软包电芯的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种软包电芯。


背景技术：

2.软包电芯包括铝塑膜以及被封装于铝塑膜内的层叠体，层叠体包括依次层叠的多个极片以及电子隔断于相邻极片间的隔膜，隔膜的平面尺寸通常大于极片的平面尺寸。基于此，在软包电芯的制作工序——抽真空工序后，软包电芯易在隔膜凸出于极片的区域出现塌陷变形，该变形可能挤压层叠体而导致极片、隔膜出现变形或移位。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种软包电芯，可以避免或减小软包电芯在隔膜凸出于极片的区域出现的塌陷变形。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种软包电芯，包括：
5.铝塑膜，围合形成封装腔；
6.支架，置于封装腔内，支架围合形成与封装腔连通的支撑腔；
7.层叠体，置于支撑腔内；
8.其中，支架支撑于铝塑膜和层叠体之间。
9.通过采用上述方案，可通过具有一定强度的支架可靠地支撑于铝塑膜和层叠体之间，如此，在对封装腔和支撑腔进行抽真空时，支架能够可靠地支撑于层叠体外侧以及铝塑膜冲坑的内侧，甚至可轻微收缩而固定层叠体，从而能够减少甚至基本避免软包电芯出现塌陷变形现象，且还可有效防止层叠体受到挤压而导致极片、隔膜出现变形或移位现象，从而可有效保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。此外，在软包电芯受到外部挤压或碰撞时，支架还可提供一定的强度支撑效果以及缓冲效果，从而可进一步保障软包电芯的使用性能，并可相应延长软包电芯的使用性能。
10.在一个实施例中，支架的高度等于层叠体的高度。
11.通过采用上述方案，可便于支架轻微收缩，而实现在层叠体的高度方向固定层叠体，基于此，可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险，从而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
12.在一个实施例中，支架的长度大于等于层叠体的长度，且支架的长度与层叠体的长度的差值小于1mm。
13.通过采用上述方案，可进一步保障支架对层叠体的支撑效果，从而可进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险；且还利于促使支架在轻微收缩后能够在层叠体的长度方向实现固定层叠体，从而可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险；进而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
14.在一个实施例中，支架的宽度大于等于层叠体的宽度，且支架的宽度与层叠体的宽度的差值小于1mm。
15.通过采用上述方案，可进一步保障支架对层叠体的支撑效果，从而可进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险；且还利于促使支架在轻微收缩后能够在层叠体的宽度方向实现固定层叠体，从而可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险；进而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
16.在一个实施例中，支架包括多个支撑杆，各支撑杆相互连接，并共同围合形成长方体状的支撑腔。
17.通过采用上述方案，可通过其中12个支撑杆连成长方体框架，以对层叠体的各边侧形成可靠的支撑效果甚至固定效果；若支撑杆的设置数量大于12，剩余支撑杆的两端还可分别连接至构成长方体框架的任意两支撑杆上，而进一步强化支架整体的支撑效果。基于此，利于进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险，且利于进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险。
18.通过采用上述方案，还可使得支架的各侧大面积地镂空，基于此，一方面，可降低支架相对于软包电芯整体的质量占比和体积占比，从而可相应提高软包电芯的能量密度；一方面，可削弱支架对电解液的阻挡、阻碍，从而便于电解液顺畅流动而发挥能量传递的效用；一方面，还可通过支架撑开、空出更多的空间以存储更多电解液，从而可延长软包电芯的使用寿命和循环性能。
19.在一个实施例中，支撑杆上设有若干微孔，微孔为微米级或纳米级的孔。
