电池壳、电池及电子装置的制作方法

1.本技术涉及电池的技术领域，特别是涉及一种电池壳、电池及电子装置。


背景技术：

2.电池壳体包括基材层以及设置于基材层上的封印层，电池封装时，由于上下两层封印层在高温作用下进行融合，封印层位于封印位置的材料会熔融，并产生多余溢胶，而多余的溢胶具有流动性，由于挤压而朝电池内部偏移并堆积，堆积的材料易在后续折边过程中或后续电池使用过程中拉扯封印层其它位置的材料，从而易造成壳体的基材层暴露于电解液，形成一定的安全风险。


技术实现要素：

3.本技术提供一种电池壳、电池及电子装置，能够提升具有该电池壳的电池的安全性能。
4.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种电池壳，电池壳包括第一壳体，第一壳体包括第一基材层以及设置于第一基材层上的第一封印层。第一壳体包括第一主体部以及连接于第一主体部侧边的第一侧边部，自第一侧边部至第一主体部的方向为第一方向，沿第一方向，第一封印层位于第一侧边部的部分包括依次连接的第一封印区、第一中间区以及第一弯折区，第一中间区设置有第一凹槽。上述方案中，由第一封印区偏移并堆积到第一中间区的封印材料(第一封印层的材料)能够被第一凹槽容纳，从而减少了最终位于第一中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，降低了第一中间区或第一弯折区位置的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。
5.在一些实施例中，凹槽外露于第一封印层背离第一基材层的壁面。上述方案中，一方面使得第一凹槽能够更易容纳由第一封印区位置偏移来的封印材料，另一方面，也更易于第一凹槽的加工。
6.在一些实施例中，第一封印层的厚度h1与第一凹槽的槽深h2满足0《h2/h1≤2/3。上述方案中，降低了第一封印层失效的风险。
7.在一些实施例中，第一封印层的厚度h1与第一凹槽的槽深h2满足(h1-h2)≥35μm。上述方案中，能够降低第一中间区位于第一凹槽位置的剩余材料因其他原因而出现裂痕的几率，从而提升电池的安全性。
8.在一些实施例中，沿第一方向，第一封印区的宽度尺寸l1以及第一中间区的宽度尺寸l2满足1≤l1/l2≤3。上述方案中，能够匹配由第一封印区偏移至第一中间区的封印材料的体积以及第一中间区对于偏移至第一中间区的封印材料的容纳量，从而降低最终位于第一中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，降低第一中间区的封印材料(第一封印层的材料)被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。
9.在一些实施例中，沿第一方向，第一中间区的宽度尺寸l2满足2
㎜
≤l2≤5
㎜
。上述方案中，能够一方面提升对于偏移至第一中间区的封印材料的容纳量，另一方面也能使得第一中间区沿第一方向的宽度尺寸不会因过大而降低电池的能量密度。
10.在一些实施例中，沿第一方向，第一中间区包括第一部分以及第二部分，第一部分连接于第一封印区，第二部分连接于第一弯折区与第一部分之间，第一凹槽设于第一部分，第二部分的宽度尺寸l3满足0.5
㎜
≤l3≤2
㎜
。上述方案中，第一凹槽远离第一弯折区，故不易受第一弯折区弯折的影响，提升了电池的安全性。
11.在一些实施例中，第一凹槽相对于第一中间区的体积开孔率p1满足10％≤p1≤70％。上述方案中，一方面不会因第一中间区的封印材料去除过多而增大失效的几率，另一方面还能够利于容纳由第一封印区偏移来的封印材料，降低最终位于第一中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，从而降低第一中间区的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。
12.在一些实施例中，第一凹槽的体积与第一封印区的体积之比p2满足30％≤p2≤200％。上述方案中，能够匹配由第一封印区偏移至第一中间区的封印材料的体积以及第一中间区的第一凹槽的容纳量，从而降低最终位于第一中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，降低第一中间区的封印材料(第一封印层的材料)被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。
