一種軟包電芯模塊及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池部件及其制作方法，更具體地說(shuō)，它涉及一種軟包電芯模塊及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)日漸成熟，各生產(chǎn)廠家規(guī)模也日益擴(kuò)大。作為鋰離子電池的一種，軟包電芯電池組以其重量輕、比能量大、防爆性好、續(xù)航能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)逐漸在市場(chǎng)上體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，但是也遇到一些較大的難題，制約了軟包電芯電池組的更大規(guī)模應(yīng)用。由于軟包電芯的封裝材料偏軟，而且出于防爆安全的考慮，封裝材料也不能采用強(qiáng)度太大的封裝方式，這些因素使軟包電芯無(wú)法具有足夠的結(jié)構(gòu)剛性，因此目前軟包電芯最主要的問題是尺寸誤差大，組裝困難，電芯表面封裝膜極易破損，導(dǎo)致電解液泄漏，甚至有可能引發(fā)起火危險(xiǎn)。公開號(hào)為CN204011495U的實(shí)用新型于2014年12月10日公開了一種軟包電芯模塊化結(jié)構(gòu)，包括端部設(shè)置有極耳的軟包電芯，所述的軟包電芯外部設(shè)置有與軟包電芯相配合的固定模塊裝置，所述的固定模塊裝置包括模塊上蓋、模塊底座和連接銅件，所述的模塊上蓋上設(shè)有上蓋連接槽口和與軟包電芯相配合的上蓋容納腔，所述的模塊底座上設(shè)有底座連接槽口和與上蓋容納腔相配合的底座容納腔，所述的連接銅件內(nèi)置在模塊底座中并且分別與上蓋連接槽口和底座連接槽口相嵌合。該軟包電芯模塊化結(jié)構(gòu)，通過(guò)用固定模塊裝置將軟包電芯完全包裹起來(lái)，能夠有效避免電芯在搬運(yùn)、組裝過(guò)程中造成電芯損壞，保護(hù)電芯不受外在因素的破壞，降低電芯報(bào)廢率，節(jié)約成本。但該軟包電芯模塊化結(jié)構(gòu)通過(guò)模塊上蓋、模塊底座將軟包電芯包裹起來(lái)，需要通過(guò)裝配的方式實(shí)現(xiàn)，這使得生產(chǎn)效率受到制約。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]現(xiàn)有的軟包電芯尺寸誤差大，組裝困難，電芯表面封裝膜極易破損，導(dǎo)致電解液泄漏，甚至有可能引發(fā)起火危險(xiǎn)，為克服這些缺陷，本發(fā)明提供了一種能使軟包電芯單元尺寸一致，消除軟包電芯裝配成組時(shí)的尺寸誤差，提高軟包電芯單元的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，適于實(shí)現(xiàn)軟包電芯動(dòng)力電池全自動(dòng)化生產(chǎn)，大幅提高生產(chǎn)效率的軟包電芯模塊及其制作方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種軟包電芯模塊，包括軟包電芯，還包括電芯邊框，電芯邊框套設(shè)于軟包電芯四周，電芯邊框的內(nèi)壁與軟包電芯間填充有固化的固定膠。本軟包電芯模塊是將軟包電芯通過(guò)注塑方式與電芯邊框結(jié)合成一體，注塑冷卻后固化的固定膠將軟包電芯四周封閉及固定，電芯邊框和固化的固定膠對(duì)軟包電芯的四周形成保護(hù)，提高軟包電芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，有效地解決了軟包電芯在生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中易造成電芯破損的問題，大大地提高了電芯合格率，而且用統(tǒng)一尺寸的電芯邊框套在軟包電芯外，即使軟包電芯尺寸不穩(wěn)定，也能確保作為整體的電芯模塊的尺寸一致。有了尺寸一致的電芯模塊作為基本單元，就能通過(guò)多個(gè)電芯模塊的組合，構(gòu)成外形整齊、規(guī)則的軟包電芯電池或電池組，并能較好地控制軟包電芯電池或電池組的尺寸誤差。同時(shí)外形尺寸統(tǒng)一的軟包電芯模塊更容易進(jìn)行定位、裝配，便于實(shí)現(xiàn)軟包電芯動(dòng)力電池的全自動(dòng)化生產(chǎn)，能大幅提高生產(chǎn)效率。