20.通过采用上述方案，支撑杆可在保障其支撑效果的基础上，通过设于支撑杆上的若干微孔，积少成多地存储更多的电解液以备用，基于此，利于进一步延长软包电芯的使用寿命和循环性能。
21.在一个实施例中，支架的各棱角均为倒圆棱角。
22.通过采用上述方案，可通过倒圆棱角圆弧过渡连接支撑杆，并使棱角不尖锐化，基于此，可有效降低、甚至防止支架的各棱角磕碰、划伤铝塑膜和层叠体的风险，并有效降低支架过度挤压层叠体和铝塑膜的风险，从而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能，进一步保障并延长软包电芯的使用寿命。
23.在一个实施例中，倒圆棱角的倒圆角半径为0～5mm。
24.通过采用上述方案，可在降低支架的各棱角磕碰、划伤铝塑膜和层叠体的风险的基础上，相应优化、紧凑化倒圆棱角及支架的布局，从而可进一步保障并提高支架对层叠体支撑、固定效果。
25.在一个实施例中，支架为由高分子材料制成的支架。
26.通过采用上述方案，一方面，可有效保障并提高支架的强度，从而可保障并提高支架对层叠体的支撑效果；一方面，还可使支架具有一定的收缩性，从而可使支架能够在抽真空时轻微收缩而固定层叠体；一方面，还可使支架具有耐电解液腐蚀、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、化学稳定性高、不参与电芯充放电反应等特性，从而可延长支架的使用寿命。
27.在一个实施例中，支架为由聚丙烯、聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚甲醛、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯硫醚、聚醚醚酮中的其中一种制成的支架。
28.通过采用上述方案，可在使支架具有强度、收缩性、耐电解液腐蚀、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、化学稳定性高等特性的基础上，使支架的耐温度范围在-140℃～240℃区间，即，使支架的耐温度范围远高于软包电芯的使用温度范围，从而可有效保障并提高支架的
使用性能，保障并延长支架的使用寿命。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本实用新型实施例提供的支架的立体示意图；
31.图2为图1提供的a区域的放大图；
32.图3为本实用新型实施例提供的支架和层叠体配合的立体示意图一，其中，正极耳和负极耳分设于层叠体在长度方向上的两端；
33.图4为本实用新型实施例提供的支架和层叠体配合的立体示意图二，其中，正极耳和负极耳设于层叠体在宽度方向上的同一侧。
34.其中，图中各附图标记：
35.100-支架，101-支撑腔，110-支撑杆，120-倒圆棱角；200-层叠体；300-正极耳；400-负极耳。
具体实施方式
36.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
37.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：
38.首先需要解释说明的是，下文中，“长度”指的是各结构在长度方向x上的尺寸，“宽度”指的是各结构在宽度方向y上的尺寸，“高度”指的是各结构在高度方向z的尺寸。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.请参阅图1、图3、图4，本实用新型实施例提供了一种软包电芯，包括铝塑膜(图中未示出)、支架100和层叠体200，铝塑膜围合形成封装腔(图中未示出)；支架100置于封装腔内，支架100围合形成与封装腔连通的支撑腔101；层叠体200置于支撑腔101内；其中，支架100支撑于铝塑膜和层叠体200之间。
40.在此需要说明的是，层叠体200包括沿自身厚度方向依次层叠的多个极片(图中未示出)，以及电子隔断于相邻极片间的隔膜(图中未示出)。其中，各极片可分为正极片和负极片，具体地，先将各负极片沿其厚度方向依次层叠设置，再在相邻两负极片之间层叠正极片。其中，隔膜的平面尺寸大于极片的平面尺寸，即隔膜的长度大于极片的长度，且隔膜的宽度大于极片的宽度。
41.基于层叠体200的形状、尺寸，设计支架100。其中，支架100的长度大于等于层叠体200的长度，支架100的宽度大于等于层叠体200的宽度，支架100的高度大于等于层叠体200的高度。