13.在一些实施例中，第一封印层的材料选自所述第一封印层的材料选自聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚酯、聚碳酸酯以及聚氯乙稀中的至少一种。上述方案中，能够使得第一封印层的材料不易出现偏移堆积的情况。
14.本技术的第二方面还提供了一种电池，电池包括上述任一项的电池壳、电极组件以及第二壳体，第二壳体与第一壳体连接，且与第一壳体共同限定出容置腔。电极组件置于容置腔。上述方案中，电池的安全性更高。
15.在一些实施例中，第二壳体包括第二基材层以及设置于第二基材层上的第二封印层。第二壳体包括第二主体部以及连接于第二主体部侧边的第二侧边部，第二封印层位于第二侧边部的部分包括依次连接的第二封印区、第二中间区以及第二弯折区，第二封印区与第一封印区连接，第二中间区与第一中间区相对，第二弯折区与第一弯折区相对，第二中间区设置有第二凹槽。沿第一中间区的厚度方向观察，第一凹槽与第二凹槽有重合部分。上述方案中，第二中间区设置的第二凹槽同样能够容纳由第二封印区偏移来的封印材料，降低最终位于第二中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，从而降低第二中间区的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第二基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。当第一凹槽与第二凹槽连通时，能够更利于两者容纳由第一封印区以及第二封印区偏移过来的封印材料。
16.本技术的第三方面还提供了一种电子装置，电子装置包括上述任一项的电池。
17.本技术实施例提供的电池壳，由于在第一中间区的位置设置第一凹槽，故第一壳体的第一封印区封印时，由第一封印区偏移并堆积到第一中间区的封印材料(第一封印层的材料)能够被第一凹槽容纳，从而减少了最终位于第一中间区位置堆积的多余的封印材料的体积，降低了第一中间区或第一弯折区位置的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层暴露于电解液的几率，提升了电池的安全性能。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例，还可以根据附图获得其他的附图。
19.图1是本技术第一种实施例提供的第一壳体的沿平行于厚度方向观察的侧视示意图；
20.图2是本技术第一种实施例提供的第一壳体的沿垂直于厚度方向观察的剖视示意图，其中示出了剖视图的局部；
21.图3是本技术第二种实施例提供的第一中间区的局部示意图；
22.图4是本技术第三种实施例提供的第一中间区的局部示意图；
23.图5是本技术第四种实施例提供的第一中间区的局部示意图；
24.图6是本技术第五种实施例提供的第一中间区的局部示意图；
25.图7是申请第一种实施例提供的第二壳体的沿平行于厚度方向观察的侧视示意图；
26.图8是本技术第一种实施例提供的第二壳体的沿垂直于厚度方向观察的剖视示意图，其中示出了剖视图的局部；
27.图9是本技术第一种实施例提供的电池的立体示意图。
具体实施方式
28.为了便于理解本技术，下面结合附图和具体实施例，对本技术进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
29.除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本技术。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.相关技术中，电池包括电池壳以及设置于电池壳内的电极组件。电池壳包括两个壳体(两个壳体下文分别称第一壳体以及第二壳体)，第一壳体以及第二壳体共同限定出容纳电极组件的容置腔。第一壳体以及第二壳体的外周封印连接后弯折。本技术人发现，第一壳体以及第二壳体封印过程中，位于封印位置的封印层的材料会由于挤压而朝向电池壳内部偏移并堆积，堆积的材料易在后续折边过程中或后续电池使用过程中拉扯封印层位于电池壳内部位置的材料，从而易造成壳体的基材层暴露于电解液，形成一定的安全风险。
31.鉴于此，参见图1-9，本技术实施例提供了一种电池壳，该电池壳包括第一壳体100。本技术实施例提供的电池壳可以仅包括第一壳体100，此时“电池壳”为组成电池10的外壳的其中一个部件，电池10的外壳可以包括多个“电池壳”。本技术中的电池壳还可以包括第一壳体100以及第二壳体200，第一壳体100以及第二壳体200连接后共同限定出容纳电极组件的容置腔，此时“电池壳”即为电池10的外壳。本实施例以电池壳仅包括第一壳体100
