一种电池壳体、电池外壳以及电池的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，涉及一种电池壳体、电池外壳以及电池。


背景技术：

2.目前方形铝壳电池在把电芯装入壳体后会把盖板与壳体焊接在一起，从而形成一个密封的整体，只保留一个很小的注液孔，为后续的电解液的注入做准备。
3.为了保证电池整体的密封性，因此需要在注液前进行检漏，如果发现有漏气现象就判断为不良品，需要返工或者报废。目前检漏的方法有两种，一种是通过注液孔抽取电池内部的气体，让其形成真空，保压一段时间，看电池内部真空的变化，大于一定数值时判定漏气不良。另一种方式是通过抽取电池内部的气体，通过注液孔注入一定量的氦气，然后在电池的外部检测是否有氦气，如果氦气的值超出一定值，判定为不良品。
4.这两种检漏方式都会抽取电池内部的气体，使得电池内部形成真空，而内部填充的电芯不是全部能够支撑电池壳体，因此受大气压的作用，电池壳体会向内凹陷，当释放真空，回到常压状态时，电池壳体又反弹回来，因此在壳体壳口与盖板之间的焊缝会受到撬动的作用力。而这种电池壳体的变形与恢复在制造过程中涉及四道工序。此外，锂离子或钠离子电池在后续的充放电使用过程中也会由于电池在充电时壳体鼓起，放电时电池瘪下的情况，因此电池壳口与盖板的焊缝会长期受到撬动的作用力，很容易失效漏液。
5.因此，如何提供一种电池壳体，有效避免电池在使用过程中膨胀收缩造成盖板与壳体之间焊接失效，成为目前迫切需要解决的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池壳体、电池外壳以及电池，通过在壳体上靠近开口边缘处(即壳体与盖板连接密封处)设置阻隔结构，电池在膨胀或收缩过程中，应力沿壳体中心向两端传导时，阻隔结构有效阻断应力传输，从而避免壳体与盖板连接处的反复形变，提高电池外壳的密封效果。
7.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.第一方面，本实用新型提供了一种电池壳体，所述电池壳体包括具有开口的壳体，所述壳体靠近开口边缘处设置有至少一个阻隔结构，所述阻隔结构沿所述开口边缘长度方向设置。
9.本实用新型通过在壳体上设置阻隔结构，在电池膨胀的过程中，应力由壳体中心向两端传导，当传输至阻隔结构时，应力传导被阻断，从而在阻隔结构处停止形变，进一步地，壳体开口边缘(即与盖板的连接密封处)不会受到形变影响，进而保证了盖板与壳体之间的焊接密封效果，避免了电池在膨胀和收缩过程中焊缝破坏造成漏液的问题，提高了电池的安全性。
10.需要说明的是，本实用新型对壳体的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据电池类型和结构要求合理选择，例如，壳体为铝壳。
11.作为本实用新型的一个优选技术方案，沿远离所述开口边缘的方向，所述阻隔结构设置有至少一个。
12.本实用新型通过在远离开口边缘的方向设置有多个阻隔结构，从而强化应力阻隔效果，进一步地减少了盖板与壳体连接处的膨胀或收缩应力形变。
13.需要说明的是，本实用新型中阻隔结构设置在开口边缘与壳体中心之间，故本领域技术人员公知的是，必然在阻隔结构和壳体中心之间留有膨胀空间，满足电池膨胀要求。
14.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述开口边缘与最接近的所述阻隔结构之间的距离为所述壳体高度的1/20～1/5，例如为1/20、1/19、1/18、1/17、1/16、1/15、1/14、1/13、1/12、1/11、1/10、1/9、1/8、1/7、1/6或1/5。
15.本实用新型通过控制开口边缘与阻隔结构之间的距离，保证阻隔结构与开口边缘之间留有一定的缓冲区域，保证阻隔结构阻断应力传导后，缓冲区域能够具有部分微小形变而不影响盖板与壳体的连接焊缝。
16.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述开口边缘与最接近的所述阻隔结构之间的距离为30～100mm，例如为30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm或100mm。
17.需要说明的是，本实用新型中开口边缘与邻近的阻隔结构之间的距离可根据壳体尺寸合理选择，满足电池膨胀要求即可。
18.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述阻隔结构包括阻隔槽，所述阻隔槽沿所述开口边缘的长度方向开设。