42.基于此，可顺应、沿着正极耳300和负极耳400的设置方向，将层叠体200置入支架100的支撑腔101内，以实现由支架100支撑层叠体200，且装配期间可基本避免正极耳300和
负极耳400被碰伤，从而可保障层叠体200的性能不受损。
43.示例地，如图3所述，当电连接至各极片的正极耳300和负极耳400分设于层叠体200在长度方向x上的相对两端时，可沿长度方向x将层叠体200置入支架100的支撑腔101内，并使正极耳300和负极耳400凸出于支架100。
44.示例地，如图4所述，当电连接至各极片的正极耳300和负极耳400设于层叠体200在宽度方向y上的同一侧时，可沿宽度方向y将层叠体200置入支架100的支撑腔101内，并使正极耳300和负极耳400凸出于支架100。
45.当然，根据实际需要也可以选择从其他方向将层叠体200置入支架100。
46.在此需要还说明的是，基于支架100的形状、尺寸，对铝塑膜进行冲坑。冲坑后，先将支架100和层叠体200一并置入冲坑内，再封装铝塑膜，所冲坑在铝塑膜封装后可围合形成相对封闭且容纳有支架100和层叠体200的封装腔。其中，封装腔的长度(即冲坑的长度)大于支架100的长度，封装腔的宽度(即冲坑的宽度)大于支架100的宽度，封装腔的高度大于支架100的高度。其中，封装腔与支撑腔101连通，层叠体200能量传递的载体——电解液可持续互通于封装腔和支撑腔101之间，从而可保障并延长软包电芯的循环寿命。
47.基于此，通过采用上述方案，可通过具有一定强度的支架100可靠地支撑于铝塑膜和层叠体200之间，如此，在对封装腔和支撑腔101进行抽真空时，支架100能够可靠地支撑于层叠体200外侧以及铝塑膜冲坑的内侧，甚至可轻微收缩而固定层叠体200，从而能够减少甚至基本避免软包电芯出现塌陷变形现象，且还可有效防止层叠体200受到挤压而导致极片、隔膜出现变形或移位现象，从而可有效保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。此外，在软包电芯受到外部挤压或碰撞时，支架100还可提供一定的强度支撑效果以及缓冲效果，从而可进一步保障软包电芯的使用性能，并可相应延长软包电芯的使用性能。
48.请参阅图1、图3、图4，在本实施例中，支架100的高度等于层叠体200的高度。
49.通过采用上述方案，可便于支架100轻微收缩，而实现在层叠体200的高度方向z固定层叠体200，基于此，可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险，从而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
50.请参阅图1、图3、图4，在本实施例中，支架100的长度大于等于层叠体200的长度，且支架100的长度与层叠体200的长度的差值小于1mm。
51.通过采用上述方案，可进一步保障支架100对层叠体200的支撑效果，从而可进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险；且还利于促使支架100在轻微收缩后能够在层叠体200的长度方向x实现固定层叠体200，从而可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险；进而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
52.请参阅图1、图3、图4，在本实施例中，支架100的宽度大于等于层叠体200的宽度，且支架100的宽度与层叠体200的宽度的差值小于1mm。
53.通过采用上述方案，可进一步保障支架100对层叠体200的支撑效果，从而可进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险；且还利于促使支架100在轻微收缩后能够在层叠体200的宽度方向y实现固定层叠体200，从而可进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险；进而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能和美观性。
54.请参阅图1，在本实施例中，支架100包括多个支撑杆110，各支撑杆110相互连接，并共同围合形成长方体状的支撑腔101。其中，支撑杆110的设置数量≥12。
