CN101295803A - 电池膜片组合及锂离子电池和锂离子电池的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电池膜片组合及锂离子电池和锂离子电池的制作方法,电池膜片组合,包括隔膜和极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接。锂离子电池包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,所述电池极芯包括上述膜片组合。锂离子电池的制作方法:将第一膜片组合与第二极片进行卷绕或叠置形成电池极芯;将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内;注入电解液,将电池完全密封。本发明既能保证极片间的绝缘,又能增大极片的宽度,从而增大电池收容腔空间利用率。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池膜片组合,本发明还涉及一种锂离子电池,本发明还涉及一种锂离子电池的制作方法。
背景技术
作为一种环保清洁能源,锂离子电池被广泛应用在各种电器设备上。目前常见的锂离子电池的无论设计成何种外形,其电池极芯均为多层电化学反应层,多由正极片、隔膜和负极片三个独立单片经卷绕而成。为避免正极片和负极片接触形成短路,在设计上都是使正极片、负极片的宽度小于隔膜的宽度,通过隔膜与极片间的宽度错位实现绝缘。这种结构对现场操作要求很高,不仅材料利用率低,电池收容腔空间利用率低。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题就是为了克服以上的不足,提出了一种电池膜片组合,使用该电池膜片组合的电池收容腔空间利用率高、绝缘性好。
本发明所要解决的第二个技术问题就是为了克服以上的不足,提出了一种收容腔空间利用率高、绝缘性好的锂离子电池。
本发明所要解决的第三个技术问题就是为了克服以上的不足,提出了一种锂离子电池制作方法,通过该方法制得的电池收容腔空间利用率高、绝缘性好。
本发明的第一个技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种电池膜片组合,包括隔膜和极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接。
优选地,所述第一膜层包括至少一个第一单体,所述第二膜层包括至少一个第二单体,所述第一单体和第二单体形状相同,所述极片包括至少一个第三单体,所述第三单体形状与第一单体形状相对应,所述第一、二、三单体的外形与电池收容腔外形相对应。
还包括极耳,所述极耳位于极片端部,并从第一膜层和第二膜层未密封的边缘引出。
本发明的第二个技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述正极片或负极片中任一极片夹在第一膜层和第二膜层之间,夹在第一膜层和第二膜层之间的极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述正极片或负极片中另一极片位于第一膜层或第二膜层外侧,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。
一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。
本发明的第三个技术问题通过以下的技术方案予以解决:一种锂离子电池的制作方法:包括如下步骤:将第一膜片组合与第二极片进行卷绕或叠置形成电池极芯;将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内;注入电解液,将电池完全密封;所述第一膜片组合包括隔膜和第一极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第一极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述第一极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接;所述第一极片为正极片或负极片中任一极片,所述第二极片为正极片或负极片中另一极片。
优选地,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。
本发明的第三个技术问题还可通过以下的技术方案予以解决:一种锂离子电池的制作方法,包括如下步骤:将第一膜片组合与第二膜片组合进行卷绕或叠置形成电池极芯;将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内;注入电解液,将电池完全密封;所述第一膜片组合包括第一隔膜和正极片,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接;所述第二膜片组合包括第二隔膜和负极片,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片的边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接。
优选地,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。
本发明与现有技术对比的有益效果是:本发明的电池膜片组合,包括隔膜和极片,极片夹在第一膜层和第二膜层之间,极片的边缘与隔膜的第一膜层和第二膜层的边缘相抵接。使用本发明的电池膜片组合制成的锂离子电池既能保证极片间的绝缘,又能增大极片的宽度,从而增大电池收容腔空间利用率。本发明的使用上述膜片组合的锂离子电池的性能更优,能带来更低的成本,安全性能更好,并且能提升锂离子电池的体积比容量,更易实现生产的自动化。
