不锈钢复合板和电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种不锈钢复合板和电池。


背景技术：

2.现有的纽扣电池，其电池壳由正极壳体和、负极壳体和绝缘塑料套拼接形成，正极壳体和负极壳体之间需要绝缘以避免纽扣电池短路；相关技术通过在正极壳体和负极壳体之间设置绝缘膜来实现绝缘，在相关生产过程中，通过正极壳体和负极壳体相互挤压绝缘塑料套进行完成整个壳体的密封，并将正极壳体与负极壳体焊接固定，在加工过程中由于现有的壳体封装仅仅靠正极壳体和负极壳体的挤压，这样导致密封效果差，导致大量的扣式电池存在漏液，绝缘膜的设置难度较大，导致纽扣电池的加工难度较大，降低了加工效率。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种用于电池壳体的不锈钢复合板，旨在解决如何提高电池加工效率和密封性差的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的不锈钢复合板至少依次具有第一不锈钢层、绝缘粘接层和第二不锈钢层；
5.所述第一不锈钢层用于与电池壳体内部的电芯的其中一电极电导通，以及用于防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；
6.所述绝缘粘接层用于防止所述第一不锈钢层与所述第二不锈钢层电导通，耐电解液腐蚀以及防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；
7.所述第二不锈钢层用于与电池壳体内部的电芯的另外一电极电导通，以及用于防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部。
8.可选地，所述第一不锈钢层的厚度d1为0.1mm
‑
5mm；和/或，所述第二不锈钢层的厚度d3为0.1mm
‑
5mm。
9.可选地，所述绝缘粘接层的厚度d2为0.05mm
‑
10mm。
10.可选地，所述第一不锈钢层为的材质为sus304，和/或所述第二不锈钢层的材质为sus304。
11.可选地，所述绝缘粘接层的材质为pp、pfa、pvdf、ptfe、etfe和pvc中的一种或多种。
12.可选地，所述绝缘粘接层在冷却常温下与所述第一不锈钢层、所述第二不锈钢层之间的粘接强度大于等于1.0n每平方毫米，且小于等于5.0n每平方毫米。
13.可选地，所述绝缘粘接层在大于等于100℃，且小于等于850℃下融化与所述第一不锈钢层、所述第二不锈钢层进行无缝粘接。
14.可选地，所述第一不锈钢层靠近所述绝缘粘接层的第一表层设置有第一粘接增强层，用于加强与所述绝缘粘接层之间的粘结强度；和/或所述第二不锈钢层靠近所述绝缘粘
接层的第二表层设置有第二粘接增强层，用于加强与所述绝缘粘接层之间的粘结强度。
15.可选地，所述第一粘接增强层为所述第一不锈钢层靠近所述绝缘粘接层的第一表层通过喷砂进行处理，形成均匀的第一毛面层；和/或所述第二粘接增强层为所述第二不锈钢层靠近所述绝缘粘接层的第二表层通过喷砂进行处理，形成均匀的第二毛面层。
16.可选地，所述第一粘接增强层为凸出所述第一表层并与所述第一表层具有一定倾斜角度的第一倾斜片，所述第一倾斜片的高度h1小于所述绝缘粘接层的厚度d2，所述第二粘接增强层为凸出所述第二表层并与所述第二表层具有一定倾斜角度的第二倾斜片，所述第二倾斜片的高度h2小于所述绝缘粘接层的厚度d2，所述第一倾斜片与所述第二倾斜片倾斜方向相反，彼此相互交替设置。
17.可选地，所述第一粘接增强层为凹陷所述第一表层的第一凹槽，所述第一凹槽的凹陷方向远离所述绝缘粘接层方向；和/或第二粘接增强层为凹陷所述第二表层的第二凹槽，所述第二凹槽的凹陷方向远离所述绝缘粘接层方向。
18.本实用新型还提出一种电池，该电池包括电池壳体，所述电池壳体至少部分为一种不锈钢复合板，所述不锈钢复合板至少依次具有第一不锈钢层、绝缘粘接层和第二不锈钢层；所述第一不锈钢层用于与电池壳体内部的电芯的其中一电极电导通，以及用于防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；所述绝缘粘接层用于防止所述第一不锈钢层与所述第二不锈钢层电导通，耐电解液腐蚀以及防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；
19.所述电池壳体内至少具有正极、负极和电解质的电池元件，所述正极与所述第一不锈钢层电导通，所述负极与所述第二不锈钢层电导通。
