[0001] 本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种二次电池、电池模组及二次电池的制备方法。

[0002] 目前，软包电池循环产气导致界面恶化以及封印破裂，这是电芯失效的主要原因之一。现有技术多通过调整电解液成分来减少电芯产气，如引入成膜添加剂，调整溶剂成分比例等，在化成阶段尽量形成较为稳定的电极电解质界面，从而减少循环阶段电解液副反应的发生。在循环前期，由于化成阶段已经形成固态电解质膜且进行排气，电芯体积膨胀程度较小。然而，随着电芯不断充放电循环，电芯中的正极活性材料会由于持续的体积收缩膨胀而导致颗粒开裂，负极活性材料也会发生析锂行为，暴露出更多的反应活性位点，不可避免地发生副反应大量产气，由于后期缺乏对产生的气体进行及时有效的处置，造成电芯失效。一部分专利采用释放电芯产气量的方式以延长电芯寿命，包括打开封印释放产气，在铝塑膜气囊开抽气口等。这些方法虽然可以实现对产气气体后期的管控，但一方面增加了后期电池维护的成本以及人力，另一方面释放电芯产气气体的方式会弱化电芯铝塑膜的封印强度，对电芯循环寿命的提升效果有限。

[0062] 下面通过实施例的方式并结合附图来更清楚完整地说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

[0063] 如图1‑图4所示，本实施例公开了一种二次电池，该二次电池10包括壳体1、电芯2和吸附气体单元3，壳体1包括相对的第一壁11和第二壁12，第一壁11和/或第二壁12的内侧设置有容置槽13，电芯2设置于壳体1内，吸附气体单元3嵌设于容置槽13内。

[0064] 在本实施例中，该二次电池10将吸附气体单元3嵌设在容置槽13内，并且将吸附气体单元3与电芯2设于同一壳体1内，即使电芯2在不断充放电的过程中产气，吸附气体单元3也能够吸收电芯2产出的气体，避免了二次电池10由于胀气导致封印失效，延长二次电池10的使用寿命，也无需打开二次电池10的封印排气，降低了电池的维护成本，提高了经济效益。

[0065] 如图2‑图4所示，吸附气体单元3呈薄片状且多孔，薄片状的吸附气体单元3能够平铺在壳体1的内侧壁上，占用的径向空间小，使得二次电池10的体积变化不明显。多孔的吸附气体单元3能够吸收更多的气体，提高气体的吸附效果。

[0066] 吸附气体单元3的厚度值的范围为0.05～0.5mm。优选的，吸附气体单元3的厚度值的范围为0.1～0.3mm，吸附气体单元3的厚度越厚吸收气体越多，但是其厚度太厚占用的体积越大，电芯2的能量密度就越低。吸附气体单元3的尺寸优选为占壳体1第一壁11或第二壁12尺寸的范围为三分之一至二分之一，还可根据电芯2体系的产气量、能量密度以及循环寿命的需求进行相应调整。

[0067] 在本实施例中，吸附气体单元3由金属有机骨架化合物制成，或者，吸附气体单元3包括多孔二氧化硅固体薄片和包覆于多孔二氧化硅固体薄片的外表面的包覆层，包覆层的材质为聚乙醇胺溶于甲醇的混合物，以提高吸附气体单元3的气体吸附效果。

[0068] 如图3和图4所示，本实施例还公开了一种电池模组，该电池模组包括若干个如上所述的二次电池10。若干个二次电池10的第一壁11或第二壁12两两相对堆叠设置，相邻二次电池10的吸附气体单元3错位设置，可以最大化利用电芯2的内部空间，减少电芯2堆叠体的厚度，从而保证了电池的体积能量密度，也便于排布更多的吸附气体单元3，以便吸收更多的气体，延长电芯2的使用寿命。根据电芯2体系的产气量、能量密度以及循环寿命的需求，将吸附气体单元3定位于叠片体两侧的上下或左右半部，与相邻二次电池10形成错位互补的排列结构。在图3图4中还示出了二次电池的极耳101。

[0069] 在图3中示出了二次电池双侧的吸附气体单元3错位排列设置的电池模组。

[0070] 在图4中示出了二次电池单侧的吸附气体单元3错位排列设置的电池模组。

[0071] 在表1中，序号1示出了不含有吸附气体单元3的二次电池10的体积膨胀量，序号2‑序号7示出了不同厚度和尺寸的吸附气体单元3以及在不同工艺流程下的二次电池10的体积膨胀量。二次电池10的体积膨胀量ΔV可通过如下公式(1)计算获得。

[0072]

[0073] 其中，循环后二次电池10的体积V1，循环前二次电池10的体积V2，二次电池10的体积膨胀量ΔV。

[0074] 表1

[0075]

[0076] 从表1中数据可得出，在序号1中，没有设置吸附气体单元3的二次电池10的体积膨胀量大大大于其他序号2‑7设有吸附气体单元3的二次电池10的体积膨胀量。

