电池及其电芯的制作方法

文档序号:12839953阅读:369来源:国知局
电池及其电芯的制作方法与工艺

本实用新型涉及电池技术领域,特别是涉及电池及其电芯。



背景技术:

锂离子电池由于其较高的能量密度,较高的电压等优点,越来越多的应用在不同的电子设备中。

锂离子电池是由正极片、负极片以及隔膜卷绕或者层叠而成。其中,隔膜在锂离子电池中起到隔绝正极片和负极片,防止电子导通的作用,此外由于隔膜具有多孔性结构,极易吸附电解液,允许充放电时锂离子快速通过,当电池因异常原因产生热量,热量在内部累积,使电池升高的一定的温度时,隔膜中的微孔闭合,承载电流的锂离子不能通过,从而截断电流,防止温度进一步升高,有效避免产生更大的危害。

隔膜在保障锂离子电池的安全性中具有至关重要的作用。但是隔膜由于其工艺特点,是双向或单向热拉伸后才成膜或造孔的,在受热闭孔的过程中,其会发生收缩,特别是在纵向(TD方向),由于隔膜两端没有限制,收缩会更加严重,导致正极片和负极片边缘裸露出来,进而导致正极片和负极片直接发生接触,造成电池短路,产生更大热量,甚至导致隔膜更大面积熔融,从而产生正极片和负极片更大面积地接触,进一步加剧短路,产热失控,极易发生起火或者爆炸事故。

为避免上述情况,需要在隔膜两端对隔膜进行固定,防止隔膜在受热时发生严重收缩。传统的固定方式是采用胶纸固定,黏附在隔膜的两端对隔膜进行固定,但是胶纸存在一定的缺陷,首先是耐电解液差,注入电解液后在电解液的侵蚀下,粘结力变差,固定作用失效;其次,胶纸只能固定住最外圈隔膜,而电芯是卷绕或层叠结构的,内部隔膜层数较多,内部的隔膜并不能被胶纸固定住;此外,锂离子电池在发生异常时,会产生热量,胶纸在高温下粘结力会更差,甚至直接脱离,导致黏附固定的作用失效,不能有效预防隔膜的纵向收缩。因此,传统采用胶纸固定隔膜的方式效果不佳。



技术实现要素:

基于此,有必要针对传统对隔膜的固定效果不佳,隔膜受热容易收缩,造成正极片和负极片裸露而引起电池短路的缺陷,提供一种电池及其电芯。

一种锂电池,包括:第一隔膜、正极片、第二隔膜和负极片,所述正极片包括一体连接的正极片本体和正极延伸部,所述负极片包括一体连接的负极片本体和负极延伸部,所述第一隔膜、所述正极片本体、所述第二隔膜和所述负极片本体依次层叠卷绕形成电芯本体,所述正极延伸部和所述负极延伸部分别凸出设置于所述电芯本体的一端,所述电芯本体靠近所述正极延伸部和所述负极延伸部的一端设置有第一黏胶体,所述电芯本体远离所述正极延伸部和所述负极延伸部的一端设置有第二黏胶体,所述第一黏胶体分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜连接,所述第二黏胶体分别与所述第一隔膜以及所述第二隔膜连接。

在一个实施例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度大于所述正极片本体的长度。

在一个实施例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度大于所述负极片本体的长度。

在一个实施例中,所述正极片本体和所述负极片本体的长度相异设置。

在一个实施例中,所述负极片本体的长度大于所述正极片本体的长度。

在一个实施例中,所述电芯本体具有矩形截面。

在一个实施例中,所述电芯本体具有椭圆形截面。

在一个实施例中,所述电芯本体具有圆形截面。

一种电池,包括封装壳体,还包括:上述任一实施例所述的电芯,所述封装壳体包覆于所述电芯的外侧。

在一个实施例中,所述正极延伸部和所述负极延伸部分别至少部分外露于所述封装壳体。

上述电池及其电芯,通过黏胶将电芯本体两端的各层的第一隔膜和第二隔膜相互黏接,使得第一隔膜和第二隔膜的两端被固定,当第一隔膜和第二隔膜受热后,由于其两端都被固定而限制,因此第一隔膜和第二隔膜无法收缩,使得第一隔膜和第二隔膜的固定效果更佳,有效避免正极片和负极片暴露而引起的短路。