附图说明
图1是本发明具体实施方式的第一种电池膜片组合的结构示意图;
图2是本发明具体实施方式的第一种电池膜片组合的俯视示意图;
图3是本发明具体实施方式的第一种电池膜片组合的左视示意图;
图4是本发明具体实施方式的第二种电池膜片组合的结构示意图;
图5是本发明具体实施方式的第二种电池膜片组合的俯视示意图;
图6是本发明具体实施方式的第二种电池膜片组合的左视示意图;
图7是本发明具体实施方式的电池制作时进行卷绕的示意图;
图8-11是本发明具体实施方式的电池制作时不同叠置方法的示意图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式并结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1、2、3、4、5、6所示,一种电池膜片组合,包括隔膜和极片2,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层11和第二膜层12,所述第一膜层11和第二膜层12的部分边缘密封,所述极片2夹在第一膜层11和第二膜层12之间,所述极片2的边缘与第一膜层11和第二膜层12的边缘相抵接。极片2端部设有极耳3,极耳3从第一膜层11和第二膜层12未密封的边缘引出。上述夹在第一膜层11和第二膜层12之间的极片可以是正极片或负极片。
如图1、2、3所示的电池膜片组合可以用一个隔膜将b边对折后,再通过热合或胶粘的方式密封c边形成,隔膜的a边也可进行密封,以保证绝缘效果。这种电池膜片组合可以用在纽扣电池、方形电池里。
如图4、5、6所示的电池膜片组合,其第一膜层11包括至少一个第一单体111,所述第二膜层12包括至少一个第二单体121,所述第一单体111和第二单体121形状相同,所述极片2包括至少一个第三单体21,所述第三单体21形状与第一单体形状111相对应,所述第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形与电池收容腔外形相对应。可以先分别做好第一膜层11、极片2和第二膜层12,再将三者按次序叠放好,再将a、b、c边分别密封即可。根据电池收容腔空间要求,第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形可以制成用户需要的任何尺寸和形状,第一单体111、第二单体121和第三单体21的横截面可以是四边形、多边形、圆形或多边形和圆弧组合成的任意形状。例如:如果收容腔横截面为方形,第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形也相应为方形;如果收容腔横截面为八边形,第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形也相应为八边形;如果收容腔横截面为圆形,第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形也相应为圆形;如果收容腔横截面为不规则形状,第一单体111、第二单体121和第三单体21的外形也相应为该不规则形状;这样可以提高电池收容腔的空间利用率。这种电池膜片组合可以用在纽扣电池里。
上述膜片组合的物理性能(包括绝缘和收容腔空间利用率)佳,更易实现电池极芯生产环节的自动化,使用该膜片组合的电池能够提高电池的体积比容量。本发明可以应用于各种不同形状的锂离子电池中,尤其在纽扣型电池、电池极芯叠层工艺方面应用更具优势和潜力。
上述膜片组合可以单层使用,例如:用一个上述电池膜片组合和一个极片可以制得第一种锂离子电池。具体如下:一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述正极片或负极片中任一极片夹在第一膜层和第二膜层之间,夹在第一膜层和第二膜层之间的极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述正极片或负极片中另一极片位于第一膜层或第二膜层外侧,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。如夹在第一膜层和第二膜层之间的极片为正极片,则位于第一膜层或第二膜层外侧的极片则应为负极片。如夹在第一膜层和第二膜层之间的极片为负极片,则位于第一膜层或第二膜层外侧的极片则应为正极片。这种电池的收容腔空间利用率高。
上述膜片组合也可以复合使用,例如:用两个上述电池膜片组合可以制得第二种锂离子电池。具体如下:一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。这种电池的绝缘性好,可以避免极片边缘脱粉造成质量隐患。
制作上述第一种锂离子电池的方法,包括如下步骤:
第一步:如图7、8、9、10所示,将第一膜片组合1与第二极片6进行卷绕(如图7)或叠置(如图8、9、10、11)形成电池极芯,所述电池极芯外形与电池收容腔外形相对应。图8是第一膜片组合1与第二极片6进行异向多层叠置的示意图,采用这种叠置方法制得的锂离子电池的正极耳和负极耳位于极片的同一侧。图9是第一膜片组合1与第二极片6进行异向多层叠置的示意图,采用这种叠置方法制得的锂离子电池的正极耳和负极耳分别位于极片相对的两侧。图10和图11是第一膜片组合1与第二极片6进行单层叠置的示意图。采用多层叠置的方法制得的锂离子电池容量更高、电阻更低、功率更高,可以提高锂离子电池的空间利用率。所述第一膜片组合1包括隔膜和第一极片7,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层11和第二膜层12,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第一极片7夹在第一膜层11和第二膜层12之间,所述第一极片7的边缘与第一膜层11和第二膜层12的边缘相抵接;所述第一极片7为正极片或负极片中任一极片,所述第二极片6为正极片或负极片中另一极片。所述第一膜层11和第二膜层12的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。