[0005]作為優(yōu)選，所述的固定膠的材質(zhì)為聚酰胺。本軟包電芯模塊是在軟包電芯外部用固定膠進(jìn)行二次注塑制作而成，軟包電芯不宜承受過(guò)高溫度，因此制作時(shí)選用的固定膠應(yīng)有較低的熔點(diǎn)，固化后還要有較好的結(jié)合強(qiáng)度，聚酰胺是一種符合這些條件且常見易得的材料。
[0006]作為優(yōu)選，電芯邊框的端部設(shè)有電芯極耳卡槽，軟包電芯上的電芯極耳適配地卡接在電芯極耳卡槽中。電芯極耳是軟包電芯上的突出部位，設(shè)置電芯極耳卡槽并將電芯極耳卡入電芯極耳卡槽中，電芯極耳不僅不會(huì)妨礙軟包電芯進(jìn)入電芯邊框內(nèi)部，還可以通過(guò)電芯極耳與電芯極耳卡槽的卡接使軟包電芯在電芯邊框內(nèi)定位，避免軟包電芯的晃動(dòng)，方便固定膠的注入。
[0007]作為優(yōu)選，電芯邊框外側(cè)面上設(shè)有捆綁卡槽，捆綁卡槽的走向與電芯邊框的軸向相同。多個(gè)軟包電芯模塊堆疊成組時(shí)可用捆綁帶收緊固定，防止松散，設(shè)置捆綁卡槽便于捆綁帶繞在電芯邊框外時(shí)嵌入，避免捆綁帶打滑松脫。
[0008]作為優(yōu)選，電芯邊框上設(shè)有匯流排固定柱。多個(gè)軟包電芯模塊堆疊成組后需要安裝匯流排作為外接電線的接入端子，匯流排固定柱可用來(lái)固定匯流排，方便軟包電芯組合成軟包電芯電池組后的使用。
[0009]作為優(yōu)選，電芯邊框的材質(zhì)為ABS塑料。制作軟包電芯模塊時(shí)電芯邊框需要與軟包電芯一起進(jìn)行二次注塑，在此過(guò)程中電芯邊框會(huì)接觸熔融的固定膠，電芯邊框必須保持形態(tài)而不被固定膠熔融或熔軟，因此電芯邊框的熔點(diǎn)必須高于固定膠的熔點(diǎn)，而且作為軟包電芯模塊最外層結(jié)構(gòu)的電芯邊框必須具有較好的強(qiáng)度，ABS塑料容易滿足上述條件且常用易得。
[0010]作為優(yōu)選，電芯邊框呈矩形。矩形的電芯邊框具有規(guī)則的形狀，制成的軟包電芯模塊以及軟包電芯電池組也有規(guī)則的外形，其上的平直邊角可以用來(lái)進(jìn)行方便的定位或安裝。
[0011 ] 一種所述的軟包電芯模塊的制作方法，包括下列步驟:
A.制作用于復(fù)合軟包電芯與電芯邊框的膠合模具并安裝到注塑機(jī)上，注塑機(jī)中投入固定膠的固體顆粒并熔融；
B.將電芯邊框定位在所述膠合模具的型腔中，將軟包電芯置于電芯邊框內(nèi)，合模，啟動(dòng)注塑機(jī)，在注塑溫度為120?150°C，注塑壓力為1.5?2kgf/平方厘米的條件下進(jìn)行固定膠在膠合模具型腔中的射膠以填充合模后膠合模具型腔中的空隙；
C.保持合模15?20秒，模具溫度控制在45?55°C；
D.開模，取出軟包電芯與電芯邊框復(fù)合而成的軟包電芯模塊。
[0012]軟包電芯內(nèi)填電介質(zhì)，不宜承受外部的高溫和高壓，在注塑工藝中，120?150°C的溫度，1.5?2kgf/平方厘米的壓力都屬于較低的數(shù)值，在此相對(duì)較低的溫度級(jí)壓力下對(duì)軟包電芯和電芯邊框進(jìn)行二次注塑，不容易對(duì)軟包電芯造成破壞。注塑后冷卻，選用15?20秒的冷卻時(shí)間，以及45?55°C的冷卻溫度，既可以保證注塑后的固定膠能形成均質(zhì)、牢固的固化膠體，又不至于過(guò)多拉長(zhǎng)軟包電芯模塊的成型周期，這樣可在軟包電芯模塊生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)效率上取得較好平衡。
[0013]作為優(yōu)選，所述膠合模具每一次從合模到開模的周期為25?30秒。25?30秒的軟包電芯模塊成型周期既便于較好地控制軟包電芯模塊生產(chǎn)品質(zhì)，又不會(huì)影響生產(chǎn)效率。
[0014]一種電動(dòng)車，包括應(yīng)用前述的制作方法制成的軟包電芯模塊。應(yīng)用前述的制作方法制成的軟包電芯模塊除了保留原有的比能量大、重量輕等優(yōu)點(diǎn)外，還能更好地控制尺寸誤差，提高軟包電芯的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而更易于高效大批量生產(chǎn)，持續(xù)推動(dòng)電動(dòng)車動(dòng)力性能的改進(jìn)。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
提高軟包電芯單元尺寸一致性。本發(fā)明中，軟包電芯與規(guī)則外形的電芯邊框整合為軟包電芯模塊，具有電芯邊框賦予的統(tǒng)一尺寸，成為易于裝配組合、儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)氖?