电池壳体、电池和用电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指一种电池壳体、电池和用电设备。


背景技术：

2.对于电池生产厂商来说，生产良率是不可忽视的管控点。从单个电池的制造来看，电池的生产工艺主要包括几个阶段：
3.1、前段工序是把电池的原材料加工成为电池极片，主要包含投料、涂布、辊压、分切、模切等工序；
4.2、中段的工序是把前面制作的极片，按照电池的设计加工成为未激活电池，需要经过卷绕或叠片、入壳焊接、注液和封口等工序。
5.在完成以上两个步骤以后，需要对电池进行化成和检测，最终检测合格以后下线。
6.在电池的生产过程中，一般是将电芯和顶盖焊接好后放入壳体，然后将壳体和顶盖密封焊接。电芯和顶盖焊接好后直接放入壳体，但因电芯和壳体底部有间隙或者顶盖下压所致，顶盖会部分或完全陷入壳体，导致顶盖表面和壳体边缘不在同一平面，无法焊接。
7.目前行业内使用较多的解决方法如下：在壳体生产时内壁制造阶梯，以此来阻止顶盖陷入壳体，便于焊接，但是在壳体内壁制造阶梯，会降低壳体的强度，在电池后续装车使用过程中，尤其是电池倒置装车使用过程中，壳体内壁的阶梯处所受应力不均，容易发生变形，从而损坏电池壳体，影响电池安全。


技术实现要素：

8.针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种电池壳体、电池和用电设备，解决现有的顶盖放入电池壳体时陷入壳体导致无法焊接的问题。
9.本实用新型所采用的技术方案如下：
10.一种电池壳体，包括：
11.壳体，形成有一开口；以及
12.绝缘层，其贴附于所述壳体的内壁，所述绝缘层靠近所述开口的一边为第一边缘，所述第一边缘与所述开口之间具有预设间距。
13.其进一步的技术特征在于，所述壳体包括底板和两个相对设置的第一侧板以及两个相对设置的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板均和所述底板垂直设置，所述绝缘层贴附于两个所述第一侧板和/或两个所述第二侧板。
14.其进一步的技术特征在于，当所述绝缘层贴附在所述第一侧板和所述第二侧板上时，所述绝缘层为一体成型或者所述绝缘层为分体成型。
15.其进一步的技术特征在于，所述绝缘层靠近所述底板的一边为第二边缘；所述绝缘层贴附在所述第一侧板，所述第二边缘延伸至所述第一侧板的底部；或者，所述绝缘层贴附在所述第二侧板，所述第二边缘延伸至所述第二侧板的底部；或者，所述绝缘层贴附在所述第一侧板和所述第二侧板，所述第二边缘延伸至所述第一侧板的底部和所述第二侧板的
底部。
16.其进一步的技术特征在于，所述绝缘层的厚度的取值范围为0.1mm-10mm。
17.其进一步的技术特征在于，所述绝缘层贴附于所述壳体的方式为粘贴、吸附和热熔中的一种或多种。
18.其进一步的技术特征在于，所述第一边缘具有连续或不连续的凸起。
19.其进一步的技术特征在于，所述第一边缘的任意两处凸起与所述开口之间的预设间距相等。
20.一种电池，包括顶盖、电芯和如上述所述的电池壳体，所述电池壳体内安装有所述电芯，所述顶盖扣合在所述壳体的开口处。
21.一种用电设备，包括如上述所述的电池。
22.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
23.1、本实用新型所述的电池壳体通过在壳体的内壁贴附一层绝缘层，该绝缘层顶部与壳体顶部之间的距离为一个顶盖的厚度，当顶盖和壳体扣合时，绝缘层可以支撑顶盖完成顶盖和壳体的焊接工序，解决顶盖入壳时陷入壳体导致无法焊接的问题，不需要在壳体上制造出用于阻止顶盖陷入壳体的阶梯。
24.2、本实用新型所述的电池壳体中的绝缘层的第二边缘延伸到侧板即第一侧板或第二侧板的底端，也就是说，除了第一边缘和壳体开口之间的预设间距的部分，绝缘层要覆盖整个壳体的内壁，可以将电芯和壳体绝缘，防止电芯和壳体直接接触造成电池短路。
25.3、本实用新型所述的电池壳体中的绝缘层具有一定厚度，当电池转运过程中，或电池装车后的运行过程中，电池发生碰撞，改绝缘层能够起到缓冲作用，减小电芯和壳体所受冲击。