第二步:将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内。
第三步:注入电解液,将电池完全密封。
制作上述第二种锂离子电池的方法,包括如下步骤:
第一步:将第一膜片组合与第二膜片组合进行卷绕或叠置形成收容腔形状的电池极芯。所述第一膜片组合包括隔膜和正极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接;所述第二膜片组合包括第二隔膜和负极片,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片的边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接。所述第一膜层和第二膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。制作过程的图可参考图7、8、9、10、11,只需将上面这些图中的第二极片6换成第二膜片组合即可。
第二步:将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内。
第三步:注入电解液,将电池完全密封。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种电池膜片组合,其特征在于:包括隔膜和极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接。
2.根据权利要求1所述的电池膜片组合,其特征在于:所述第一膜层包括至少一个第一单体,所述第二膜层包括至少一个第二单体,所述第一单体和第二单体形状相同,所述极片包括至少一个第三单体,所述第三单体形状与第一单体形状相对应,所述第一、二、三单体的外形与电池收容腔外形相对应。
3.根据权利要求1或2所述的电池膜片组合,其特征在于:还包括极耳,所述极耳位于极片端部,并从第一膜层和第二膜层未密封的边缘引出。
4.一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,其特征在于:所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述正极片或负极片中任一极片夹在第一膜层和第二膜层之间,夹在第一膜层和第二膜层之间的极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述正极片或负极片中另一极片位于第一膜层或第二膜层外侧,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。
5.一种锂离子电池,包括互相配合壳体和盖体,壳体与盖体之间设有收容腔,收容腔内设有电池极芯和电解液,其特征在于:所述电池极芯包括正极片、负极片和第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,用于使正极片和负极片完全绝缘。
6.一种锂离子电池的制作方法:其特征在于:包括如下步骤:
第一步:将第一膜片组合与第二极片进行卷绕或叠置形成电池极芯,所述电池极芯外形与电池收容腔外形相对应;
第二步:将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内;
第三步:注入电解液,将电池完全密封;
所述第一膜片组合包括隔膜和第一极片,所述隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述第一极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述第一极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接;所述第一极片为正极片或负极片中任一极片,所述第二极片为正极片或负极片中另一极片。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池的制作方法:其特征在于:所述第一膜层和第二膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。
8.一种电池的制作方法,其特征在于:包括如下步骤:
第一步:将第一膜片组合与第二膜片组合进行卷绕或叠置形成的电池极芯,所述电池极芯外形与电池收容腔外形相对应;
第二步:将电池极芯放入壳体和盖体之间的收容腔内;
第三步:注入电解液,将电池完全密封;
所述第一膜片组合包括第一隔膜和正极片,所述第一隔膜包括叠在一起的第一膜层和第二膜层,所述第一膜层和第二膜层的部分边缘密封,所述正极片夹在第一膜层和第二膜层之间,所述正极片的边缘与第一膜层和第二膜层的边缘相抵接;
所述第二膜片组合包括第二隔膜和负极片,所述第二隔膜包括叠在一起的第三膜层和第四膜层,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘密封,所述负极片夹在第三膜层和第四膜层之间,所述负极片的边缘与第三膜层和第四膜层的边缘相抵接。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池的制作方法,其特征在于:所述第一膜层和第二膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封,所述第三膜层和第四膜层的部分边缘通过热合或胶粘的方式密封。
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