19.本实用新型通过将阻隔结构设置成阻隔槽，无需在壳体外壁额外增设结构，保证电池组装过程的便利性，进一步地，在阻挡应力形变过程中，由于槽状结构的存在一定的形变空间，有效保证膨胀应力形变的要求。
20.需要说明的是，本实用新型中对于阻隔槽的开设方式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据壳体材质和厚度合理选择，例如阻隔槽的开设方式可以是刻压。
21.需要说明的是，本实用新型中对于阻隔槽的结构不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据电池膨胀情况合理选择，例如，阻隔槽可以是在壳体两个相对侧面开设的两个阻隔槽或沿开口边缘长度方向连续设置的一个阻隔槽，即阻隔槽可以是多段结构也可以是连续结构，整体组成的阻隔槽能够实现膨胀应力阻隔并满足壳体结构强度即可。
22.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述阻隔槽的深度为所述壳体壁面厚度的1/10～1/2，例如为1/10、1/9、1/8、1/7、1/6、1/5、1/4、1/3或1/2。
23.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述阻隔槽的深度为0.2～1.5mm，例如为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm。
24.需要说明的是，本实用新型中对阻隔槽的深度可根据壳体强度要求以及阻隔应力传导效果合理设置。
25.作为本实用新型的一个优选技术方案，所述阻隔槽的截面形状包括v字形或梯形。
26.第二方面，本实用新型提供了一种电池外壳，所述电池外壳包括如第一方面所述的电池壳体，所述电池壳体的开口处设置有盖板。
27.需要说明的是，本实用新型对盖板的结构不做具体要求和特殊限定，本领域技术
人员可根据电池结构设计合理选择盖板，例如盖板上设置有注液孔、极柱孔和防爆孔，进一步地，在注液孔设置注液阀、防爆孔设置防爆阀，极柱孔设置极柱。
28.第三方面，本实用新型提供了一种电池，所述电池包括外壳以及设置于所述外壳内的电芯，所述外壳采用如第一方面所述的电池外壳。
29.需要说明的是，本实用新型对电芯的种类不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据电池种类合理选择，例如，所述电芯包括钠离子电芯或锂离子电芯，电池外壳内注入有相应的电解液。
30.示例性地，提供一种上述电池在膨胀或收缩过程中的方法，以电池充放电或充气检测壳体密封性测试电池的膨胀和收缩，膨胀过程与收缩过程方法相同，仅是形变方向不同，以电池膨胀过程为例，所述方法具体包括以下步骤：
31.壳体发生膨胀，首先在壳体中心部位产生膨胀形变，进一步地随着膨胀变大，沿壳体中心向两端传导，当传导至阻隔结构时，阻隔结构阻挡了膨胀应力的传导，从而膨胀形变在阻挡结构处停止形变，减小了靠近盖板焊接处的壳体形变，进而焊接处不发生膨胀形变。
32.本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
33.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
34.本实用新型通过在壳体上设置阻隔结构，在电池膨胀的过程中，应力由壳体中心向两端传导，当传输至阻隔结构时，应力传导被阻断，从而在阻隔结构处停止形变，进一步地，壳体开口边缘(即与盖板的连接密封处)不会受到形变影响，进而保证了盖板与壳体之间的焊接密封效果，避免了电池在膨胀和收缩过程中焊缝破坏造成漏液的问题，提高了电池的安全性。
附图说明
35.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的电池壳体的结构示意图；
36.图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的电池壳体具有阻隔槽的壁面正视图；
37.图3为本实用新型一个具体实施方式中提供的电池壳体具有阻隔槽的侧壁截面图；
38.图4为本实用新型一个具体实施方式中提供的电池外壳结构示意图；
39.图5为本实用新型实施例1中提供的电池外壳膨胀状态示意图；
40.图6为本实用新型对比例1中提供的电池外壳膨胀状态示意图；
41.图7为本实用新型对比例1中提供的电池外壳收缩状态示意图。
42.其中，100-壳体；101-开口边缘；102-阻隔槽；200-盖板。
具体实施方式
43.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示
