[发明专利]袋式电池单元及其制造方法

说明书

公开了用于制造袋式电池单元的方法，并且方法包括在第一袋层与第二袋层之间设置阳极和阴极，以及可选地设置参考电极，并且经由激光沿着外围密封路径向该第一袋层或该第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层施加热，从而形成结合该第一袋层和该第二袋层的外围密封件，以形成包封该阳极和该阴极以及可选地包封参考电极的袋。每个袋层包括内部热活化的聚合物粘合剂层、中间铝层和外部耐腐蚀聚合物层。该第一袋层和/或该第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有小于约10％的激光吸收率。激光可以具有约800纳米至约2000纳米的波长。

背景技术

锂离子电池单元的组件在机动车辆中在提供原动力方面正发现越来越多的应用。各种其它化学物质(诸如锂-硫)的电池单元也是这样的应用的候选物。电池中的每个单元能够基于在单元中的电极材料的成分和质量提供若干伏特(例如，大约三到四伏特)的电势和直流电流。电池单元能够被进行放电和再充电经过多个循环。通过以电并联和串联连接的组合，组合合适数量的各个单元将电池组装并应用，以满足特定电载荷(诸如用于车辆的牵引马达)的电压和电流要求。

在电动车辆的电池应用中，组装电池可以例如包括多达三百个电池单元，这些电池单元被电互连以提供四十至四百伏特和充足的电力至电牵引马达，以驱动车辆。有时，电池单元组在形成指定的电池电压和功率要求时被放置在袋或封装中以便于组装和互连。期望降低生产每个电化学单元的各个元件的成本，并且持续期望改进电池的每个元件的功能和可靠性。

发明内容

提供了用于制造袋式电池单元的方法。该方法包括在第一袋层与第二袋层之间设置阳极和阴极，以及经由激光沿着外围密封路径将热施加到第一袋层或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层，以形成结合第一袋层和第二袋层的外围密封件，从而形成包封阳极和阴极的袋。每个袋层可包括内部热活化的聚合物粘合剂层、中间铝层和外部耐腐蚀聚合物层。阳极可以具有突出通过袋的阳极片，并且阴极可以具有突出通过袋的阴极片。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层对于激光可以是透明的。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有约1微米至约100微米的厚度。第一袋层和/或第二袋层的外部耐腐蚀聚合物层可以具有小于约10％的激光吸收率。第一袋层和/或第二袋层的中间铝层可以具有约50微米至约150微米的厚度。第一袋层和/或第二袋层的内部热活化的聚合物粘合剂层可以具有约1微米至约100微米的厚度。激光可以具有约800纳米至约2，000纳米的波长。激光可以具有平顶光束分布。激光器可在横向振荡、椭圆振荡或圆形振荡模式中沿着外围密封路径施加热。

袋式电池单元可包括：第一袋层，该第一袋层具有第一内部热活化的聚合物粘合剂层、第一中间铝层，以及第一外部耐腐蚀聚合物层；第二袋层，该第二袋层具有第二内部热活化的聚合物粘合剂层、第二中间铝层，以及第二外部耐腐蚀聚合物层；一个或多个电极对，该一个或多个电极对设置在第一袋层与第二袋层之间，其中每个电极对包括阳极和阴极，以及外围密封件，该外围密封件连接第一袋层和第二袋层，以形成包封一个或多个电极对的袋。外围密封件是通过经由激光沿着外围密封路径将热施加到第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物而形成的。一个或多个电极对中的至少一个阳极可以包括突出通过袋的阳极片，并且一个或多个电极对中的至少一个阴极可以包括突出通过袋的阴极片。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以对激光是透明的。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以具有约1微米至约100微米的厚度。第一外部耐腐蚀聚合物层或第二外部耐腐蚀聚合物层中的一个或多个可以具有小于约10％的激光吸收率。第一中间铝层或第二中间铝层中的一个或多个可以具有约50微米至约150微米的厚度。第一内部热活化的聚合物粘合剂层或第二内部热活化的聚合物粘合剂层中的一个或多个可以具有约1微米至约100微米的厚度。外围密封件可以通过经由具有约800纳米至约2，000纳米的波长的激光沿着外围密封路径施加热而形成。外围密封件可以通过经由具有平顶光束分布的激光沿着外围密封路径施加热而形成。外围密封件将可以通过经由激光以横向振荡、椭圆振荡或圆形振荡模式沿着外围密封路径的加施热而形成。