[0077] 从表1中序号2和序号3的数据还可得出，在其他条件相同的情况下，吸附气体单元3的尺寸越大，其吸附的气体量越多，相应的二次电池10的体积膨胀量越小。

[0078] 从表1中序号2和序号4的数据还可得出，在其他条件相同的情况下，在化成前导入吸附气体单元3的二次电池10比化成后导入吸附气体单元3的二次电池10，其体积膨胀量要大。这是因为二次电池10在化成时，会产生气体，若是将吸附气体单元3在化成前导入，则部分产生的气体会被吸附气体单元3吸入，影响吸附气体单元3在二次电池10循环阶段吸附气体的量。

[0079] 从表1中序号5和序号6的数据还可得出，在其他条件相同的情况下，吸附气体单元3的厚度越厚，其吸收的气体越多，相应的其体积膨胀量越小。这是因为厚度越厚的吸附气体单元3吸收气体的量大于厚度薄的吸附气体单元3吸收气体的量。

[0080] 从表1中序号4和序号7的数据还可得出，在其他条件相同的情况下，吸附气体单元3在单侧错位排列的二次电池10比双侧错位排列的二次电池10的体积膨胀量要大。这是因为单侧错位排列的二次电池10设置有一吸附气体单元3，双侧错位排列的二次电池10设置有两吸附气体单元3，一吸附气体单元3吸收气体的量少于两个吸附气体单元3吸收气体的量。

[0081] 如图5所示，本实施例还公开了一种二次电池的制备方法，其应用于如上所述的二次电池10，制备方法包括步骤：

[0082] S01、电芯2入壳，将电芯2装入壳体1内，并在壳体1的容置槽13内放置支撑件(图中未示出)。

[0083] 在步骤S01中，支撑件用于填充容置槽13，避免夹具夹持电池时或电芯2加压化成时，导致容置槽13塌陷。采用支撑件定位，可以减少电芯2在化成过程电解液消耗成膜产气对吸附气体单元3吸附位点的消耗，保证了吸附气体单元3的气体容纳吸附量，从而延长电芯2的使用寿命。

[0084] 在步骤S01中，支撑件的形状与吸附气体单元3的形状匹配，以保证容置槽13具有足够的容纳空间，便于吸附气体单元3替换支撑件。

[0085] S1、将装入壳体1内的电芯2化成排气。

[0086] 在步骤S1中，将电芯2的化成排气设置在植入吸附气体单元3之前，相对于先植入吸附气体单元3再化成，避免吸附气体单元3吸收化成时产生的气体，进而导致电芯2封装后吸附气体单元3已经没有足够的余量去吸收电芯2正常过程中产生的气体。

[0087] S011、在靠近容置槽13上方由壳体1形成的气袋14处开口15，且使开口15与容置槽13连通。

[0088] 在步骤S011中，在气袋14上设置开口15，便于通过开口15将支撑件从容置槽13内取出。开口15尺寸不小于支撑件的长度，便于通过开口15取出支撑件。

[0089] S11、取出支撑件。

[0090] 在步骤S11中，取出支撑件，是为在步骤S2中植入吸附气体单元3腾出空间。在电芯2排气后，利用夹具取出支撑件。夹持除容置槽13及容置槽13上部位置的壳体1大面积区域，留存气袋14的开口15到容置槽13的通道，将支撑件沿开口15通道转移出容置槽13。

[0091] S2、在壳体1内植入吸附气体单元3。

[0092] 在步骤S2中，植入吸附气体单元3时，夹持除容置槽13及容置槽13上部位置的壳体1大面积区域，留存气袋14的开口15到容置槽13的通道，将吸附气体单元3沿开口15通道转移至容置槽13内，如图2所示，随后切除气袋，进行封装。二次电池的封装属于现有技术，此处不再赘述。

[0093] 在本实施例中，电芯2在在化成排气后，在壳体1内植入吸附气体单元3，使得电芯2在化成的过程中产生的气体，不会影响吸附气体单元3的气体吸附效果，气体吸附单元用于吸附电芯2不断充放电循环过程中产生的气体，有效减少产气后电芯2的膨胀，降低电芯2因为胀气漏液导致失效的风险，延长电芯2的使用寿命。

[0094] 如图2所示，壳体1的内壁设置有容置槽13，吸附气体单元3嵌设于容置槽13。通过设置容置槽13，使得吸附气体单元3固定在容置槽13内，而不会因电池的振动导致吸附气体单元3在壳体1内移位，进而导致壳体1的变形。

[0095] 在本实施例中，壳体1为铝塑膜。铝塑膜的壳体1，相较于钢壳、铝壳或塑料壳等包装材料，铝塑膜具备质量轻、厚度薄、外形设计灵活等优势。

[0096] 如图1和图6所示，壳体1上的容置槽13由模具4冲压制成，同时还冲压形成容纳电芯2的容纳腔16。容置槽13由模具4冲压制成，以形成形状和尺寸按模具4预设要求的制式结构，便于批量化生产二次电池，也便于后期的电池模组的组装。

[0097] 如图1和图6所示，在模具4的凸模41一侧大面设有一定厚度的凸台411，凸台411配合底部凹模42的凹坑421，通过相配合的凸模41和凹模42匹配，一次冲压制成同时具有特定厚度及面积的容置槽13和容纳电芯2的容纳腔16的特制铝塑膜，提高加工效率。

[0098] 虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。