一种八边形软包动力电池论文和设计-王柯

全文摘要

本实用新型公开了一种八边形软包动力电池，其包括电池电芯以及外封装层，该外封装层包裹并密封封装整个电池电芯，且外封装层的截面呈八边形。本方案能够在不改变电动汽车平台及电池箱体尺寸结构、不改变电池化学体系的情况下，有效提升电池箱体内单体电池的外形尺寸，实现了单体及整车电池系统能量密度的提高。

主设计要求

1.八边形软包动力电池，包括电池电芯以及外封装层，其特征在于，所述外封装层包裹并密封封装整个电池电芯，所述外封装层的截面呈八边形。

设计方案

1.八边形软包动力电池，包括电池电芯以及外封装层，其特征在于，所述外封装层包裹并密封封装整个电池电芯，所述外封装层的截面呈八边形。

2.根据权利要求1所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述电池电芯包括裸电芯以及电解液，所述电解液充填在裸电芯中以及裸电芯与外封装层之间。

3.根据权利要求2所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述裸电芯由正极片、隔膜、负极片依次层叠或卷绕而成。

4.根据权利要求3所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述正极片包括正集流体及涂敷在正集流体上的正极材料层，所述负极片包括负集流体及涂敷在负集流体上的负极材料层。

5.根据权利要求3所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述正极片、负极片分别与电池正、负极耳相连，所述正、负极耳作为电池正、负极的输出端。

6.根据权利要求1所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述外封装层包括第一封装单元和第二封装单元，所述第一封装单元上设置有第一安置槽，所述第二封装单元上设置有与第一安置槽相配合的第二安置槽，所述第一封装单元与第二封装单元之间相对配合设置，并密封形成一个密闭的整体，且第一封装单元上的第一安置槽与第二封装单元中的第二安置槽配合，形成可容电池电芯安置的安置槽。

7.根据权利要求6所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述第一封装单元由铝塑膜冲压成型形成，包含铝塑膜和在铝塑膜上冲压成型的安置槽。

8.根据权利要求6所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述第二封装单元由铝塑膜冲压成型形成，包含与第一封装单元相对应的铝塑膜和冲压成型的安置槽。

9.根据权利要求6所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述外封装层通过对角部封边的裁切形成八边形。

10.根据权利要求6所述的八边形软包动力电池，其特征在于，所述外封装层通过对角部封边的翻折形成八边形。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及动力锂离子电池技术领域，具体涉及一种软包动力电池。

背景技术

整车续航里程短，是阻碍新能源汽车推广应用的主要因素之一。推广新能源汽车，必须打破续航里程短的电池技术短板。动力电池能量密度的提高，对整车续航里程的提升具有非常重要的现实意义。

软包装锂离子电池因能量密度高、安全性能好等优势，近年来被广泛应用于新能源乘用车领域。

参见图1，其所示为现有的常规的软包动力电池都是采用四边形结构。如此四边形的软包动力电池在安装时，受制于电动汽车平台及特殊电池箱体尺寸结构的影响，则不能充分利用特殊的电池箱体空间，从而导致整车动力电池系统电量及能量密度竞争力不强。

参见图2，其所示为常规四边形软包动力电池的装配结构示意图。由图可知，常规四边形电池模组主要由软包动力电池1、支架2、导热铝板4装配成，并安装于安装梁3之间的电池箱空间中，液冷板位于电池模组下方。

如此装配后的四边形软包动力电池，其两端基于其直角部将直接搭在安装梁上，造成四边形软包动力电池底部的液冷板与电池箱体之间存在一定的空隙5，这部分空间5将无法充分利用，被浪费。

