[实用新型]高能安全锂离子电池金属聚合物复合外壳

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池用部件，尤其是一种锂离子电池金属聚合物复合外壳

背景技术

电能是所有能源形式中最容易使用、最清洁环保和效率最高的能源；而电池是最好的储存电能的装置。在所有电池产品中，锂离子电池是目前世界上最年轻、最先进、技术含金量最高、能量密度最大的能源产品。

锂离子电池的外壳，在提升电池安全性和能量密度方面起到非常重要的作用。锂离子电池于1993年由日本索尼公司发明和第一次批量生产以来，如同手机由2G升级到3G一样，也经历了升级换代的历史发展过程；锂离子电池更新换代的主要标志之一是电池外壳的改变，第一代1G锂离子电池使用的是不锈钢壳，第二代2G锂离子电池是铝壳，第三代3G锂离子电池是软包装聚合物作为电池外壳。使用不同形式的电池外壳材料和设计，导致不同的结果。例如，1G锂电池使用不锈钢材料，壳壁厚度较大，大于0.3毫米，安全性差是其最大问题，当电池受到不当使用、高温和外力冲击等条件的影响时，使用坚硬而又脆性的不锈钢材料作为外壳的电池容易发生爆炸，造成人员伤害和财产损失；与坚硬和脆性的不锈钢相比，铝金属较为软韧，2G铝壳锂电池比1G钢壳锂电池的安全性相比较好，但是，2G锂电池的铝质外壳气压防爆阀的设计，沿用了1G锂电池钢壳的方法，即在外壳表面刻画防爆线。当电池内压增高时，防爆线打开，释放内压，使电池转为安全状态。事实上，电池内压升高速度是非常快的，防爆线来不及打开，电池即发生爆炸了，特别是大容量的电池。例如，在功能较多、屏幕较大的手机中使用大容量的2G锂电（例如超过2000mAh）时，即使电池外壳有防爆线，也会发生燃烧和爆炸事故。总之，1G钢壳锂电池和2G铝壳锂电池的外壳安全装置都是采用刻线防爆阀设计，电池内压升高速度是非常快的，防爆阀来不及打开，电池即发生爆炸。

 3G锂电最大的优点是安全性好和能量密度大，由于3G锂电池外壳是铝－塑料复合薄膜，当电池内部压力增加，电池出现异常状态时，铝－塑料复合薄膜以其柔软变形的方式，将电池内部压力及时释放掉，避免电池爆炸；另一方面，正是因为采用柔软的铝－塑料复合薄膜作为电池外壳，电池外壳容易被刺破、划伤、断裂和开口，导致空气中水分进入到锂电池中，与电解液发生化学反应，造成电池产生鼓胀、漏液和失效等缺陷，其不良率较高。换句话说，铝－塑料复合薄膜过于柔软娇嫩，容易受到损伤，导致电池缺陷和失效。而且，铝－塑料复合薄膜的材料一直依赖进口，全球只有日本二家公司可以生产，经历多年的努力，在所有主要电池材料中，铝－塑料复合薄膜是唯一没有实现国产化的材料，材料供应受到进口限制和价格偏高。3G锂电池自从2002年大批量生产以来，虽然经历了六年的发展历程，在市场中的占有率增长仍然缓慢，目前仍然是2G锂电池占据市场的主导地位。因此，我们需要一个安全性更好，能量密度更高，不良率更低的锂电池产品完成升级换代的历史任务，满足通信和数码电子、电器市场的要求。

综上所述，无论从市场需求、历史发展和产品升级换代的演变规律等诸多因素来看，锂电池作为一个能源产品，已经走到了一个新的历史关口，必须有所突破和创新，升级换代到4G锂离子电池。而电池的外壳创新是实现锂离子电池由3G到4G升级换代的主要部件。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是一种高能安全锂离子电池金属聚合物复合外壳，该高能安全锂离子电池金属聚合物复合外壳密封性能好，具有抗外力划伤和压痕的能力，且安全性能好。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：该高能安全锂离子电池金属聚合物复合外壳，所述外壳由厚度为0.03mm~5mm的金属箔片材料所制成，所述外壳具有连接接口，在外壳的连接接口内设置有聚合物，所述外壳的连接接口由所述聚合物热压密封。

根据本实用新型的设计构思，所述外壳的横截面呈圆角矩形。

根据本实用新型的设计构思，所述金属箔片的材料为不锈钢箔片、铝、铝合金箔片、镍、镍合金箔片、铜或铜合金箔片。

根据本实用新型的设计构思，所述外壳的连接接口内的聚合物最外侧边缘到连接接口边缘的距离为0.5mm~10mm。

根据本实用新型的设计构思，所述外壳的连接接口边缘铆接形成铆接闭合区，所述聚合物位于该铆接闭合区内。

根据本实用新型的设计构思，所述铆接为超声波焊铆接、激光焊铆接或电阻焊铆接。