一种电池封边用封头及其封装得到的电池的制作方法

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，尤其涉及一种电池封边用封头及其封装得到的电池。

背景技术：

锂离子动力电池按照外形规格以及封装外壳材料可分为软包锂电池、圆柱形锂电池以及方形金属壳锂电池。其中，软包锂电池由于其具有比能量高且成本低廉的优点而得到广泛应用。目前，软包锂离子电池的封装环节主要是通过将铝塑膜冲壳成型，然后利用封装封头对锂电池完成顶封和侧封形成封边。由于现有的封头的封装面大多为平面结构，这就造成极耳周边的封印力量不足，当锂电池内部发生热失控产生胀气时，极耳处的封边相较其他位置更易破裂，极端状况下会出现起火爆炸的状况。如果能稳定控制电池封边在远离极耳位置或者重要外部元器件的位置破口泄压，能极大程度上提升电池的使用安全性能。

如公开号为CN205376660U的中国专利公开的一种锂电池封边用封头及其封装得到的锂电池，封头的封装面上设置凹槽，在锂电池封边上形成封印力量薄弱的泄压区，并将该泄压区设置在远离锂电池极耳的位置，起到定向破口泄压的作用。但是采用这种方法容易导致封边上凸起位置的铝塑膜之间熔接不良，泄压区在正常情况或者受到较小气涨压力时即发生破裂，进而出现漏液等问题，同样存在安全隐患。因此，设计一种具有定向破口功能并能保证封装质量的电池封边用封头成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种电池封边用封头及其封装得到的电池，能够在电池内部发生热失控产生胀气时定向泄压，避免电池极耳等高风险位置产生破裂，同时有效避免泄压区的承压能力过低，提高电池的安全性能。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种电池封边用封头，包括上封头和下封头，所述上封头和下封头上分别设有相互对应的热封面，所述上封头与下封头中至少一个的热封面上设有至少一个破口引导单元，其特征在于，所述破口引导单元包括缺口部和凸部，所述缺口部设置在热封面的侧面；所述凸部设置在所述缺口部与所述热封面的交汇处且突出所述热封面表面。缺口部对应的封边处相较于其他部位缺少相应的压合力而形成封装缺口，当电池内部膨胀时，缺口部在封边上形成的封装缺口成为应力集中区域，该区域容易发生破裂；凸部对应的封边处较其他部位接受更大的压合力形成凹陷式承压薄弱区，进一步确保破裂的定向发生。

作为本实用新型的一种实施方式，所述凸部为条状结构，所述凸部由所述交汇处向外延伸。

作为本实用新型的一种实施方式，所述凸部的横截面为半圆形。

作为本实用新型的一种实施方式，所述缺口部的最外部开口尺寸大于其内部的开口尺寸。这种结构有利于提高封装缺口处的应力集中程度，进一步提高引导破口泄压的稳定性。

作为本实用新型的一种实施方式，所述缺口部的最外部开口尺寸为5-10mm，所述缺口部的底部开口尺寸为3-5mm。

作为本实用新型的一种实施方式，所述缺口部的深度为1-3mm。通过调整缺口部的开口尺寸大小和深度可以控制对应封边上封装缺口处的应力集中程度。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上封头和下封头上设有至少一对相互对应的所述破口引导单元。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上封头上的缺口部与所述下封头上的缺口部相互对称，所述上封头上的凸部与所述下封头上的凸部在垂直于封头压合方向上相互错开。上下封头上具有相互对称的缺口部，相应地，压合形成的封边上下面形成上下对称的封装缺口，进一步提高定向破口的稳定性；将凸部设成相互错开，避免封边上同一位置处的上下面同时接受封压所需的压合力之外的进一步挤压而产生损坏，有助于避免封边不良。

作为本实用新型的一种实施方式，所述上封头和/或下封头的热封面上设有限位凸台。压合厚度过小或压合厚度过大都会导致封边强度变弱，利用限位凸台可以有效控制上热封面与下热封面之间的压合厚度。

作为本实用新型的一种实施方式，所述下封头和下封头中至少一个的热封面上设有避胶槽。避胶槽的设计能有效避免上下封头在执行封装动作时被溢胶污染。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种使用上述电池封边用封头封装得到的电池，包括封装外壳和密封设置在该封装外壳内的电芯，所述封装外壳上设有多条封边，其中至少一条封边上设有至少一处泄压区，所述泄压区包括应力集中部以及承压薄弱部，所述应力集中部设置在封边内侧，所述承压薄弱部设置在应力集中部对应的封边上。

作为本实用新型的一种实施方式，所述应力集中部包括封边缺口，所述承压薄弱部包括设置在所述封边缺口处的封压凹槽。

本实用新型提供的一种电池封边用封头。与现有技术相比，在上封头和下封头中至少一个的热封面上设置缺口部和凸部，所述缺口部设置在热封面的侧面；所述凸部设置在所述缺口部与所述热封面的交汇处且突出所述热封面表面。当上封头与下封头对电池外壳执行封装动作时，在封边上形成应力集中部和位于应力集中部上的承压薄弱部。当电池内部的膨胀力达到一定值时，应力集中部与承压薄弱部相结合能够稳定实现定向泄压，同时避免泄压处的承压能力过低，提高电池的安全性能；缺口部的最外部开口尺寸大于其内部的开口尺寸，进一步提高引导破口泄压的稳定性；所述上封头和下封头上设有至少一对相互对应的所述破口引导单元，上封头和下封头上的凸部的位置在垂直于封头压合方向上相互错开，避免封边上同一位置处的上下面同时接受封压所需的压合力之外的进一步挤压而产生损坏，有助于避免封边不良。本实用新型还涉及一种使用上述封头获得的电池，具有如上所述的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例一中上封头的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中下封头的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一中封装后的电池结构示意图；