如此可见，如何充分利用电池箱体内空间，来提高整车动力电池系统电量及能量密度是本领域亟需解决的问题。

实用新型内容

针对现有四边形软包动力电池在电池箱体内装配时所存在的问题，需要一种新的软包动力电池方案。

为此，本实用新型的目的在于提供一种八边形软包动力电池，以充分利用电池箱体内空间，继而增大动力电池的电量及能量密度。

为了达到上述目的，本实用新型提供的八边形软包动力电池，其包括电池电芯以及外封装层，所述外封装层包裹并密封封装整个电池电芯，所述外封装层的截面呈八边形。

进一步的，所述电池电芯包括裸电芯以及电解液，所述电解液充填在裸电芯中以及裸电芯与外封装层之间。

进一步的，所述裸电芯由正极片、隔膜、负极片依次层叠或卷绕而成。

进一步的，所述正极极片包括正集流体及涂敷在正集流体上的正极材料层，所述负极片包括负集流体及涂敷在负集流体上的负极材料层。

进一步的，所述正极片、负极片分别与电池正、负极耳相连，所述正、负极耳作为电池正、负极的输出端。

进一步的，所述正、负极耳位于电芯的同侧或异侧。

进一步的，所述外封装层包括第一封装单元和第二封装单元，所述第一封装单元上设置有第一安置槽，所述第二封装单元上有与第一安置槽相配合的第二安置槽，所述第一封装单元与第二封装单元之间相对称配合设置，并密封形成一个密闭的整体，且第一封装单元上的第一安置槽与第二封装单元中的第二安置槽配合，形成可容电池电芯安置的安置槽。

进一步的，所述第一封装单元，由铝塑膜冲压成型形成，包含铝塑膜和在铝塑膜上冲压成型的安置槽。

进一步的，所述第二封装单元，同样由铝塑膜冲压成型形成，包含与第一封装单元相对应的铝塑膜和冲压成型的安置槽。

进一步的，所述外封装层通过对角部封边的裁切形成八边形。

进一步的，所述外封装层通过对角部封边的翻折形成八边形。

本实用新型提供的方案能够在不改变电动汽车平台及电池箱体尺寸结构、不改变电池化学体系的情况下，提供了一种八边形软包动力电池，通过电池箱体空间的有效利用，有效提升了电池箱体内单体电池的外形尺寸，实现了单体及整车电池系统能量密度的提高。

再者，本实用新型方案简单可行，制造成本低，能有效提升特殊电池箱体电池系统的电量及能量密度，对整车续航里程的提升，有显著的应用效果。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。

图1为常规形软包动力电池示意图；

图2为常规软包动力电池装配结构示意图；

图3为本实用新型实例1中八边形软包动力电池示意图；

图4为本实用新型实例1中八边形软包动力电池装配结构示意图；

图5为本实用新型实例1中八边形软包动力电池铝塑膜冲压成型示意图；

图6为本实用新型实例1中八边形软包动力电池封装示意图；

图7为本实用新型实例2中软包动力电池角部封边180°翻折示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

针对常规四边形软包动力电池(参见图1)在装配时，无法充分利用特殊的电池箱体空间(参见图2)，从而导致整车动力电池系统电量及能量密度竞争力不强的问题。

本实例给出了一种八边形软包动力电池，其能够充分利用特殊的电池箱体空间，从而实现在不改变电动汽车平台及电池箱体尺寸结构、不改变电池化学体系的情况下，有效提升提高整车系统电量及能量密度。

实例1

参见图3，其所示为本实例中给出的一种八边形软包动力电池的示例结构。

由图可知，该八边形软包动力电池100主要包括电池电芯(图中未示出)以及外封装层110。该外封装层110的截面呈八边形，其包裹住整个电池电芯，并将整个电池电芯密封封装在其内，使得电池电芯与外界隔绝。

本实例中的电池电芯主要包括裸电芯以及电解液，其中裸电芯构成整个电芯的主体，而电解液充填在裸电芯中以及裸电芯与外封装层之间。

这里的裸电芯主要由正极片、隔膜、负极片依次层叠或卷绕而成，具体的层叠或卷绕的方式可采用现有成熟的层叠或卷绕方式，也可采用其他可行的方案。

本裸电芯中的正极极片主要由正集流体及涂敷在正集流体上的正极材料层相互配合构成，而负极片主要由负集流体及涂敷在负集流体上的负极材料层相互配合构成，负集流体与正集流体对应配合。

本裸电芯中的正极片通过超声波焊接的方式与电池正极耳相连，而正极耳作为电池正极的输出端；同时负极片通过超声波焊接的方式与电池负极耳相连，而负极耳作为电池负极的输出端。

由此构成的裸电芯在被外封装层110封装形成电池电芯中，其上的正极耳和负极耳可以位于电芯的同侧或位于电芯的异侧。

为了能够很好的对电池电芯进行封装，本实例中截面呈八边形的外封装层110采用铝塑膜来形成，并通过热熔封装实现电芯内部环境与外部环境的隔离；同时将电解液密封于铝塑膜封装层内，渗透在极片及隔膜等多孔材料中。