20.本实用新型技术方案中，不锈钢复合板制成后，可将第一不锈钢层和第二不锈钢层继续加工形成电池壳体的形状，其中，第一不锈钢层可形成正极外壳，第二不锈钢层可形成负极外壳，正极外壳和负极外壳可通过绝缘粘接层实现密封且绝缘连接，由此，降低了电池壳体的加工难度，提高了对电池的加工效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本实用新型不锈钢复合板一实施例的结构示意图；
23.图2为本实用新型不锈钢复合板一实施例的剖面示意图；
24.图3为本实用新型不锈钢复合板另一实施例的剖面示意图；
25.图4为本实用新型不锈钢复合板又一实施例的剖面示意图；
26.图5为本实用新型不锈钢复合板再一实施例的剖面示意图；
27.图6为本实用新型电池一实施例的剖面示意图。
28.附图标号说明：
[0029][0030][0031]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0032]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0034]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035]
本实用新型提出一种不锈钢复合板，用于电池壳体。
[0036]
在本实用新型实施例中，如图1至图5所示，所述不锈钢复合板至少依次具有第一不锈钢层10、绝缘粘接层30和第二不锈钢层20；所述第一不锈钢层10的厚度d1为0.1mm
‑
5mm，用于与电池壳体内部的电芯的其中一电极电导通，以及用于防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；具体的举例说明，d1可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm应该理解为具体的不锈钢厚度可以根据具体的产品进行具体设计，对于小型的扣式电池，优选的选择厚度d1为0.1mm
‑
0.25mm，而对于动力电池，电瓶车电池等为了确保安全性，优选的厚度优选的选择厚度d1为1mm
‑
3mm。
[0037]
所述绝缘粘接层30的厚度d2为0.05mm
‑
10mm，用于防止所述第一不锈钢层10与所述第二不锈钢层20电导通，耐电解液腐蚀以及防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；具体的举例说明，d2可以为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、3.0mm、4mm、5.0mm、6.0mm、7.0mm、8.0mm、9.0mm、10.0mm，应该理解为具体的绝缘粘接层厚度可以根据具体的产品进行具体设计，对于小型
的扣式电池，优选的选择厚度d2为0.15mm
‑
0.25mm，而对于动力电池，电瓶车电池等为了确保安全性，优选的厚度优选的选择厚度d2为1mm
‑
5mm，为了确保能够与第一不锈钢层和第二不锈钢层之间能够粘接牢靠，同时避免之间接触短路，厚度相对比较厚比较好，但是由于绝缘粘接层存在一定的渗透，也需要尽可能减少其外漏的部分。
[0038]
所述第二不锈钢层20的厚度d3为0.1mm
‑
5mm，用于与电池壳体内部的电芯的另外一电极电导通，以及用于防止电池壳体外部水分渗透到壳体内部；具体的举例说明，d3可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm、4.5mm、5.0mm应该理解为具体的不锈钢厚度可以根据具体的产品进行具体设计，对于小型的扣式电池，优选的选择厚度d3为0.1mm
‑
0.25mm，而对于动力电池，电瓶车电池等为了确保安全性，优选的厚度优选的选择厚度d3为1mm
‑
3mm。
[0039]
在电池壳体密封之前，所述绝缘粘接层30在大于等于100℃下融化与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20进行无缝粘接，且在冷却常温下与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20之间的粘接强度大于等于1.0n每平方毫米，温度大于等于100℃，第一是为了对于绝缘粘接层30的融化，同时温度大于等于可以使第一不锈钢层10和第二不锈钢层20表面的存在的水分，油脂等进行挥发，确保绝缘粘接层30与第一不锈钢层10和第二不锈钢层20粘接强度。
[0040]
第一不锈钢层10和第二不锈钢层20设置为不锈钢板，绝缘粘接层30形成第一不锈钢层10与第二不锈钢层20之间的夹层。绝缘粘接层30的具体材料不做限制，只需满足可将第一不锈钢层10和第二不锈钢层20粘固，同时能够防止电解液的腐蚀且第一不锈钢层10和第二不锈钢层20不会通过绝缘粘接层30电导通即可。
[0041]