附图说明
26.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
27.图1是本实用新型中电池壳体的实施例一的结构示意图。
28.图2是本实用新型中电池壳体的实施例一的俯视图。
29.图3是本实用新型中电池壳体的实施例一的内部示意图。
30.图4是本实用新型中电池壳体的实施例二的结构示意图。
31.图5是本实用新型中电池壳体的实施例二的俯视图。
32.图6是本实用新型中电池壳体的实施例二的内部示意图。
33.图7是本实用新型中绝缘层的第一成型方式示意图。
34.图8是本实用新型中绝缘层的第二成型方式示意图。
35.图9是本实用新型中绝缘层的第三成型方式示意图。
36.图10是本实用新型中电池的示意图。
37.说明书附图标记说明：1、壳体；11、第一侧板；12、第二侧板；2、绝缘层；3、顶盖；4、极柱。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
39.关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。
40.实施例1：
41.结合图1-图3，一种电池壳体，包括：
42.壳体1，形成有一开口；具体地，壳体1包括底板和两个相对设置的第一侧板11以及两个相对设置的第二侧板12，第一侧板11和第二侧板12均和底板垂直设置，且第一侧板11的边和第二侧板12的一边重合；并且，第一侧板11的高度和第二侧板12的高度相同，其中，高度是指以底板所在水平面为基准面，从基准面向上到开口处的距离；以及
43.绝缘层2，其贴附于壳体1的内壁，具体地，绝缘层2贴附于两个第一侧板11和/或两个第二侧板12，绝缘层2靠近开口的一边为第一边缘，第一边缘与开口之间具有预设间距。在实际生产过程中，该预设间距根据与电池壳体相配合的顶盖的厚度而定。
44.上述提供了一种电池壳体，解决了现有的电池顶盖入壳时会陷入电池壳体内导致无法焊接的问题。
45.结合图7-图9，在本实施例中，以两个第一侧板11和两个第二侧板12均贴附有绝缘层2进行说明，绝缘层2为一体成型(如图7所示)，即贴附于两个第二侧板12的绝缘层2和贴附于两个第一侧板11的绝缘层2为一体成型，绝缘层2为一完整的片材，需要说明的是，该完整的片材上可以根据第一侧板11的宽度和第二侧板12的宽度设计对应的折痕，便于绝缘层2折叠后进入壳体1内部。
46.或者，绝缘层为分体成型(如图8或图9所示)，可分为贴附于一个第二侧板12的绝缘层2和贴附于一个第一侧板11的绝缘层2为一体成型(如图8所示)，则绝缘层2设计为两组片材，每组片材贴附于第一侧板11的内壁和第二侧板12的内壁上。
47.以及贴附于第二侧板12的绝缘层2和贴附于第一侧板11的绝缘层2均为单独成型(如图9所示)，则绝缘层2设计为单独的四张片材，每张片材对应贴附于第一侧板11的内壁上和第二侧板12的内壁上。
48.可以理解的是，绝缘层2也可以仅贴附于两个第一侧板11，或者，绝缘层2也可以仅贴附于两个第二侧板12，只要满足绝缘层2可以支撑起顶盖3即可。
49.当然，绝缘层2也可以贴附于一个第一侧板11和一个第二侧板12上，但是由于绝缘层2所要支撑的顶盖3具有一定的长度，该设计仅能支撑顶盖3的一长边(相对长度较长的一边)和一短边(相对长度较短的一边)，支撑强度较为薄弱，可能仍然会使顶盖3陷入壳体1内，无法完成焊接工序。
50.在本实施例中，第一边缘为连续设置的水平线(如图3所示)，即第一边缘无起伏或凸起，第一边缘距离壳体1的开口之间的距离为壳体1对应所要焊接的顶盖3的厚度。需要说明的是，第一边缘也可以是非连续设置的水平线，即绝缘层2的顶部开设多个u型槽口，相邻两个槽口之间预留间隙，间隙的尺寸可以相同或不同，其中，根据常规的顶盖3的尺寸，槽口
的数量设计一般为不少于两个，这样非连续的水平线的数量一般不少于三个，顶盖3才能够被绝缘层2抵住，可以较好地支撑起顶盖3。