具体的，本外封装层110主要由第一封装单元和第二封装单元相互配合构成。

参见图5，第一封装单元由铝塑膜120冲压形成，其上形成有与电池电芯相配合的第一安置槽121。

与之对应的第二封装单元由铝塑膜冲压形成，其上形成有与电池电芯相配合的第二安置槽122。

由此构成的第一封装单元与第二封装单元在封装电池电芯时，第一封装单元与第二封装单元之间相对配合设置，接触部通过热熔封装，使得两者配合密封形成一个密闭的整体；同时第一封装单元上的第一安置槽与第二封装单元中的第二安置槽配合，形成可容电池电芯安置的安置槽。

针对上述的八边形软包动力电池方案，本实例还提供了一种八边形软包动力电池的制备示例，以进一步的说明本八边形软包动力电池的方案。

本八边形软包动力电池的制备主要包括如下过程。

电极制备：正、负极按所需配比配制浆料，并均匀涂覆在相对应的正、负极集流体上，经干燥、辊压、分切、模切制得正、负极片；该过程的制作可采用现有电极制备技术，此处不加以赘述。

裸电芯制备：将制备的正极片、隔膜、负极片依次层叠或卷绕而形成裸电芯。

铝塑膜冲压成型(参见图5)：铝塑膜(120)按常规冲压方式进行冲压成型，形成具有第一安置槽(121)和第二安置槽(122)的第一封装单元和第二封装单元。

焊接后裸电芯入坑：将裸电芯本体放入已冲压成型的第一封装单元的第一安置槽内(121)，再将第二封装单元沿对称线对折，使第二封装单元的第二安置槽(122)对称落入在裸电芯上，调整铝塑膜封装层边缘上下对齐、确保裸电芯本体完全落入铝塑膜的安置槽内。

顶侧封装及终封(参见图6)：将裸电芯放置进铝塑膜的安置槽内后，先将铝塑膜封装层之间两端靠近极耳侧的三条边进行顶封装130，接着再完成侧边封装140；在完成顶侧封装的电芯经过烘烤、注液、化成后，进行除气终封150；除气终封完成后，将电芯四个角部封边沿侧封边外侧裁切处理(见图6虚线)，形成八边。

折边成型：完成封装的电芯，经过容量检测及筛选、折边等工序加工形成八边形软包动力电池。

基于上述方案形成的八边形软包动力电池100，基于其特定的八边形结构在装配时能够充分利用电池箱体空间。

参见图4，其所示本实例中八边形软包动力电池100进行装配的示意图。

由图可知，本八边形软包动力电池100装配成电池模组，安装于电池箱安装梁200之间，液冷板300位于八边形软包动力电池100下方，同时八边形软包动力电池100基于两端的多边形结构正好嵌入在安装梁200之间，使得八边形软包动力电池100底部的液冷板300与电池箱体之间不存在空隙，可有效利用电池箱体空间，达到提升提高整车系统电量及能量密度的目的。

实施例2

本实例在实例1的基础上提供另一种八边形软包动力电池的制备示例，以进一步的说明本八边形软包动力电池的方案。

本八边形软包动力电池的制备主要包括如下过程。

电极制备：正、负极按所需配比配制浆料，并均匀涂覆在相对应的正、负极集流体上，经干燥、辊压、分切、模切制得正、负极片。

裸电芯制备：将制备得到的正极片、隔膜、负极片依次层叠或卷绕而形成裸电芯。

铝塑膜裁切及冲压成型(参见图5)：铝塑膜(120)按常规冲压方式进行冲压成型，形成具有第一安置槽(121)和第二安置槽(122)的第一封装单元和第二封装单元。

顶侧封装及终封：对两对齐设置的单面铝塑膜封装层进行顶部封装130、侧边封装140以及除气终封150，过程如实例1所述。

电池角部翻折(参见图7)：软包动力电池在完成封装后，通过电池角部封边的180°翻折处理，使角部封边平整地贴合在电池焊接封装区域上面；软包动力电池角部封边翻折个数正常情况下为4个，特殊情况下可以为1～4个中的任意数值。

折边成型：完成封装及角部封边翻折的软包动力电池，经过容量检测及筛选、折边等工序加工形成八边形软包动力电池。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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