举例而言，绝缘粘接层30的材质可为pp(聚丙烯)、pfa(少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)、pvdf(聚偏氟乙烯)、ptfe(聚四氟乙烯)、etfe(乙烯
‑
四氟乙烯共聚物)、pvc(聚氯乙烯)中的一种或多种。不锈钢复合板可被加工成电池壳体，再与电芯、电解质组合形成纽扣电池。其中，第一不锈钢层10可形成正极外壳，第二不锈钢层20可形成负极外壳，正极外壳与电芯的正极40连接，负极外壳与电芯的负极50连接，正极外壳与负极外壳之间即通过绝缘粘接层30实现绝缘且密封连接，从而既可防止电解质泄露，又可防止外部水分渗透进电池壳体内部。
[0042]
绝缘粘接层30具有耐腐蚀性，以避免被电解质腐蚀受损，与现有的电池壳体相比，由于绝缘粘接层30与第一不锈钢层10和第二不锈钢层20之间进行无缝粘接的，并且是在电池壳封装之前就做好的，这样便于生产加工，同时提高了电池壳体的密封性，同时当绝缘粘接层30超过粘接强度的时候，还可裂开，对电池起到保护作用，避免由于一些情况导致电池内部产生大量气体爆炸。
[0043]
将第一不锈钢层10的厚度d1和第二不锈钢层20的厚度d3设置为0.1mm
‑
5mm，既可使第一不锈钢层10和第二不锈钢层20具有足够的结构强度，又可合理控制由不锈钢复合板所制成的电池壳体的整体尺寸。将绝缘粘接层30的厚度d2设置为0.05mm
‑
10mm，使得在后续加工不锈钢复合板的过程中，绝缘粘接层30能稳定承受温度或外部作用力的变化，以提高绝缘粘接层30的粘固稳定性，同时能合理控制由不锈钢复合板所制成的电池壳体的整体尺寸。
[0044]
绝缘粘接层30在冷却常温下与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20之间的
粘接强度设置为大于等于1.0n每平方毫米，可在后续加工不锈钢复合板或使用由不锈钢复合板所制成的电池的过程中，防止第一不锈钢层10或第二不锈钢层20轻易从绝缘粘接层30脱落，以保证不锈钢复合板的结构稳定性。具体地，所述绝缘粘接层30在冷却常温下与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20之间的粘接强度小于等于5.0n/mm，以防止不锈钢复合板的内部应力过高，从而可避免在加工不锈钢复合板时第一不锈钢层10或第二不锈钢层20因内部作用力而破损，同时对电池起到保护作用。
[0045]
所述第一不锈钢层10为的材质为sus304，和/或所述第二不锈钢层20的材质为sus304。sus304即304不锈钢，含有较高的镍且在室温下呈奥氏体单相组织，具有较高的耐蚀性，较好的冷作成型和焊接性，在低温、室温及高温下均有较高的塑性和韧性。将第一不锈钢层10和第二不锈钢层20设置为sus304，可保证不锈钢复合板在加工过程中的结构稳定性，以及作为电池壳体使用时的化学稳定性。
[0046]
由于在加工成电池壳体之前，不锈钢复合板本身就已实现了第一不锈钢层10和第二不锈钢层20的绝缘连接，因此，将第一不锈钢层10和第二不锈钢层20加工形成正极外壳和负极外壳后，正极外壳和负极外壳不再需要通过其它工序来实现连接或绝缘，由此，可降低电池壳体的加工难度，提高电池的加工效率。
[0047]
本实用新型技术方案中，将绝缘粘接层30在大于等于100℃下融化与第一不锈钢层10、第二不锈钢层20进行无缝粘接，将冷却常温下绝缘粘接层30与第一不锈钢层10、第二不锈钢层20的粘接强度调整为大于等于0.1n每平方毫米，并将第一不锈钢层10和第二不锈钢层20的厚度设置为0.1mm
‑
5mm，以及将绝缘粘接层30的厚度设置为0.1mm
‑
10mm，从而既可保证第一不锈钢层10和第二不锈钢层20绝缘连接，又可保证不锈钢层和绝缘粘接层30的稳定性；不锈钢复合板制成后，可将第一不锈钢层10和第二不锈钢层20继续加工形成电池壳体的形状，其中，第一不锈钢层10可形成正极外壳，第二不锈钢层20可形成负极外壳，正极外壳和负极外壳可通过绝缘粘接层30实现密封且绝缘连接，由此，降低了电池壳体的加工难度，提高了对电池的加工效率。
[0048]
在一实施例中，所述绝缘粘接层30在小于等于850℃下融化与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20进行无缝粘接。也就是说，绝缘粘接层30是在100℃
‑
