一种芯包包覆绝缘膜方法及芯包包膜结构

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种芯包包覆绝缘膜方法及芯包包膜结构。

背景技术

锂离子电池一般包括铝壳、设置在铝壳内部的芯包，铝壳内设置有电解液，电解液能够在锂离子电池的正极和负极之间起到传导离子的作用，从而实现充放电功能。其中，芯包的外壁包覆有绝缘膜，以隔绝芯包与铝壳，防止铝壳发生电化学腐蚀。

现有芯包包裹绝缘膜的方法是：先将片状的绝缘膜进行裁切，裁切后的绝缘膜包括底部包覆区、大面包覆区和侧面包覆区，再将芯包放置在绝缘膜上，使芯包底部位于底部包覆内，然后沿芯包底部的棱边向上折弯，使大面包覆区包覆在芯包的大面上，侧面包覆区包覆芯包的侧面上，从而将芯包的底面和侧面包覆；而芯包的顶面则由顶盖贴片进行绝缘隔离，因此，芯包顶面无需包覆绝缘膜。

但是折弯后的绝缘膜的棱角区域是由大面包覆区和侧面包覆区部分重叠粘接形成，随着电池的长时间使用，大面包覆区和侧面包覆区重叠区域容易因粘接力减弱而出现起翘现象，电解液能通过起翘的棱角区域渗透到芯包，锂离子会通过电解液扩散并与铝壳发生电化学反应，从而腐蚀铝壳，导致铝壳发生漏液。

发明内容

本发明实施例的一个目的在于：提供一种芯包包覆绝缘膜方法，其操作简单，能够有效地提高绝缘性能，防止壳体发生腐蚀。

本发明实施例的另一个目的在于：提供一种芯包包膜结构，其结构简单，绝缘性能好，能够有效地避免电池发生漏液现象。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种芯包包覆绝缘膜方法，包括以下步骤：

步骤S100、提供片状绝缘膜和芯包，将所述片状绝缘膜加热到预设温度；

步骤S200、将加热后的所述片状绝缘膜拉伸形成一端具有开口的绝缘袋，所述绝缘袋的内部形成有与所述开口连通的容纳腔；

步骤S300、将所述芯包穿过所述开口放置到所述容纳腔内，使所述绝缘袋包覆于所述芯包的底面和侧面。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，所述容纳腔体积大于所述芯包的外形轮廓尺寸。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，在将所述芯包放置在所述容纳腔后，所述绝缘袋沿所述芯包的外形轮廓进行折叠，以使所述绝缘袋贴合在所述芯包上。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，所述容纳腔由靠近所述开口的一端朝向远离所述开口的一端逐渐收缩，所述绝缘袋包括侧膜，所述侧膜包括相对的两个第一子膜和相对的两个第二子膜，所述第一子膜或所述第二子膜间隔设置有两个折线，所述折线的长度沿所述侧膜的高度方向延伸，所述第一子膜或所述第二子膜能沿所述折线折叠形成与所述芯包的外形轮廓相匹配的方形结构。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，所述步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S201、提供拉伸模头，使用所述拉伸模头将加热后的所述片状绝缘膜拉伸形成袋状结构；

步骤S202、对所述袋状结构进行热定型；

步骤S203、所述袋状结构热定型后，对所述袋状结构进行裁切，得到所述绝缘袋。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，在所述步骤S100中，所述片状绝缘膜待形成所述绝缘袋棱边的部分进行加厚处理。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，在所述步骤S300中，所述绝缘袋通过点胶或贴胶固定在所述芯包上。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，所述芯包为方形芯包或圆柱型芯包。

第二方面，提供一种芯包包膜结构，采用以上所述的芯包包覆绝缘膜方法制成，包括芯包和具有开口的绝缘袋，所述绝缘袋包括侧膜和端膜，所述侧膜围设在所述端膜上并形成有与所述开口连通的容纳腔，所述芯包穿过开口并设置在所述容纳腔内，所述侧膜包覆于所述芯包的侧面，所述端膜包覆于所述芯包的底面。

作为芯包包覆绝缘膜方法的一种优选方案，所述容纳腔由靠近所述开口的一端朝向远离所述开口的一端逐渐收缩。

本发明的有益效果为：通过热拉伸形成一体的袋状绝缘，其除开口处外的部分是连续且封闭，能够封闭包覆在芯包的底面和侧面上，绝缘袋无需通过裁切和折叠包覆在芯包上，从而避免绝缘膜棱角区域发生起翘的问题，防止电解液通过绝缘袋渗透到芯包，进而提高芯包包膜结构的绝缘性能，因此能够更加有效地绝缘隔离壳体和芯包，解决因绝缘膜绝缘失效而造成壳体腐蚀和漏液问题。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述芯包包膜的立体视图。