的实施例进行举例说明。
32.参见图1-2，第一壳体100包括第一基材层110以及设置于第一基材层110上的第一封印层120。第一基材层110以及第一封印层120沿第一壳体100的厚度方向分布。第一基材层110一方面用于支撑防护，另一方面还可以用于进行离子隔绝。具体地，第一基材层110的材料可以选自铝、铝合金及其氧化物；铁、铁合金及其氧化物；镍、镍合金及其氧化物等。第一封印层120一方面用于使第一壳体100封印连接于其他部件(例如第二壳体200)，另一方面还用于使第一基材层110与电解液隔离。具体地，第一封印层120的材料可以选自pp(聚丙烯)/ps(聚苯乙烯)/pe(聚乙烯)/pet(聚酯)/pc(聚碳酸酯)/pvc(聚氯乙稀)中的至少一种。第一壳体100还可以包括其他层，这里不做赘述。
33.第一壳体100包括第一主体部130以及连接于第一主体部130侧边的多个侧边部。当第一主体部130具有四个侧边时，第一壳体100可以具有四个侧边部。本实施例中，以第一壳体100的其中一个侧边部(即下文的第一侧边部140)进行举例说明。当第一壳体100仅具有第一基材层110以及第一封印层120两层结构时，第一侧边部140由第一基材层110的侧边部分以及第一封印层120对应的侧边部分组成。电池10加工完成后，第一壳体100的第一侧边部140用于与其他壳体封印连接，且连接后相较于第一主体部130弯折设置。
34.参见图1，自第一侧边部140至第一主体部130的方向为第一方向x，沿第一方向x，第一封印层120位于第一侧边部140的部分包括依次连接的第一封印区121、第一中间区122以及第一弯折区123。换句话说，第一中间区122的一侧边连接第一封印区121，相对的另一侧边连接第一弯折区123。第一中间区122、第一封印区121以及第一弯折区123为别为第一封印层120位于第一侧边部140的三个部分。第一封印层120位于第一封印区121的部分用于与其他壳体封印连接。第一封印层120位于第一弯折区123的部分在电池10加工完成后相对于第一主体部130弯折布置。第一中间区122为第一封印区121与第一弯折区123之间的部分。
35.特别地，本技术实施例中，第一中间区122设置有第一凹槽124。换句话说，第一封印层120位于第一中间区122的部分通过开设凹槽的形式去除了一部分材料。第一凹槽124的数量、形状、在第一中间区122的布置位置以及开设方式等视具体需求而定。第一凹槽124的数量可以为一个、也可以为多个(大于等于两个)。当第一凹槽124的数量为多个时，各第一凹槽124的形状可以一样、也可以不一样；各第一凹槽124可以规则排布，也可以不规则排布。第一凹槽124的形状可以为矩形槽、圆形槽、椭圆形槽或其它不规则槽体。第一凹槽124可以通过激光清洗等方式加工。一种实施例中，参见图3，第一凹槽124的数量为多个，各第一凹槽124均为矩形槽，各第一凹槽124呈矩形阵列排布。一种实施例中，参见图4，第一凹槽124的数量为多个，且各第一凹槽124均为椭圆形槽，各第一凹槽124呈矩形阵列式排布。一种实施例中，参见图5，第一凹槽124的数量为多个，且各第一凹槽124沿第一方向x单排排布，每个第一凹槽124均沿垂直于第一方向x的方向延伸布置。
36.本技术实施例提供的电池壳，由于在第一中间区122的位置设置第一凹槽124，故第一壳体100的第一封印区121封印时，由第一封印区121偏移并堆积到第一中间区122的封印材料(第一封印层120的材料)能够被第一凹槽124容纳，从而减少了最终位于第一中间区122位置堆积的多余的封印材料的体积，降低了第一中间区122或第一弯折区123位置的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层110暴露于电解液的几率，提升
了电池10的安全性能。
37.第一凹槽124的布置方式视具体需求而定，一种实施例中，第一凹槽124由第一封印层120面向第一基材层110的壁面进行开设。另一种实施例中，第一凹槽124外露于第一封印层120背离第一基材层110的壁面。该方案中，一方面使得第一凹槽124能够更易容纳由第一封印区121位置偏移来的封印材料，另一方面，也更易于第一凹槽124的加工。