850℃下融化与所述第一不锈钢层10、所述第二不锈钢层20进行无缝粘接，如此，既可使绝缘粘接层30充分融化以与第一不锈钢层10和第二不锈钢层20充分接触，从而保证绝缘粘接层30的粘接强度；又可防止温度过高而破坏绝缘粘接层30的分子结构，防止绝缘粘接层30失去粘固性或绝缘性，以保证绝缘粘接层30的结构稳定性，举例说明，具体的温度可以为100℃、105℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、180℃、200℃、250℃、300℃、500℃、600℃、700℃、800℃、850℃，应该理解为具体的温度根据具体绝缘粘接层30而定，不构成限制，在绝缘粘接层30进行融化的同时不破坏其材料本身的特性的温度范围内实现绝缘粘接层30与第一不锈钢层10和第二不锈钢层20之间无缝的粘接。
[0049]
在一实施例中，如图3至图5所示，所述第一不锈钢层10靠近所述绝缘粘接层30的第一表层设置有第一粘接增强层11，用于加强与所述绝缘粘接层30之间的粘结强度；和/或所述第二不锈钢层20靠近所述绝缘粘接层30的第二表层设置有第二粘接增强层21，用于加强与所述绝缘粘接层30之间的粘结强度。第一粘接增强层11的具体形式不做限制，只需满足可增大与绝缘粘接层30的连接面积，以加强粘接强度即可。举例而言，第一粘接增强层11
可设置为凸起。第二粘接增强层21的具体形式和作用可参考第一粘接增强层11，需要说明的是，第一粘接增强层11与第二粘接增强层21可隔着绝缘粘接层30间接配合，以进一步提高第一不锈钢层10、第二不锈钢层20与绝缘粘接层30三者的结合稳定性。
[0050]
具体地，如图3所示，所述第一粘接增强层11为所述第一不锈钢层10靠近所述绝缘粘接层30的第一表层通过喷砂进行处理，形成均匀的第一毛面层；和/或所述第二粘接增强层21为所述第二不锈钢层20靠近所述绝缘粘接层30的第二表层通过喷砂进行处理，形成均匀的第二毛面层。可以理解，本实施例中的均匀并非指绝对均匀，而是第一表层经喷砂处理后形成的自然均匀毛面。第一毛面层能使第一表层各个部位与绝缘粘接层30叠的粘附力更加均匀，从而避免应力集中。同样地，第二毛面层也能使第二表层各个部位与绝缘粘接层30的粘附力更加均匀。通过喷砂处理来形成第一粘接增强层11和第二粘接增强层21，可简化第一粘接增强层11和第二粘接增强层21的加工方式，以提高加工效率。
[0051]
如图4所示，所述第一粘接增强层11为凸出所述第一表层并与所述第一表层具有一定倾斜角度的第一倾斜片111，所述第一倾斜片111的高度h1小于所述绝缘粘接层30的厚度d2，所述第二粘接增强层21为凸出所述第二表层并与所述第二表层具有一定倾斜角度的第二倾斜片211，所述第二倾斜片211的高度h2小于所述绝缘粘接层30的厚度d2，所述第一倾斜片111与所述第二倾斜片211倾斜方向相反，彼此相互交替设置。第一倾斜片111的数量为多个并分布于第一表层，融化的粘接绝缘层可填充于相邻两第一倾斜片111之间的空间，以与各第一倾斜片111的侧面粘附连接。第一倾斜片111的高度即第一倾斜片111末端与第一表层的垂直间距，第一倾斜片111的高度小于绝缘粘接层30的厚度，可避免第一倾斜片111穿过绝缘粘接层30后与第二不锈钢层20接触。第二倾斜片211的分布方式和作用可参考第一倾斜片111。第一倾斜片111和第二倾斜片211在长度方向上彼此相互交替设置，可使插入绝缘粘接层30后的第一倾斜片111和第二倾斜片211能彼此相邻，从而可在不减少绝缘粘接层30厚度的基础上使第一不锈钢层10和第二不锈钢层20能更加靠近，以提高不锈钢复合板的结构强度。
[0052]
如图5所示，所述第一粘接增强层11为凹陷所述第一表层的第一凹槽112，所述第一凹槽112的凹陷方向远离所述绝缘粘接层30方向；和/或第二粘接增强层21为凹陷所述第二表层的第二凹槽212，所述第二凹槽212的凹陷方向远离所述绝缘粘接层30方向。第一凹槽112的数量为多个，多个第一凹槽112分布于第一表层，融化的绝缘粘接层30能填充于第一凹槽112中，以增加与第一表层的连接面积，从而加强第一不锈钢层10与第一粘接层的粘接强度。第二凹槽212的排布方式和作用可参考第一凹槽112，在此不再赘述。
[0053]
如图6所示，本实用新型还提出一种电池，该电池包括电池壳体，该电池壳体至少部分为一种不锈钢复合板，该不锈钢复合板的具体结构参照上述实施例，由于本电池采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，所述电池壳体内至少具有正极40、负极50和电解质的电池元件，所述正极40与所述第一不锈钢层10电导通，所述负极50与所述第二不锈钢层20电导通。可以理解，第一不锈钢层10和第二不锈钢层20可以通过弯折形成电池壳体，也可以通过连接不锈钢板的方式形成电池壳体。
[0054]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变
换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。