图2为本发明实施例所述芯包包覆绝缘膜方法的流程图。

图3为本发明实施例所述绝缘袋的加工流程图。

图4为本发明实施例所述绝缘袋的折叠流程图。

图中：

1、片状绝缘膜；2、绝缘袋；21、端膜；22、侧膜；221、第一子膜；222、第二子膜；23、开口；24、折线；25、容纳腔；3、袋状结构；4、加热设备；5、拉伸模头；6、裁切刀模。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

芯包包膜结构一般包括方形的芯包和包覆在芯包底面和侧面上的绝缘膜。现有的芯包包膜方法是先将片状的绝缘膜进行裁切形成缺口，使片状的绝缘膜形成多个相连的包覆面，然后通过折叠形成方形的绝缘膜，使包覆面分别包覆在芯包底面和侧面上。其中，绝缘膜的棱角区域是由相邻的包覆面折叠后部分重叠粘贴形成，以封堵相连包覆面的连接缝。

但是在长时间使用之后，绝缘膜棱角区域容易因粘力不足而发生起翘，使得棱角区域处绝缘失效。当棱角区域发生起翘，电解液会从起翘的棱角区域渗透到芯包，并形成离子通道，芯包中的锂离子能够通过电解液扩散，并与电池壳体发生电化学反应，从而腐蚀电池壳体，导致电池壳体发生漏液现象。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种芯包包膜结构及芯包包覆绝缘膜方法。其中，参照图1，芯包包膜结构包括芯包和绝缘袋2，绝缘袋2的一端设置有开口23，另一端为无开口的封闭结构，绝缘袋2包括一体成型的侧膜22和端膜21，侧膜22围设在端膜21上，侧膜22和端膜21共同形成有与开口23连通的容纳腔25，芯包能穿过开口23设置在容纳腔25内，使侧膜22包覆于芯包的侧面，端膜21包覆于芯包的底面。

参照图2和图3，芯包包覆绝缘膜方法包括以下步骤：

步骤S100、提供片状绝缘膜1和芯包，使用加热设备4将片状绝缘膜1加热到预设温度，使片状绝缘膜1软化，以便拉伸片状绝缘膜1进行塑形；

步骤S200、将加热后的片状绝缘膜1一体拉伸形成仅有一端开口23的绝缘袋2；

步骤S300、将绝缘袋2包覆在芯包的底面和侧面上，得到芯包包膜结构。

上述方法通过热拉伸制得的绝缘袋2除开口23处外的部分是连续且封闭，当芯包穿过开口23放置在容纳腔25内后，绝缘袋2能够全封闭包覆在芯包的底面和侧面上，此设计无需通过裁切和折叠即可在芯包外侧包覆有绝缘袋2，从而避免绝缘膜棱角区域发生起翘的问题，防止电解液通过绝缘袋2渗透到芯包，进而提高芯包包膜结构的绝缘性能，因此能够更加有效地绝缘隔离壳体和芯包，解决因绝缘膜绝缘失效而造成壳体腐蚀和漏液问题。

而且，在热拉伸过程中能够使片状绝缘膜1的分子链发生错位移动，有助于增加成型后的绝缘袋2强度。

具体地，芯包可为方形芯包或圆柱型芯包，绝缘袋2可根据芯包的形状拉伸成与芯包外形相匹配的形状。当然，芯包还可以为其他形状，在此限定芯包的具体形状。

具体地，方状绝缘膜由PP层(聚丙烯，Polypropylene)、PET层(聚对苯二甲酸乙二醇酯，Polyethyleneterephthalate)、PI层(聚酰亚胺，Polyimide)、LCP层(液晶高分子聚合物，LiquidCrystalPolymer)中的一层或多层复合而成。PP、PET、PI、LCP均具有良好的绝缘性能，同时较高的熔点，在加热拉伸时不易发生收缩，有助于拉伸成型绝缘袋2。

具体地，预设温度为70℃～180℃。可选取的，预设温度为70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃等。此设计的温度低于绝缘袋2的熔点温度，能够保证在加热拉伸时绝缘膜不会收缩，同时还能够提高绝缘袋2热塑性，以避免绝缘膜在拉伸过程中发生破损，从而提高拉伸成型绝缘袋2的成功率。

