[发明专利]一种电池电容包装壳体

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于高容量高功率的电池电容的外包装容器的制作技术领域，尤其是指一种用于高容量高功率的电池电容包装壳体的结构及材料。

背景技术

电池产业和电容器产业其产品型号规格已经从过去的消费性电子产品，逐步向大型化、高容量化、高功率化发展，因此，高导电率、低电阻的大容量、高功率产品愈来愈变成市场所需。

新能源电动车，是国家鼓励和重点发展的产品。但电动车本身就是一个系统工程，其重要零配件电池电容，就相当于整个工程的心脏部分，不论电动车本身怎样，还是工况如何恶劣，要想让车行驶，必须得给车动力，这个动力来自于电池或者电容，这就意味着电池或者电容，需要面对各种恶劣的使用环境，如：瞬间或者持续大电流放电、高温或者高寒环境下行驶；遇到大风暴雨、风沙等的防水、防尘等等，可以说，要想做好车，首先必须做好电池或者电容。

而电池电容产品的包装容器，现在主要可以分为四大类，即：铝塑复合膜软包装材料系列、塑料外壳系列、金属钢壳系列和铝合金系列。

作为铝合金系列的电池电容的包装容器，现有工艺为：铝合金板材或者卷材，先下料，尺寸根据电池电容的型号裁切，再上冲床，经过多道拉伸模具拉伸，再剪壳口。由于拉伸过程中，使用了大量的拉伸油，因此，剪好壳口后的半制品，还要除毛刺、清洗等。其所使用的材料，也是整批由铝厂购买的3003、3004、6061、6063等牌号的合金铝。此种工艺加工的铝壳，形状只能是单一的长方体，且对于高度大于200mm以上的扁形、薄型铝制品容器，就难于加工了。即使能做出来，还存在着是否合格，成本如何？合格率在多少？久放是否存在裂纹等等。现在，最关键的是：用此种方法试制出来的样品，变形！达不到使用要求，电池厂家用不能满足品质要求的包装容器壳体做电池，其成品更不合格。另一种工艺是：采用板材，根据型号尺寸下料，再经过剪切、弯折修边、焊接，打磨抛光，形成容器，此种工艺方法，适合手工操作，对于大批量生产、且对均一性要求极高的动力电池、大型号电容，不适应；这种加工工艺的另一个致命缺点是：增加了焊接接合的数量，而焊接接合工艺，目前采用的都是点焊，一个焊点一个焊点地连成焊线，其焊缝效果、质量要求是相当高的，且对于焊接设备、焊缝的质量检验及与其配合的高精度工装夹具等，都需要投入昂贵的设备、检验仪器费用，且增加不必要的人为因素。这种工艺，由于壳体上焊缝数量的增加，形成的焊缝区就多，而焊缝区与母材组织地最大差别就是其强度、硬度和塑性均较母材低，所以在日后的使用过程中，就必需考虑其焊缝可承受的压力，使今后的应用场合受到限制。仅此一项，即大型壳体的制造加工，就制约着高容量、高功率电池电容产业化的进程，迫使众多的厂家，避而寻求其他的包装材料。

铝塑复合膜包装材料是软包锂电池的专用材料，它是由尼龙、铝箔、PP等复合而成的。其中：尼龙的厚度：40μm----160μm；铝箔的厚度：40μm----80μm；PP的厚度：40μm----100μm，能批量制造该材料的，只有日本的showa和nippon两家公司，价格：每平方米约40-100元左右。由于该材料为三种不同的材料，通过粘合剂复合层压制造的，因此，面对极端高低温度变化时，即使在相同的加热和冷却条件下，其材料热导率的温度系数、热缩率、膨胀系数等均不一致地产生变化，这种带有差异性地反复的变化，差异数值的累积就更大，势必影响尼龙、铝箔及PP材料间的粘合，甚至剥离、起泡；在阻隔方面，尼龙和PP均不能起作用，只有铝箔可以，但几十微米厚度的铝箔，在装配过程中，由于拉伸弯折，如冲压成型，装电芯，热封边等工序，往往会使材料本身受损，再加上其使用过程中的磕磕碰碰，很容易造成铝箔边、角的裂纹、针孔等破损问题，铝箔的破损，意味着电池电容的密封受到影响，也就是说，电池电容内部的电化学反应，是暴露在空气中进行的，这样的环境，由于铝箔外层的尼龙或者PET(聚对苯二甲酸乙二醇脂)等的覆盖，只能借助好的仪器或者检验装置检验，才能观察到此现象，此时，电池电容的各项性能指标均剧烈的下降，出现零电压、零电流、漏液剥离等，以至产生安全隐患。

另一方面，铝塑复合膜，从耐压性能、承受力的大小来看，因其材质本身较薄，几十微米厚度的箔材承受重量是有限的，当用于消费类电子产品，包装几十克的重量是适合的，当用于大的电池电容，包装几公斤甚至几十公斤的电池电容，已经不能满足要求了。