附图说明

图1为一实施例的电芯的一方向透视结构示意图;

图2为一实施例的电芯的另一方向结构示意图;

图3为一实施例的电芯的又一方向结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型,下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是,本实用新型可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施方式。相反地,提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/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。

例如,一种电芯,包括:第一隔膜、正极片、第二隔膜和负极片,所述正极片包括一体连接的正极片本体和正极延伸部,所述负极片包括一体连接的负极片本体和负极延伸部,所述第一隔膜、所述正极片本体、所述第二隔膜和所述负极片本体依次层叠卷绕形成电芯本体,所述正极延伸部和所述负极延伸部分别凸出设置于所述电芯本体的一端,所述电芯本体靠近所述正极延伸部和所述负极延伸部的一端设置有第一黏胶体,所述电芯本体远离所述正极延伸部和所述负极延伸部的一端设置有第二黏胶体,所述第一黏胶体分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜连接,所述第二黏胶体分别与所述第一隔膜以及所述第二隔膜连接。

例如,一种电池,包括封装壳体上述实施例中的所述电芯,所述封装壳体包覆于所述电芯的外侧,所述正极延伸部和所述负极延伸部分别至少部分外露于所述封装壳体。

在一个实施例中提供一种电池,所述电池为锂离子电池,包括:封装壳体(图未示)和电芯,所述封装壳体包覆于所述电芯的外侧,例如,所述封装壳体包覆所述电芯,所述电芯的所述正极延伸部和所述负极延伸部分别部分凸出于所述封装壳体,即所述电芯的所述正极延伸部和所述负极延伸部分别部分凸出于所述封装壳体之外并露置于外部环境中,所述电芯的其余部分包覆于所述封装壳体;且所述封装壳体内灌注有电解液,如图1至图3所示,所述电芯100包括第一隔膜121、正极片130、第二隔膜122和负极片140,所述正极片130包括一体连接的正极片本体131和正极延伸部132,所述负极片140包括一体连接的负极片本体141和负极延伸部142,所述第一隔膜121、所述正极片本体131、所述第二隔膜122和所述负极片本体141依次层叠卷绕形成电芯本体110,所述正极延伸部132和所述负极延伸部142分别凸出设置于所述电芯本体110的一端,所述电芯本体110靠近所述正极延伸部132和所述负极延伸部142的一端设置有第一黏胶体151,所述电芯本体110远离所述正极延伸部132和所述负极延伸部142的一端设置有第二黏胶体152,所述第一黏胶体151分别与所述第一隔膜121以及所述第二隔膜122连接,所述第二黏胶体152分别与所述第一隔膜121以及所述第二隔膜122连接。

具体地,第一隔膜121和第二隔膜122用于正极片本体131和负极片本体141,使得正极片本体131和负极片本体141之间绝缘,而正极延伸部132和负极延伸部142用于凸出于所述封装壳体,以连接外部元件,例如,该正极延伸部132和负极延伸部142为极耳,例如,正极延伸部132沿垂直于电芯本体110的卷绕方向凸起于所述电芯本体110,负极延伸部142沿垂直于电芯本体110的卷绕方向凸起于所述电芯本体110,例如,正极延伸部132和负极延伸部142凸起方向相同,即正极延伸部132和负极延伸部142凸起于电芯本体110的同一端。例如,正极延伸部132和负极延伸部142间隔设置,这样,由于正极延伸部132和负极延伸部142之间具有一定距离,能够有效避免两者之间直接连接而引起短路。

值得一提的是,该第一黏胶体151和第二黏胶体152能够有效固定第一隔膜121和第二隔膜122,例如,所述电芯本体110包括多个间隔层叠的隔膜层,例如,每一隔膜层之间设置有正极片本体或负极片本体,每一隔膜层的一端均通过该第一黏胶体151与另一隔膜层连接,每一隔膜层的另一端均通过该第二黏胶体152与另一隔膜层连接,这样,使得电芯本体110的各隔膜层的两端之间均能够通过第一黏胶体151和第二黏胶体152稳固地固定,有效避免各隔膜层受热而收缩。