38.本技术人考虑到，为了能够容纳更多的封印材料，可以通过增加第一凹槽124的深度来实现。但是为了提升安全性，第一中间区122的位于第一凹槽124位置的剩余的材料厚度需要满足需求。因此，在一种实施例中，参见图1-2，第一封印层120的厚度h1与第一凹槽124的槽深h2满足0《h2/h1≤2/3。示例性地，h2/h1可以为2/3、1/2或1/3等。换句话说，第一凹槽124的深度最多等于原本的第一封印层120厚度的2/3。例如，当第一封印层120的原有厚度为60μm时，第一凹槽124的深度最多为40μm。
39.本技术人还考虑到，为了保证安全性，无论第一凹槽124的深度为多少，最终第一中间区122位于第一凹槽124位置的剩余材料的厚度应满足要求。鉴于此，一种实施例中，第一封印层120的厚度h1与第一凹槽124的槽深h2满足(h1-h2)≥35μm。示例性地，(h1-h2)可以为35μm、40μm、45μm或50μm等。当满足(h1-h2)≥35μm时，能够降低第一中间区122位于第一凹槽124位置的剩余材料因其他原因而出现裂痕的几率，从而提升电池10的安全性。
40.由于第一封印区121沿第一方向x的宽度尺寸对应偏移至第一中间区122的封印材料的体积、第一中间区122沿第一方向x的宽度尺寸限定了对于偏移至第一中间区122的封印材料的容纳量。鉴于此，参见图1-2，一种实施例中，沿第一方向x，第一封印区121的宽度尺寸l1以及第一中间区122的宽度尺寸l2满足1≤l1/l2≤3。示例性地，l1/l2可以为1、1.5、2、2.5或3等。当l1/l2满足上述比例时，能够匹配由第一封印区121偏移至第一中间区122的封印材料的体积以及第一中间区122对于偏移至第一中间区122的封印材料的容纳量，从而降低最终位于第一中间区122位置堆积的多余的封印材料的体积，降低第一中间区122的封印材料(第一封印层120的材料)被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层110暴露于电解液的几率，提升了电池10的安全性能。
41.在一些实施例中，沿第一方向x，第一中间区122的宽度尺寸l2满足2
㎜
≤l2≤5
㎜
。示例性地，l2可以为2
㎜
、3
㎜
、4
㎜
或5
㎜
。当2
㎜
≤l2≤5
㎜
时，能够一方面提升对于偏移至第一中间区122的封印材料的容纳量，另一方面也能使得第一中间区122沿第一方向x的宽度尺寸不会因过大而降低电池10的能量密度。
42.本技术人考虑到，第一弯折区123在电池10加工后需进行弯曲操作，故第一凹槽124需要与第一弯折区123保持一定距离，从而防止第一凹槽124位置剩余的封印材料因受第一弯折区123位置弯折的影响从而出现失效的问题。鉴于此，参见图6，一种实施例中，沿第一方向x，第一中间区122包括第一部分1221以及第二部分1222。第一部分1221连接于第一封印区121，第二部分1222连接于第一弯折区123与第一部分1221之间，第一凹槽124设于第一部分1221。这样，第一凹槽124远离第一弯折区123，故不易受第一弯折区123弯折的影响，提升了电池10的安全性。进一步地，第二部分1222的宽度尺寸l3满足0.5
㎜
≤l3≤2
㎜
。即第一凹槽124至少与第一弯折区123间隔l3。示例性地，l3可以为0.5
㎜
、1
㎜
、1.5
㎜
或2
㎜
。
43.为了降低最终位于第一中间区122位置堆积的多余的封印材料的体积，一种实施例中，第一凹槽124相对于第一中间区122的体积开孔率p1满足10％≤p1≤70％。示例性地，
p1可以为10％、20％、30％、40％、50％、60％或70％。当10％≤p1≤70％时，一方面不会因第一中间区122的封印材料去除过多而增大失效的几率，另一方面还能够利于容纳由第一封印区121偏移来的封印材料，降低最终位于第一中间区122位置堆积的多余的封印材料的体积，从而降低第一中间区122的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层110暴露于电解液的几率，提升了电池10的安全性能。
44.需要注意的是，本技术中，当第一凹槽124的数量为多个时，“p1”定义为所有第一凹槽124相对于第一中间区122的体积开孔率。“体积开孔率”定义为所有第一凹槽124占据的总体积与第一中间区122原有的材料占据的总体积之比。
