施例中，电极引出口422与工艺口424的位置不限于此，可根据需要设置于第二底壁42的不同位置。
在一实施例中，电芯封装盒100还包括保护层(图未示)，保护层覆盖于盒体20及盖体40的外壁从而增加该电芯封装盒100的机械强度，同时避免电芯封装盒100受到损伤。具体地，保护层可为由金属等材料形成的单层结构，也可为包括金属层的多层复合结构，以提高该电芯封装盒100的机械强度。在其它实施例中，由金属形成的保护层外可覆盖塑料保护层以对金属保护层形成进一步保护。
在一实施例中，盒体20及盖体40的主体材料均为聚丙烯，具有优良的热性能(使用温度范围可达-30～140℃)及良好的化学稳定性，可耐大多数酸碱的侵蚀且常温下不溶于一般溶剂，且吸水性小，电绝缘性优良。在其它实施例中，盒体20及盖体40的主体材料还可为改性聚乙烯、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺或其它塑料材料。
上述电芯封装盒100，由于盒体20与盖体40均采用塑料制成，因此可具有不同的形状以匹配形状不同的电芯，并且可通过热压复合密封的方式快速密封而形成密闭的容纳腔以收容电芯，还可以通过工艺口424抽取真空而形成真空环境并向容纳腔内注射电解液。而且，盖体40的第二底壁42可产生一定变形以容纳气体而吸收应力，避免容纳腔内产生的气体导致盒体20变形或发生爆炸。此外，该电芯封装盒100重量较轻且具有较低的制造成本。
如图1所示，一种锂电池，包括如上述电芯封装盒100及连接有电极的电芯，电芯收容于电芯封装盒100的容纳腔内，电极从电极引出口422伸出容纳腔。
如此，连接于电芯的电极可从电极引出口422伸出以与外部元件电连接，且穿过电极的电极引出口422通过热压复合的方式密封，从而避免外界空气通过电极与电极引出口422之间的间隙进入容纳腔内。
上述锂电池，由于将电芯封装于塑料制成的电芯封装盒100内，因此具有较轻的重量，且锂电池的形状与电芯的形状相匹配。而且，电芯封装盒100可避免因容纳腔内产生的气体而产生较大形变或爆炸，具有更高的安全性能。
如图2所示，一种电芯封装方法，包括以下步骤：
S110：将带有电极的电芯收容于盒体20与盖体40界定形成的容纳腔内。
具体地，在一实施例中，首先可将带有正、负电极的电芯放入与电芯形状相匹配的盒体20内，且电极伸出盒体20的开口端以便于引出。然后将盖体40安装于盒体20的开口端以与盒体20共同界定形成容纳腔，并使电极伸出盖体40的电极引出口422。
在另一实施例中，可将带有正、负电极的电芯连接于盖体40，并将电极伸出盖体40的电极引出口422。然后将盖体40安装于盒体20的开口端，从而使电芯收容于盒体20与盖体40形成的容纳腔内。
S120：热压复合连接盖体40与盒体20。
具体地，盖体40的抵持边46抵持于盒体20的支撑边26上，将盖体40的抵持边46与盒体20的支撑边26加热至表面熔融状态后冷却，从而使抵持边46与支撑边26形成一体结构，以避免空气及外界其它物质通过盖体40与盒体20之间的缝隙进入容纳腔内。
进一步地，当抵持边46与支撑边26热压复合后，可将抵持边46与支撑边26整体向上弯折而与第一侧壁24处于同一平面内。
在一实施例中，电芯封装方法还包括以下步骤：
S130：热压复合封闭电极引出口422。
具体地，将电极引出口422加热至表面熔融状态后冷却，从而使电极引出口422封闭而避免空间及外界其它物质通过电极引出口422进入容纳腔内。
应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。例如，如图3所示，步骤S130可位于步骤S120之后，在完成热压复合连接盖体40与盒体20之后，热压复合封闭电极引出口422；如图4所示，步骤S130也可在步骤S110与步骤S120之间，在热压复合连接盖体42盒体20之前，热压复合封闭电极引出口4122。
如图5所示，在一实施例中，在步骤S130：热压复合封闭电极引出口422之后，电芯封装方法还包括：
S140：通过盖体40的工艺口424将容纳腔抽真空。
具体地，将盖体40的工艺口424与抽真空装置的管道连接，通过抽真空装置对容纳腔抽真空。
S150：热压复合封闭工艺口424。
具体地，断开抽真空装置的管道，并将工艺口424加热至熔融状态后冷却，从而使工艺口424封闭而保持容纳腔的真空状态。由于工艺口424具有较高的柔韧性，可在压力作用下产生可恢复的形变。如此，该工艺口424可通过抽真空向内凹陷变形形成负压状态的空间，当容纳腔内产生的气体时，该工艺口424可在气体的压力作用下恢复形变以容纳气体。
如图6所示，更进一步地，在步骤S150：热压复合封闭工艺口424后，电芯封装方法还包括：
S160：刺穿或者剪开工艺口424注入电解液。
具体地，可用注射器的针头刺穿工艺口424或用剪刀剪开工艺口424而向容纳腔内注入电解液，从而使容纳腔内容纳有一定量的电解液。可以理解，在其它实施例中，可使用固态电解质代替电解液，从而无需向容纳腔内注入电解液，或者在热压复合盖体20与盒体40之前将电芯用电解液浸润再置入盒体20内，因此也无需再次注入电解液。
S170：热压复合封闭工艺口424。
具体地，可将工艺口424加热至表面熔融状态后冷却，从而使工艺口424重新封闭。
如图7所示，在一实施例中，步骤S160与步骤S170也可位于步骤S130：热压复合封闭电极引出口424后。而在本实施例中，当工艺口424在注射电解液之前处于打开状态时，也可无需刺穿或剪开工艺口424。
在一实施例中，还可通过工艺口424向容纳腔内充入惰性气体，从而进一步提高电芯封装后的安全性能。
上述电芯封装方法，可将电芯快速封装于电芯封装盒100内并使电芯封装盒100内形成真空环境，封装方法快速简洁，且具有良好的密封效果而避免漏液。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。