图4是本实用新型实施例一中电池封边上泄压区的结构示意图。

图1-4中所示：100-上封头、110-上热封面、111-上缺口部、112-上凸部、200-下封头、210-下热封面、211-下缺口部、212-下凸部、213-限位凸台、214-避胶槽、300-上固定座、400-下固定座、500-电芯、600-封边、610-泄压区、611-应力集中部、612-承压薄弱部。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本实用新型附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

本实施例中提供一种电池封边用封头，如图1和2所示，包括固定在上固定座300上的上封头100和固定在下固定座400上的下封头200，上固定座300与上封头100连接成T型结构，下固定座400与下封头200同样连接成T型结构。上封头100上设有上热封面110，下封头200上设有与上热封面110对应的下热封面210。当对电池的封装外壳执行封装动作时，由外部动力分别带动上封头100和下封头200相对运动，直至上热封面110与下热封面210相互压合。本实施例中上封头100和下封头200均采用容易导热的金属材料制成，例如铜封头或铝封头；封装外壳的材料采用铝塑封装膜。

如图1-3所示，所述上封头100与下封头200中至少有一个上设有至少一个破口引导单元，本实施例中在上热封面110和下热封面210上分别设置一个破口引导单元且两者相互对应，破口引导单元包括缺口部和凸部。为方便说明，本实施例中将设置在上热封面110上的缺口部和凸部分别定义为上缺口部111和上凸部112，将设置在下热封面210上的缺口部和凸部分别定义为下缺口部211和下凸部212。具体地，上热封面110上设有上缺口部111和上凸部112，下热封面210上设有下缺口部211和下凸部212。其中，上缺口部111设置在上热封面110的侧边上，上凸部112设置在所述上缺口部111与所述上热封面110的交汇处且突出所述上热封面110表面；下热封面210上设有下凸部212和与所述上缺口部111对称的下缺口部211，下凸部212设置在所述下缺口部211与所述下热封面210的交汇处且突出所述下热封面210表面。在执行封压动作时，设有上缺口部111的侧边对准封边600上平面的内侧，同时将下热封面210上设有下缺口部211的侧边对准封边600下平面的内侧。上凸部112与下凸部212的位置在垂直于压合方向上相互错开，避免封边600同一位置处接受过大的压合力而遭到损坏。

继续参照图1-2，为提高缺口部对应封边600处的应力集中程度，缺口部的最外部开口尺寸大于其内部的开口尺寸，本实施例中的上缺口部111和下缺口部211的形状均为梯形，其他实施例中也可以设为弧形或三角形。可以看到，本实施例中上凸部112设在上缺口部111底面与上热封面110的相交线的一端，下凸部212设在下缺口部211的底面与下热封面210的相交线上与上凸部112错开的一端。

所述缺口部的最外部开口尺寸为5-10mm，本实施例中的上缺口部111和下缺口部211的最外部开口尺寸均选为10mm；缺口的底部开口尺寸设为3-5mm，本实施例中，上缺口部111和下缺口部211的底部开口尺寸均选为3mm。将缺口的深度设为1-3mm可以获得较适合的应力集中度，本实施例中上缺口部111和下缺口部211的深度均设为1mm。

为进一步提高定向破口的稳定性，将上凸部112和下凸部212均选为横截面为半圆形的条状结构，上凸部112由上缺口部111底面与上热封面110的相交线处沿垂直于侧边的方向向外延伸至上热封面110的另一侧边，下凸部212由下缺口部211的底面与下热封面210的相交线处沿垂直于侧边的方向向外延伸至下热封面210的另一侧边。凸部的横截面半径长度设在50-100μm之间，能有效引导破口又不影响封边600的正常抗压能力，本实施例上凸部112和下凸部212的横截面半径均选为50μm。

如图1-3所示，为保证封边600的封压厚度，本实施例中在下热封面210的两端分别设置高出下热封面210的限位凸台213。当上封头100和下封头200对电池封装外壳执行压合动作时，上热封面110与下热封面210不断靠近直至上热封面110与限位凸台213接触。封边600的压合厚度过小或压合厚度过大都会导致封边600不良，通过调整限位凸台213的高度可以有效控制封边600在预设的厚度范围内，保证封边600的厚度达到工艺要求。在其他实施例里，限位凸台213也可以设置在上热封面110上，也可以同时设置在上热封面110和下热封面210上。

上热封面110和下热封面210中至少一个设有避胶槽214，本实施例中在下热封面210上设置避胶槽214。上封头100和下封头200在对封装外壳进行热封过程中，避胶槽214部位对应的封装外壳未受到封压力形成未封区，未封区容纳封装外壳受热后产生的溢胶，有效避免封头被污染。

如图3-4所示，本实施例还提供一种由上述封头封装得到的电池，包括封装外壳和密封设置在该封装外壳内的方形电芯500，所述封装外壳上与电芯500的四条边对应处设有三条封边600，其中一条封边600上设有一处泄压区610，在其他实施例中，可以在多条封边600上设置泄压区610，泄压区610的设置数量也可以根据实际需求设置两处或更多处，所述泄压区610包括设置在封边600内侧的应力集中部611以及承压薄弱部612，所述承压薄弱部612设置在应力集中部611对应的封边上，具体地，本实施例中以设置在封边600内侧的封边缺口作为应力集中部611，以设置在封边缺口处的条状凹槽作为承压薄弱部612。显然，本领域的技术人员可以对实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包括这些改动和变型在内。