45.本技术人考虑到，偏移至第一中间区122的封印材料来自第一封印区121，故第一封印区121的体积占比与偏移至第一中间区122的封印材料的体积相关。鉴于此，一种实施例中，第一凹槽124的体积与第一封印区121的体积之比p2满足30％≤p2≤200％。示例性地，p2可以为30％、60％、90％、120％、150％、180％或200％。当30％≤p2≤200％时，能够匹配由第一封印区121偏移至第一中间区122的封印材料的体积以及第一中间区122的第一凹槽124的容纳量，从而降低最终位于第一中间区122位置堆积的多余的封印材料的体积，降低第一中间区122的封印材料(第一封印层120的材料)被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第一基材层110暴露于电解液的几率，提升了电池10的安全性能。
46.参见图7-9，本技术的第二方面还提供了一种电池10，该电池10包括上述任一项的电池壳、电极组件以及第二壳体200。第二壳体200与第一壳体100连接，且与第一壳体100共同限定出容置腔，电极组件置于容置腔。
47.参见图7-8，在一些实施例中，第二壳体200包括第二基材层210以及连接于第二基材层210上的第二封印层220。第二壳体200包括第二主体部230以及连接于第二主体部230侧边的第二侧边部240。第二封印层220位于第二侧边部240的部分包括依次连接的第二封印区221、第二中间区222以及第二弯折区223，第二封印区221域第一封印区121连接，第二中间区222与第一中间区122相对，第二弯折区223与第一弯折区123相对，第二中间区222设置有第二凹槽224。第二中间区222设置的第二凹槽224同样能够容纳由第二封印区221偏移来的封印材料，降低最终位于第二中间区222位置堆积的多余的封印材料的体积，从而降低第二中间区222的封印材料被堆积的材料拉扯而出现裂痕从而使得第二基材层210暴露于电解液的几率，提升了电池10的安全性能。
48.特别地，一种实施例中，沿第一中间区122的厚度方向观察，第一凹槽124与第二凹槽224有重合部分。换句话说，第一凹槽124能够与第二凹槽224连通。当第一凹槽124的数量与第二凹槽224的数量相同时，可以一部分第一凹槽124与一部分第二凹槽224连通，也可以所有第一凹槽124与所有第二凹槽224一一对应连通。当第一凹槽124与第二凹槽224连通时，能够更利于两者容纳由第一封印区121以及第二封印区221偏移过来的封印材料。
49.本技术的第三方面还提供了一种电子装置，其包含本技术提供的电池10。本技术的电子装置没有特别限定，其可以是现有技术中已知的任何电子装置。例如，电子装置包括但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携cd机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、
照相机、家庭用大型蓄电池和电容器等。
50.以下提供一种对于电池成品，如何获取第一凹槽的具体尺寸的检测方法。应当注意的是，以下仅公开了一种可行的检测方法，本领域技术人员还可以根据经验采取其它方案对上述数据进行检测。
51.第一凹槽和第二凹槽的测试方法相同，下面以第一凹槽为例：
52.第一凹槽的具体深度检测方法如下：
53.一、电池拆解，去处电芯后留下铝塑膜。
54.二、沿着电池折边封装位(横截面)方向进行裁切，取横截面裸露的铝塑膜放入模具中。
55.三、在模具中加入水晶胶剂将模具填充满后，放入0℃冷藏室中静置24h使样品凝固。
56.四、将凝固完成后的水晶胶样品放在切片机中进行切片，切片从横截面方向开始裁切，直至可以在显微镜中能够清晰看到铝塑膜的凹槽为止。
57.五、将裸露凹槽的铝塑膜放在电镜中进行观测(确认形貌)，同时结合尺寸量取仪精准测量第一凹槽的深度，最终确认凹槽形貌以及深度信息。
58.第一凹槽的体积检测方法如下：
59.一、电池拆解后留下铝塑膜，将铝塑膜的封装边用剪刀剪开一小口后，放在拉力机上用10～500n的力沿着封印边均匀拉开得到展开的铝塑膜。
60.二、将铝塑膜放置在水平装置中，利用移液枪移取一定量的液体，直至移取的液体充满整个第一凹槽中，最后读取移液枪的体积，即为最终第一凹槽的体积。
61.需要说明的是，本技术的说明书及其附图中给出了本技术的较佳的实施例，但是，本技术可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本技术内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本技术说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。