51.壳体1在装配工序的来料通常会呈现开口状即壳体1具有一开口，该开口主要为了后续便于电芯入壳。当顶盖3焊接时，壳体1会夹紧，此时第一侧边11会往外扩，相对于第一侧边11的初始长度，第一侧板11会增加一定的长度，所以绝缘层2的厚度的取值范围为0.1mm-10mm。
52.可见，绝缘层2具有一定的厚度，当电池转运过程中，或电池装车后的运行过程中，电池发生碰撞，绝缘层2还能够起到缓冲作用，减小电芯和壳体1所受冲击。
53.在本实施例中，绝缘层2靠近底板的一边为第二边缘，当绝缘层2贴附于第一侧板11时，第二边缘延伸至第一侧板11的底部，当绝缘层2贴附于第二侧板12时，第二边缘延伸至第二侧板12的底部，可以理解的是，除了绝缘层2的第一边缘与开口之间的预设间距的部分，绝缘层2要覆盖整个第一侧板11的内壁和/或第二侧板12的内壁，该设计的目的是，使得绝缘层2还可以充当mylar膜(聚酯薄膜)，将电芯与壳体1之间做绝缘处理。
54.在本实施例中，绝缘层2的材料为聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、天然纤维、改性聚甲醛、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚苯酯、聚苯醚中的一种或者多种，可以将装入壳体1的电芯和壳体1绝缘，防止电芯和壳体1直接接触造成电池短路。
55.在本实施例中，绝缘层2贴附于壳体1的方式为粘贴、吸附和热熔中的一种或多种。多种贴附方式可以理解为分体成型的绝缘层2贴附于壳体1
56.其中，(1)粘附是指利用粘接剂如胶水将绝缘层2贴附于壳体1；(2)吸附是指绝缘层2通过压塑成型(将粉状或松散粒状的固态塑料直接加入到模具中，通过加热、加压的方法使它们逐渐软化熔融，然后根据模腔形状成型，经固化成为塑件)固定在壳体1的内壁；(3)热熔是指将绝缘层2的一面和壳体1的内壁紧贴后通过加热工具加热绝缘层2的边缘直至熔融，移走加热工具后，将熔融的部分紧靠在壳体1上，在压力的作用下保持到绝缘层2的边缘冷却，使绝缘层2贴附于壳体1。
57.实施例2：
58.和实施例1不同之处在于，第一边缘具有连续设置的凸起，结合图4-图6，具体地，第一边缘具有连续的锯齿状(如图6所示)，第一边缘的断面呈三角形，即第一边缘的棱线与垂直方向形成固定夹角，固定夹角的度数取值范围为5
°‑
85
°
。
59.当然不仅限于锯齿状，第一边缘也可以是连续的波纹状(图中未示出)，具体地，第一边缘形成多个波峰和波谷，且波峰的顶端和波谷的顶端均由光滑圆弧面相接而成,形成了光滑弧形的波纹状结构。
60.其中，不论第一边缘的具体形状，第一边缘总是具有凸起，为满足可以绝缘层2可以支撑顶盖3并完成顶盖3的焊接工序，第一边缘的任意两处凸起与开口之间的预设间距相等，该间距的设计为壳体1对应的顶盖3的厚度。
61.需要说明的是，第一边缘也可以具有不连续设置的凸起，其中，根据常规的顶盖3的尺寸，第一边缘的凸起的数量设计一般为不少于三个，顶盖3才能够被绝缘层2抵住，可以较好地支撑起顶盖3。
62.由实施例1和实施例2可知：
63.绝缘层2的第一边缘可以是连续或非连续的直线，也可以是多个连续或非连续的
凸起如锯齿状形式或波纹状形式，同时绝缘层2的第一边缘与开口之间具有预设间距，满足绝缘层2的第一边缘可以支撑顶盖3、完成顶盖3的焊接工序即可。
64.实施例3：
65.和实施例1或实施例2的不同之处在于，绝缘层2还可以贴附于壳体1的底板，进一步提高电芯和壳体1之间的绝缘性能，进一步提高壳体1的缓冲能力，从而防止电芯和壳体1直接接触造成电池短路。
66.实施例4：
67.如图10所示，一种电池，包括顶盖3、电芯和如实施例1或实施例2所提供的电池壳体，电池壳体内安装有电芯，顶盖3扣合在壳体1的开口处。顶盖3具有厚度，沿顶盖3的厚度方向有相对的第一表面和第二表面，当顶盖3扣合于壳体的开口处时，第二表面和绝缘层2的第一边缘抵接，即绝缘层2的第一边缘支撑顶盖3的第二表面。
68.具体地，顶盖3设置极柱4，其中，极柱4有正极柱和负极柱，一般顶盖3上对应正极极柱和负极极柱处有两个极柱穿孔，正极极柱从一个极柱穿孔中穿出并与顶盖3电导通，负极极柱从另一个极柱穿孔穿出并与顶盖电绝缘。
