HAWKER多层防形变锂电池外壳的优化设计

摘要如下这般，本文先是针对锂电池外壳单层结构所存在的不足以及问题展开了分析，而后有的放矢地提出了一种具备双层结构形式的锂电池外壳，这种外壳能够卓有成效地抵抗来自外部的冲击，进而发挥出颇为良好的保护功效。

 

关键词：多层、形变、电解液、外壳、锂电池

 

 

引言

锂电池外壳，是那种专门用以保护锂离子电池的保护壳，它能够起到保护的功效，主要目的在于保护电池内部材料。一般而言，锂离子电池外壳存在不锈钢、铝、铝塑膜等，铝壳锂离子电池占据目前液态锂离子电池的主流地位，差不多应用于锂离子电池所涉及到的全部领域。

1、目的

就目前而言，现有的锂电池大多采用单层外壳，然而其保护效果是有限的，当遭受到较大的挤压冲击的时候，非常容易将会破坏外壳，并且其中的电解液就会发生泄漏，进而对环境产生污染。

2、锂电池外壳的作用

锂离子电池外壳可提升锂离子电池在高温及低温时的性能，能抑制电池极化，进而减少热效应，以此提高倍率性能，能降低电池内阻，且显著降低循环过程里的动态内阻增幅，能保护集流体不被电解液腐蚀，提高电池的循环寿命 。

3、锂电池外壳结构介绍

锂电池的外壳呈现两层的设置状态，其中一层是用于储存液体的壳，另一层是起到保护作用的壳。用于储存液体的壳被安置在起到保护作用的壳的内部，该壳里面装有电解液，并且在用于储存液体的壳上面设置有正极柱以及负极柱，正极柱跟负极柱穿过起到保护作用的壳并牢固地连接在它上面 。

在保护壳跟储液壳之间，设置了缓冲机构以及保护机构，缓冲机构是要用它来降低外部冲击用的，而保护机构则是为防止电解液外泄而设的。缓冲机构当中，由设于保护壳上的缓冲弹簧以及带动缓冲弹簧扭转缓冲的扭转导向组件组成。在缓冲机构予以设置后，一旦保护壳受到冲击，缓冲弹簧就会出现形变，凭借缓冲弹簧的形变去吸收冲击力，防止冲击力直接把保护壳破坏掉，进而达成抵抗外部冲击的目的，提升外壳保护能力的成效。

扭转导向组件含有导向壳座，还有螺旋槽，以及导向盘，钢珠，抵接台及转动件。导向壳座牢固连接在保护壳之上，螺旋槽开设在导向壳座的内壁之上，并且有好多条。 导向盘安置在导向壳座内部，它的侧壁上面开设有嵌设槽，嵌设槽里面设有压簧，钢珠放置在嵌设槽内，压簧的一端抵靠在钢珠上，另一端牢固连接在嵌设槽的底部。 钢珠与螺旋槽相互配合并沿着螺旋槽滚动，导向盘的底部设有凸台，凸台上存在用于连接缓冲弹簧的连接孔，缓冲弹簧的一端插入到连接孔内，另一端稳固连接在导向壳座的底部。经过扭转导向组件的设定，把保护壳承受的冲击力不但转变成缓冲弹簧的纵向变形，与此同时转变成轴向的扭转形变，进一步吸纳外部对外壳的冲击挤压力，保护外壳免遭破坏，进一步提升外壳抗冲击的保护能力 。

保护壳的壳壁，其内部是中空的，并且壳壁的内壁，设置有多个用于缓冲支撑的支撑杆。借助中空以及支撑杆的设置，采用多层设置的方式，从而提升保护壳的抗形变能力,防止在受到挤压冲击时，直接产生局部大幅形变，进而直接挤压到储液壳，致使储液壳形变产生破坏，最终导致电解液外泄。

起到保护作用的机构之中，有那种接触空气就会膨胀的密封胶，还有用于吸收外泄电解液的吸收组件，密封胶被放置在保护壳的壳壁内部。经由密封胶这样的设置，一旦保护壳出现破损，密封胶接触到空气就会膨胀起来，从而堵塞住破损的地方，防止电解液向外泄出到外界环境。吸收组件组成部分呢，包括处在保护壳与储液壳之间的吸收壳，还有吸盘、棉条、罩住棉条的弧形罩以及抵压弹簧。吸盘吸附在储液壳的外壁之上，弧形罩罩在棉条的上面，抵压弹簧的一端抵接在弧形罩的底部位置，另一端则抵接在吸收壳的底部 。在吸收壳之上，设置有供电解液得以进入的吸收孔，于弧形罩的侧壁之处，设有和吸收孔相互连通的侧槽孔。借助棉条的设置，可吸收向外泄漏的电解液，防止电解液向外泄漏至外界当中，与此同时，经由弧形罩以及抵压弹簧的设置，防止在保护壳发生形变且挤压程度较大之际，把棉条内部的电解液直接挤压使其流出，以此确保机构具备可靠性。

图一

（储液壳1 、保护壳2）

4、工作原理

在电池遭受外界挤压之际，缓冲弹簧以及支撑杆会生成反向抵抗力，此抵抗力用以阻挡外壳发生形变 。与此同时，当外力处于较大之状况时，保护壳内部的支撑杆会出现形变，并且将导向壳座予以挤压 。导向盘于挤压力的作用之下，其上面的钢珠顺着螺旋槽进行滑动，进而带动导向盘产生旋转 。导向盘带动位于其上的缓冲弹簧产生扭转形变，与此同时，缓冲弹簧也会产生轴向的高度形变 。凭借缓冲弹簧的形变来降低乃至消除外接冲击 。当外界存在过大挤压力，或者局部受到破坏之际，保护壳会遭到破坏，继而密封胶会因为得以与空气接触而膨胀起来，因而能够堵塞住损坏的部位，以此防止电解液向外泄漏。与此同时，棉条会吸收流出的电解液，进而进一步避免电解液出现漏出的情况。另外，当挤压力仍然存在之时，弧形罩会成功克服抵压弹簧的压力，完全把自身扣接在棉条之外，以此避免棉条液直接遭受挤压，致使电解液始终留存于棉条之中。

5、总结

因实际应用所需，对于电池的能量密度、安全以及循环寿命提出了更高要求，并且作为电池保护壳，提升电池腔体构造部件的强度以及散热能力，是提高电池性能颇具重要性的途径当中的一个。本文予以介绍的多层避免形变锂电池包裹处在外部的部分凭借运用多层进行安置，进而设置缓冲机械装置、密封胶水、棉条、橡胶小块等，具备抵抗外界冲击、拥有良好的保护成效，为锂电池包裹处在外部的部分的抵御压紧技术贡献了力量 。