或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
46.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种电池壳体，如图1所示，所述电池壳体包括具有开口的壳体100，所述壳体100靠近开口边缘101处设置有至少一个阻隔结构，所述阻隔结构沿所述开口边缘101长度方向设置，可选地，壳体100为铝壳，壳体100高度为50～300mm，壳体100厚度为0.5～3mm。
47.进一步地，如图2和图3所示，所述阻隔结构包括阻隔槽102，所述阻隔槽102沿所述开口边缘101的长度方向开设。本实用新型通过将阻隔结构设置成阻隔槽102，无需在壳体外壁额外增设结构，保证电池组装过程的便利性，进一步地，在阻挡应力形变过程中，由于槽状结构的存在一定的形变空间，有效保证膨胀应力形变的要求。
48.具体地，阻隔槽102的深度为所述壳体100壁面厚度的1/10～1/2，进一步地，阻隔槽102的深度为0.2～1.5mm，阻隔槽102的截面形状包括v字形或梯形，可选地，阻隔槽102可以是在壳体100的两个相对侧面开设的两个阻隔槽102或沿开口边缘101长度方向连续设置的一个阻隔槽102，即阻隔槽102可以是多段结构也可以是连续结构，整体组成的阻隔槽102能够实现膨胀应力阻隔并满足壳体100结构强度即可，进一步可选地，在阻隔槽102靠近开口边缘101一侧设置加强筋，进一步地提高抗形变效果。
49.具体地，沿远离所述开口边缘101的方向，所述阻隔结构设置有至少一个。本实用新型通过在远离开口边缘101的方向设置有多个阻隔结构，从而强化应力阻隔效果，进一步地减少了盖板200与壳体100连接处的膨胀或收缩应力形变。本实用新型中阻隔结构设置在开口边缘101与壳体100中心之间，在阻隔结构和壳体100中心之间留有膨胀空间，满足电池膨胀要求。
50.具体地，所述开口边缘101与最接近的所述阻隔结构之间的距离为所述壳体100高度的1/20～1/5，进一步地，开口边缘101与最接近的所述阻隔结构之间的距离为30～100mm。本实用新型通过控制开口边缘101与阻隔结构之间的距离，保证阻隔结构与开口边缘101之间留有一定的缓冲区域，保证阻隔结构阻断应力传导后，缓冲区域能够具有部分微小形变而不影响盖板200与壳体100的连接焊缝。
51.本实用新型还提供了一种电池外壳，如图4所示，所述电池外壳包括上述的电池壳体，所述电池壳体的开口处设置有盖板200。可选地，盖板200上设置有注液孔、极柱孔和防爆孔，进一步地，在注液孔设置注液阀、防爆孔设置防爆阀，极柱孔设置极柱。
52.本实用新型还提供了一种电池，所述电池包括外壳以及设置于所述外壳内的电芯，所述外壳采用上述的电池外壳。可选地，所述电芯包括钠离子电芯或锂离子电芯，电池外壳内注入有相应的电解液。
53.示例性地，提供一种上述电池在膨胀或收缩过程中的方法，以电池充放电或充气
检测壳体100密封性测试电池的膨胀和收缩，膨胀过程与收缩过程方法相同，仅是形变方向不同，以电池膨胀过程为例，所述方法具体包括以下步骤：
54.壳体100发生膨胀，首先在壳体100中心部位产生膨胀形变，进一步地随着膨胀变大，沿壳体100中心向两端传导，当传导至阻隔结构时，阻隔结构阻挡了膨胀应力的传导，从而膨胀形变在阻挡结构处停止形变，减小了靠近盖板200焊接处的壳体100形变，进而焊接处不发生膨胀形变。
55.实施例1
56.本实施例提供了一种电池，包括外壳和电芯，再如图4所示，外壳包括壳体100以及焊接于壳体100开口的盖板200，壳体100设置有一道阻隔槽102，阻隔槽102与焊接缝的距离为40mm，阻隔槽102的深度为1mm，阻隔槽102的截面形状为v字形；壳体100的高度为200mm，壳体100的壁厚为2mm，壳体100为铝壳。
57.外壳内设置有钠离子电芯，并注入有电解液。在充电过程中，电池膨胀状态如图5所示。
58.实施例2
59.本实施例提供了一种电池，与实施例1相比，区别在于不设置阻隔槽102，其余结构与实施例1完全相同。
60.在电池使用过程中，电池膨胀状态如图6所示，收缩状态如图7所示。
61.通过一个具体实施方式，本实用新型通过在壳体100上设置阻隔结构，在电池膨胀的过程中，应力由壳体100中心向两端传导，当传输至阻隔结构时，应力传导被阻断，从而在阻隔结构处停止形变，进一步地，壳体100开口边缘101(即与盖板200的连接密封处)不会受到形变影响，进而保证了盖板200与壳体100之间的焊接密封效果，避免了电池在膨胀和收缩过程中焊缝破坏造成漏液的问题，提高了电池的安全性。
62.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。