具体地，步骤S200具体包括以下步骤：

步骤S201、提供拉伸模头5，先将加热后的片状绝缘膜1的外周边缘进行固定，然后使用拉伸模头5挤压片状绝缘膜1，使片状绝缘膜1拉伸形成袋状结构3；

其中，在拉伸过程中，如果片状绝缘膜1的温度下降到预设温度范围以下时，需要重新进行加热，以保持在预设温度内。

步骤S202、将袋状结构3进行热定型；

片状绝缘膜1在拉伸成袋状结构3的过程中会产生应力，通过热定型能够消除拉伸应力，使袋状结构3的大分子发生一定程度的松弛，提高袋状结构3的形状稳定性。

其中，热定型的温度和时间可根据片状绝缘膜1的材料特性确定。

步骤S203、热定型后，使用裁切刀模6对袋状结构3的开口23处进行裁切修剪，得到绝缘袋2。

在拉伸时片状绝缘膜1固定的外周边缘，其在拉伸定型后会在绝缘袋2的开口23处形成多余的翻边结构，因此需要通过裁切掉多余的翻边结构。

由于在拉伸过程中，片状绝缘膜1待形成端膜21和侧膜22的部分受力较小，片状绝缘膜1待形成绝缘袋2棱边的部分的受力较大，因此，片状绝缘膜1待形成绝缘袋2棱边的部分会容易发生破损。

优选地，在所述步骤S100中，片状绝缘膜1待形成绝缘袋2棱边的部分进行加厚处理。通过对片状绝缘膜1受力较大的部分进行加厚处理，能够避免在拉伸过程中片状绝缘膜1待形成绝缘袋2棱边的部分发生破损的情况。

示例的，先根据电芯的外形轮廓尺寸确定片状绝缘膜1待形成绝缘袋2棱边的部分，然后对片状绝缘膜1进行加厚处理，以在片状绝缘膜1上形成有加厚区域。在拉伸时，拉伸模头5能够通过加厚区域快速定位到挤压区域并挤压拉伸形成绝缘袋2。

具体地，参照图1，绝缘袋2的容纳腔25体积尺寸大于芯包的外形轮廓尺寸。此设计能够方便芯包放置到绝缘袋2的容纳腔25内，以避免在放置过程中划破绝缘袋2。

优选地，绝缘袋2的容纳腔25体积尺寸尽可能接近于芯包的外形轮廓尺寸。由于绝缘袋2与芯包组装时需要间隙配合，此设计能够在保证绝缘袋2与芯包组装要求的前提下，尽可能减少绝缘袋2的用料，有助于降低成本。

其中，在步骤S300中、在将芯包放置在绝缘袋2的容纳腔25后，绝缘袋2沿芯包的外形轮廓进行折叠并粘贴，以使袋状结构3贴合并包覆在芯包的底面和侧面上。

可选地，如图1所示，容纳腔25为喇叭状，容纳腔25由靠近开口23的一端朝向远离开口23的一端逐渐收缩。此设计能够方便芯包放置到容纳腔25内，同时减少绝缘袋2的用料，而且此结构的绝缘袋2在拉伸过程中更容易成型。

示例的，芯包为方形芯包，侧膜22包括两个相对的第一子膜221和两个相对的第二子膜222，第一子膜221和第二子膜222均为梯状，第一子膜221和第二子膜222均由靠近端膜21的一端朝靠近开口23的一端向外倾斜，从而使容纳腔25由靠近开口23的一端朝向靠近端膜21的一端逐渐收缩。

其中，第一子膜221或第二子膜222上间隔设置有两个与端膜21垂直的折线24，即折线24的长度沿侧膜22的高度方向延伸，第一子膜221或第二子膜222能沿折线24折叠形成与芯包的外形轮廓相匹配的方形结构，从而保证绝缘袋2完全包覆在芯包的底面和侧面上。

示例的，参照图4，步骤S300具体包括：步骤S301、先将芯包放置到绝缘袋2的容纳腔25内；

步骤S302、沿折线24折叠第一子膜221或第二子膜222，将梯形的第一子膜221和第二子膜222折叠成呈矩形的第一子膜221和第二子膜222，使侧膜22与芯包侧面相匹配并贴合，从而实现绝缘袋2完全包覆在芯包上。

在一些实施例中，在步骤S300中，绝缘袋2通过点胶或贴胶或热熔固定在芯包上，从而使绝缘袋2稳定地包覆在芯包上。

当然，在另一可选实施例中，绝缘袋2的内壁设置有粘接层(图中未示出)，绝缘袋2通过粘接层与芯包粘接。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。