壳体结构、电池、制备方法、电池包及用电设备与流程

本技术涉及电池，具体涉及一种电池的壳体结构、电池、电池的制备方法、电池包及用电设备。

背景技术：

1、在电池的生产过程中，加工工艺通常伴随壳体的形变过程。示例性地，通常采用滚槽工艺，以硬质合金滚轮沿镀壳体周向渐进施压，于端部形成用于与盖板机械咬合并配合密封圈实现密封的卷压部。然而，该滚槽工艺会使壳体表面原有的防护层（如镍层）因机械滚压而产生微裂纹或局部破损，由于部分壳体结构未对形成的凹槽对应的区域进行有针对性的保护，壳体的基体层（如钢材）直接暴露于外部，外部潮湿空气等腐蚀介质可能引发腐蚀，而使壳体的结构受损，严重时可导致壳体穿孔、电解液泄漏，造成电池失效甚至安全风险。

技术实现思路

1、为了解决上述至少一个问题，本技术实施方式提供了一种电池的壳体结构、电池、电池的制备方法、电池包及用电设备。

2、本技术提供一种电池的壳体结构。所述壳体结构包括壳体。所述壳体包括底壁和自所述底壁周缘延伸的侧壁，所述侧壁形成有凹槽。所述壳体的外侧面设有第一保护子层及第二保护子层，所述第一保护子层至少覆盖所述凹槽的外侧面。所述第二保护子层至少覆盖所述第一保护子层。

3、在某些实施方式中，所述侧壁包括本体部、卷压部及压接部。在远离所述底壁的方向上，所述本体部、所述卷压部与所述压接部依次相接，所述卷压部相对所述本体部朝所述壳体结构的中心突出，而形成所述凹槽。所述卷压部与所述压接部共同形成容纳腔。所述压接部包括第一子部和第二子部，所述第一子部的相对两端分别与所述卷压部和所述第二子部连接，所述第二子部与所述底壁间隔相对。所述壳体结构还包括密封圈，所述密封圈容置于所述容纳腔内，并密封所述壳体结构。

4、在某些实施方式中，所述第一保护子层还覆盖所述压接部的至少部分外侧面，所述第二保护子层完全覆盖所述第一保护子层。

5、在某些实施方式中，所述第一保护子层覆盖所述本体部的至少部分外侧面，所述第二保护子层完全覆盖所述第一保护子层。

6、在某些实施方式中，所述第一保护子层的厚度t1与所述壳体的厚度t满足：0.2≤t1/t≤1.0。

7、在某些实施方式中，所述壳体的厚度t满足：0.1mm≤t≤0.6mm。

8、在某些实施方式中，所述第一保护子层为有机硅层、聚氨酯层、环氧树脂层、光固化层中的至少一种；在所述第一保护子层为有机硅层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.1mm≤t1≤0.5mm；在所述第一保护子层为聚氨酯层或环氧树脂层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.05mm≤t1≤0.50mm；在所述第一保护子层为光固化层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.05mm≤t1≤0.30mm。

9、在某些实施方式中，所述第二保护子层的厚度t2满足：0.05mm≤t2≤0.40mm。

10、在某些实施方式中，所述第二保护子层为聚氯乙烯层、聚对苯二甲酸乙二醇酯层、聚酰亚胺层中的至少一种。

11、在某些实施方式中，所述壳体包括基体层和功能层，所述基体层包括在所述壳体的厚度方向上相背的内表面和外表面，所述功能层覆盖所述内表面和/或所述外表面，所述第一保护子层的厚度t1与所述功能层的厚度t3满足：5t3≤t1。

12、在某些实施方式中，在所述壳体的轴向上，所述凹槽的开口尺寸w满足：0

13、在某些实施方式中，所述第一保护子层的厚度t1与所述壳体的厚度t满足：0.4≤t1/t≤0.6。

14、在某些实施方式中，所述壳体的厚度t满足：0.2mm≤t≤0.5mm。

15、在某些实施方式中，所述第一保护子层为有机硅层、聚氨酯层、环氧树脂层、光固化层中的至少一种；在所述第一保护子层为有机硅层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.2mm≤t1≤0.4mm；在所述第一保护子层为聚氨酯层或环氧树脂层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.20mm≤t1≤0.35mm；在所述第一保护子层为光固化层的情况下，所述第一保护子层的厚度t1满足：0.10mm≤t1≤0.25mm。