55.通过采用上述方案，可通过其中12个支撑杆110连成长方体框架，以对层叠体200的各边侧形成可靠的支撑效果甚至固定效果；若支撑杆110的设置数量大于12，剩余支撑杆110的两端还可分别连接至构成长方体框架的任意两支撑杆110上，而进一步强化支架100整体的支撑效果。基于此，利于进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险，且利于进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险。
56.通过采用上述方案，还可使得支架100的各侧大面积地镂空，基于此，一方面，可降低支架100相对于软包电芯整体的质量占比和体积占比，从而可相应提高软包电芯的能量密度；一方面，可削弱支架100对电解液的阻挡、阻碍，从而便于电解液顺畅流动而发挥能量传递的效用；一方面，还可通过支架100撑开、空出更多的空间以存储更多电解液，从而可延长软包电芯的使用寿命和循环性能。
57.当然，在其他可能的实施方式中，在各支撑杆110围合形成的侧面上，可配合支撑板(图中未示出)形成支撑腔101的腔壁，其中，支撑板的局部镂空，以使支撑腔101与封装腔连通。
58.通过采用上述方案，可进一步强化支架100整体的支撑效果，以利于进一步降低软包电芯在抽真空后出现塌陷变形现象的风险，且利于进一步降低极片、隔膜出现变形或移位现象的风险。同时，电解液可从支撑板的镂空处流动于支撑腔101和封装腔之间而发挥能量传递的效用。
59.请参阅图1，在本实施例中，支撑杆110上设有若干微孔(图中未示出)，微孔为微米级或纳米级的孔。
60.其中，微米级的孔的尺寸范围覆盖几个微米至几百个微米；纳米级的孔的尺寸范围覆盖几个纳米至几百个纳米。
61.其中，由于微孔为微米级或纳米级的孔，因而，微孔基本不影响支撑杆110本身的强度，即基本不影响支撑杆110本身的支撑效果。
62.因而，通过采用上述方案，支撑杆110可在保障其支撑效果的基础上，通过设于支撑杆110上的若干微孔，积少成多地存储更多的电解液以备用，基于此，利于进一步延长软包电芯的使用寿命和循环性能。
63.请参阅图1、图2，在本实施例中，支架100的各棱角均为倒圆棱角120。具体地，可对支架100的各棱角进行倒圆角，而使各棱角形成倒圆棱角120。其中，倒圆棱角120的倒圆角半径可根据层叠体200进行设计。
64.通过采用上述方案，可通过倒圆棱角120圆弧过渡连接支撑杆110，并使棱角不尖锐化，基于此，可有效降低、甚至防止支架100的各棱角磕碰、划伤铝塑膜和层叠体200的风险，并有效降低支架100过度挤压层叠体200和铝塑膜的风险，从而可进一步保障并提高软包电芯的使用性能，进一步保障并延长软包电芯的使用寿命。
65.请参阅图1、图2，在本实施例中，倒圆棱角120的倒圆角半径为0～5mm。
66.通过采用上述方案，可在降低支架100的各棱角磕碰、划伤铝塑膜和层叠体200的风险的基础上，相应优化、紧凑化倒圆棱角120及支架100的布局，从而可进一步保障并提高支架100对层叠体200支撑、固定效果。
67.请参阅图1、图3、图4，在本实施例中，支架100为由高分子材料制成的支架100。
68.通过采用上述方案，一方面，可有效保障并提高支架100的强度，从而可保障并提
高支架100对层叠体200的支撑效果；一方面，还可使支架100具有一定的收缩性，从而可使支架100能够在抽真空时轻微收缩而固定层叠体200；一方面，还可使支架100具有耐电解液腐蚀、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、化学稳定性高、不参与电芯充放电反应等特性，从而可延长支架100的使用寿命。
69.请参阅图1、图3、图4，在本实施例中，支架100为由聚丙烯(polypropylene，pp)、聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene，ptfe)、聚甲醛(polyoxymethylene，pom)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，pmma)、聚苯硫醚(polyphenylenesulphide，pps)、聚醚醚酮(polyetheretherketone，peek)中的其中一种制成的支架100。
70.通过采用上述方案，可在使支架100具有强度、收缩性、耐电解液腐蚀、抗酸抗碱、抗各种有机溶剂、化学稳定性高等特性的基础上，使支架100的耐温度范围在-140℃～240℃区间，即，使支架100的耐温度范围远高于软包电芯的使用温度范围，从而可有效保障并提高支架100的使用性能，保障并延长支架100的使用寿命。
71.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。