69.顶盖3开设注液口，注液口主要用于顶盖与壳体焊接之后，向电芯内部注入电解液，然后再采用激光焊接将密封钉封住注液口。
70.顶盖3还设置有防爆阀，锂离子电池出现内部产生气体时，且锂离子电池内部气体压力达到防爆阀的爆破压力时，顶盖3上的防爆片破裂，从而使锂离子电池内部气体从防爆阀口排出，防止锂离子电池因为胀气导致爆炸。
71.本实施例的安装原理如下：
72.将电芯的极耳和顶盖的极柱4利用现有的焊接技术如超声波焊接完成焊接，电芯放入壳体1，此时顶盖3被绝缘层2顶住，此时顶盖3的第一表面所在水平面和壳体1的开口所在水平面为同一水平面。
73.利用现有的焊接技术如激光焊接完成顶盖3和壳体1的焊接。
74.实施例4：
75.一种用电设备，包括如实施例3所提供的电池。
76.本实用新型实施例的用电设备，包括电池。用电设备可以是汽车、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。汽车可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
77.在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
78.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种电池壳体，其特征在于：包括：壳体，形成有一开口；以及绝缘层，其贴附于所述壳体的内壁，所述绝缘层靠近所述开口的一边为第一边缘，所述第一边缘与所述开口之间具有预设间距；所述第一边缘具有连续或不连续的凸起。2.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于：所述壳体包括底板和两个相对设置的第一侧板以及两个相对设置的第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板均和所述底板垂直设置，所述绝缘层贴附于两个所述第一侧板和/或两个所述第二侧板。3.根据权利要求2所述的电池壳体，其特征在于：当所述绝缘层贴附在所述第一侧板和所述第二侧板上时，所述绝缘层为一体成型或者所述绝缘层为分体成型。4.根据权利要求2所述的电池壳体，其特征在于：所述绝缘层靠近所述底板的一边为第二边缘；所述绝缘层贴附在所述第一侧板，所述第二边缘延伸至所述第一侧板的底部；或者所述绝缘层贴附在所述第二侧板，所述第二边缘延伸至所述第二侧板的底部；或者所述绝缘层贴附在所述第一侧板和所述第二侧板，所述第二边缘延伸至所述第一侧板的底部和所述第二侧板的底部。5.根据权利要求1-4任意一项所述的电池壳体，其特征在于：所述绝缘层的厚度的取值范围为0.1mm-10mm。6.根据权利要求1-4任意一项所述的电池壳体，其特征在于：所述绝缘层贴附于所述壳体的方式为粘贴、吸附和热熔中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的电池壳体，其特征在于：所述第一边缘的任意两处凸起与所述开口之间的预设间距相等。8.一种电池，其特征在于：包括顶盖、电芯和如权利要求1-7任一项所述的电池壳体，所述电池壳体内安装有所述电芯，所述顶盖扣合在所述壳体的开口处。9.一种用电设备，其特征在于：包括如权利要求8所述的电池。

技术总结
本实用新型涉及一种电池壳体、电池和用电设备，其中电池壳体包括：壳体，形成有一开口；以及绝缘层，其贴附于壳体的内壁，绝缘层靠近开口的一边为第一边缘，第一边缘与开口之间具有预设间距。本实用新型通过在壳体的内壁贴附一层绝缘层，该绝缘层顶部与壳体顶部之间的距离为一个顶盖的厚度，当顶盖和壳体扣合时，绝缘层可以支撑顶盖完成顶盖和壳体的焊接工序，解决顶盖入壳时陷入壳体导致无法焊接的问题。解决顶盖入壳时陷入壳体导致无法焊接的问题。解决顶盖入壳时陷入壳体导致无法焊接的问题。


技术研发人员：周江 马学明 邹武俊
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：2023.03.15
技术公布日：2023/8/5