16、在某些实施方式中，所述第二保护子层的厚度t2满足：0.10mm≤t2≤0.30m。

17、在某些实施方式中，在所述壳体的径向上，所述凹槽对应的外侧面与所述压接部与所述卷压部的连接处的最大距离d1满足：0

18、在某些实施方式中，所述第一保护子层延伸至所述压接部的径向距离d2满足：0.5mm≤d2≤4mm。

19、在某些实施方式中，所述第一保护子层延伸至所述本体部的径向距离d3满足：0.5mm≤d3≤4mm。

20、在某些实施方式中，所述第一保护子层延伸至所述压接部的轴向距离d4满足：1mm≤d4≤8mm。

21、在某些实施方式中，所述第一保护子层延伸至所述本体部的轴向距离d5满足：1mm≤d5≤8mm。

22、在某些实施方式中，所述第一保护子层还延伸至所述压接部的外侧面和/或所述本体部的外侧面，所述第一保护子层在所述壳体径向上的最大宽度lmax与所述卷压部的最小厚度tmin满足：10tmin≤lmax。

23、在某些实施方式中，所述第二保护子层环绕所述壳体结构的外侧壁，所述第二保护子层延伸至所述壳体的压接部和/或本体部，并封闭所述凹槽。

24、在某些实施方式中，第二保护子层是绝缘层。所述第二保护子层具有热缩性。

25、在某些实施方式中，所述壳体包括本体部、卷压部及压接部，并形成一端具有入口的所述凹槽，所述第二保护子层包括两个第一子层及第二子层。两个所述第一子层分别覆盖所述压接部的至少部分外侧面及所述本体部的至少部分外侧面。所述第二子层分别与两个所述第一子层连接，所述第二子层的至少部分通过所述入口伸入所述凹槽并覆盖所述第一保护子层。所述第二子层的厚度大于所述第一子层的厚度。

26、第二方面，本技术提供一种电池。所述电池包括上述任意一个实施方式所述的壳体结构及电极组件。所述壳体结构包括壳体及盖板，所述壳体与所述盖板连接，而形成容置腔。所述电极组件容置于所述容置腔中。

27、在某些实施方式中，所述电池还包括汇流盘，所述汇流盘与所述电极组件电连接。在所述壳体的高度方向上，所述汇流盘设置于所述电极组件与所述盖板之间。所述汇流盘以及盖板的周缘均伸入所述壳体结构的容纳腔，而被所述壳体结构的卷压部及压接部压紧。

28、第三方面，本技术提供一种电池的制备方法。所述制备方法用于制备上述任意一个实施方式所述的电池，所述制备方法包括：提供一种工件，所述工件包括底壁和自所述底壁周缘延伸的侧壁，所述底壁和侧壁围成装载腔；对所述侧壁执行滚槽工艺，使所述侧壁形成本体部及初卷部，所述初卷部与所述本体部连接，并相对所述本体部朝所述装载腔的中心突出，而形成凹陷槽，所述凹陷槽位于所述工件外部，所述工件包括在厚度方向上相背的内侧和外侧；在所述工件的所述外侧形成第一保护子层，所述第一保护子层至少覆盖所述初卷部的所述外侧；将所述电极组件装入形成所述装载腔内，并装载密封圈和盖板至所述初卷部上；对所述侧壁上与所述初卷部连接且远离所述本体部的部分执行扣边操作，以形成所述壳体，所述壳体包括卷压部及压接部，所述卷压部由所述初卷部形成，所述压接部与所述卷压部远离所述本体部的一端连接，所述凹陷槽形变为凹槽，所述第一保护子层至少覆盖所述凹槽的外侧面；所述凹槽一端具有入口，一端封闭，所述盖板与所述壳体连接，并共同形成容置腔；及，在所述壳体的外侧面环绕设置第二保护子层，所述第二保护子层至少覆盖所述入口，所述第二保护子层至少覆盖所述第一保护子层。