具体地,将第一隔膜121、正极片130、第二隔膜122和负极片140卷绕成电芯本体110后,在电芯本体110的两端分别浇注或滴灌胶液,使得各隔膜层之间,即从两端胶液渗透至各隔膜层之间,随后采用加热或提供光照的方式,使得胶液固化,在电芯本体110的两端形成第一黏胶体151和第二黏胶体152,第一黏胶体151和第二黏胶体152充分将电芯本体110的隔膜层两端固定,使得第一隔膜121和第二隔膜122的两端固定。

上述实施例中,通过黏胶将电芯本体110两端的各层的第一隔膜121和第二隔膜122相互黏接,使得第一隔膜121和第二隔膜122的两端被固定,当第一隔膜121和第二隔膜122受热后,由于其两端都被固定而限制,因此第一隔膜121和第二隔膜122无法收缩,使得第一隔膜121和第二隔膜122的固定效果更佳,有效避免正极片130和负极片140暴露而引起的短路。

为了实现对正极片本体131的更好包覆,避免正极片本体131或负极片本体141外露于电芯本体110,且避免第一黏胶体151和第二黏胶体152黏附于正极片本体或者负极片本体上,在一个实施例中,如图1所示,所述第一隔膜121和所述第二隔膜122的长度大于所述正极片本体131的长度,例如,所述第一隔膜121和所述第二隔膜122的长度大于所述负极片本体141的长度。具体地,本实施例以及下面实施例中的长度为由电芯本体110远离正极片130延伸部的一端至靠近正极片130延伸部的一端的距离,即在垂直于电芯本体110的卷绕方向上的距离,第一隔膜121、第二隔膜122、正极片本体131和负极片本体141的长度均沿此方向计算,本实施例中,由于第一隔膜121和第二隔膜122分别包覆于正极片130和负极片140的两侧,且第一隔膜121和第二隔膜122的长度分别大于正极片本体131和负极片本体141的长度,因此,能够充分包覆正极片本体131和负极片本体141,当第一隔膜121和第二隔膜122受热而轻微收缩时,仍能够充分包覆正极片本体131和负极片本体141,避免正极片本体131和负极片本体141外露,也避免正极片130和负极片140相互连接而引起短路,且能够在滴灌胶液时,避免胶液黏附于正极片本体或者负极片本体上,从而避免第一黏胶体151和第二黏胶体152黏附于正极片本体或者负极片本体上。

为了进一步避免正极片本体131和负极片本体141相互接触而引起短路,例如,如图1所示,所述正极片本体131和所述负极片本体141的长度相异设置,例如,所述正极片本体131的长度大于所述负极片本体141的长度,又如,所述负极片本体141的长度大于所述正极片本体131的长度,这样,即使第一隔膜121和第二隔膜122由于受热而导致正极片本体131或者负极片本体141外露,由于正极片本体131和负极片本体141的长度相异,因此,两者不会同时外露,能够进一步有效避免正极本体和负极片本体141外露而相互接触引起的短路。

为了使得胶液能够渗透至第一隔膜121和第二隔膜122,使得第一隔膜121和第二隔膜122的两端分别得到固定,具体地,在对电芯本体110的两端进行浇注或滴灌胶液时,采用平压机构,从电芯本体110的两侧对电芯本体110进行平压,进而使得处于内侧各层的第一隔膜121和第二隔膜122能够充分向两端舒展,使得内侧各层的第一隔膜121和第二隔膜122的从两端外露于电芯本体110,且使得第一隔膜121和第二隔膜122相对于正极片本体和负极片本体向两端具有更大的延伸量,进而使得滴灌的胶液能够充分与第一隔膜121和第二隔膜122接触,增大与第一隔膜121和第二隔膜122的接触面积,且避免滴灌的胶液与正极片本体以及负极片本体接触,使得滴灌胶液的效果更佳,进而使得固化成型的第一黏胶体151和第二黏胶体152对第一隔膜121和第二隔膜122的固定效果更佳。在一个实施例中,将所述电芯本体110平压至扁平矩形状,例如,所述电芯本体110具有矩形截面,例如,将所述电芯本体110平压至扁圆柱状,例如,所述电芯本体110具有椭圆形截面。例如,所述电芯本体110具有圆形截面。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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