29、在某些实施方式中，所述在所述工件的所述外侧形成第一保护子层，包括：将保护基质至少设置于所述初卷部的所述外侧；及，固化所述保护基质以形成所述第一保护子层。

30、在某些实施方式中，所述将保护基质设置于所述初卷部的所述外侧，包括：在所述保护基质为有机硅的情况下，在所述初卷部的所述外侧点涂、喷涂或刷涂所述保护基质；在所述保护基质为聚氨酯的情况下，在所述初卷部的所述外侧刷涂所述保护基质；在所述保护基质为环氧树脂的情况下，在所述初卷部的所述外侧喷涂所述保护基质；及，在所述保护基质为光固化基质的情况下，在所述初卷部的所述外侧点涂所述保护基质。

31、在某些实施方式中，所述固化所述保护基质并形成所述第一保护子层，包括：在所述保护基质为有机硅的情况下，将设有所述保护基质的所述工件在室温下静置，以使所述保护基质固化，所述静置时间t1满足，2小时≤t1≤24小时，或，加热所述保护基质以使所述保护基质固化，其中，加热温度tem和加热时间t2满足：60度≤tem≤80度，10分钟≤t2≤30分钟；在所述保护基质为聚氨酯的情况下，加热所述保护基质以使所述保护基质固化，其中，加热温度tem和加热时间t2满足：60度≤tem≤80度，10分钟≤t2≤30分钟；在所述保护基质为环氧树脂的情况下，加热所述保护基质以使所述保护基质固化，其中，加热温度tem和加热时间t2满足：80度≤tem≤120度，20分钟≤t2≤60分钟；及，在所述保护基质为光固化基质的情况下，使用紫外光照射所述保护基质以使所述保护基质固化，其中，照射时间t3满足：5秒≤t3≤30秒。

32、在某些实施方式中，所述第二保护子层具有热缩性。所述制备方法还包括：至少加热所述第二保护子层与所述入口相对的区域，而使所述第二保护子层中与所述入口相对的至少部分受热形变，而通过所述入口伸入所述凹槽并覆盖至少部分所述第一保护子层。

33、在某些实施方式中，所述制备方法还包括：将所述电极组件装入形成所述装载腔内，并装载密封圈、盖板及汇流盘至所述初卷部上；及，对所述侧壁上与所述初卷部连接且远离所述本体部的部分执行扣边操作，以形成所述壳体，所述壳体包括卷压部及压接部，所述卷压部由所述初卷部形成，所述压接部与所述卷压部远离所述本体部的一端连接，所述凹陷槽形变为凹槽，所述第一保护子层至少覆盖所述凹槽的外侧面；所述凹槽一端具有入口，一端封闭，所述盖板与所述汇流盘均与所述壳体连接，并共同被所述卷压部及所述压接部压紧，所述盖板与所述壳体共同形成容置腔。

34、第四方面，本技术提供一种电池包。所述电池包包括上述任意一个实施方式所述的电池，或，上述任意一个实施方式所述的制备方法制成的电池。

35、第五方面，本技术提供一种用电设备。所述用电设备包括上述任意一个实施方式所述的电池，或，上述任意一个实施方式所述的制备方法制成的电池，或，上述任意一个实施方式所述的电池包。

36、本技术的电池的壳体结构、电池、电池的制备方法、电池包及用电设备中，壳体的侧壁形成有凹槽。第一保护子层及第二保护子层设置于壳体的外侧面，以用于保护壳体，其中，第一保护子层至少覆盖凹槽的外侧面，以保护较为薄弱的凹槽所在的区域。第二保护子层至少覆盖第一保护子层，以保护第一保护子层，而进一步加强对凹槽所在的区域的保护效果。此时，外部潮湿空气等腐蚀介质与凹槽所在的区域的壳体的接触被阻隔，而不易引发壳体的腐蚀，壳体的结构完整性和可靠性较好，电池的使用寿命和安全性得到了有效地保障。

37、本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。