CN107579174A - 超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，包括一带有储液功能的极耳保护隔套，所述极耳保护隔套套设于两极耳之上。本发明通过在电池内部增加带有储液功能的极耳保护隔套，提高电池内部电解液的保有量，循环测试过程中，电池消耗掉的电解液可以通过隔套持续补充，保证电池超长的循环寿命。本发明将极耳保护隔套安装在极耳转焊区域，充分利用电池固有尺寸，不牺牲电池的体积能量密度，对电池重量能量密度影响也较小。极耳保护隔套安装简便，安装后可以省去极耳贴保护胶的工序，只需在两面各贴一道胶，使极耳保护隔套与电池形成一个整体，提高生产效率和质量可靠性。

Description

超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池。

背景技术

软包动力电池因采用更轻的铝塑膜作为外壳，其能量密度比方形动力电池要高；但因其结构特点，电池内部电解液保有量偏少，循环寿命比方形动力电池要低，主要体现在循环后期，电解液消耗殆尽，电池性能急剧恶化，产生俗称“循环跳水”现象。

为提高电池循环寿命，最直接的方法为提高电池内部电解液保有量；传统的实施办法有：降低极片压实，采用更厚的隔膜等，通过提高电池内部孔隙率来增加保液量。但以上方法提升效果有限，而且会牺牲能量密度，无法充分发挥软包动力电池能量密度优势。

图1给出一种传统软包电池的结构，传统的软包动力电池由于需要经过多极耳转焊，电池顶封区20通常设计比较大，该极耳转焊区域10无法提供容量。

因此，现有技术存在不足，需要改进。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池。

为实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，包括一带有储液功能的极耳保护隔套，所述极耳保护隔套套设于两极耳之上。

优选地，所述极耳保护隔套内设一个或多个用于储液的空腔、内设一个或多个加强片。

优选地，所述用于储液的空腔为非封闭式，可在电池循环使用过程中，为电池不断补充消耗掉的电解液。

优选地，所述加强片设计形式有横向、竖向及横竖混合任意一种，设置的目的在于保证所述极耳保护隔套受到外力施压时仍可保持原来的外形。

优选地，所述极耳保护隔套与该软包聚合物动力电池的外包装铝塑膜完后贴合，厚度、宽度与该软包聚合物动力电池尺寸相同。

优选地，所述极耳保护隔套由多个隔套单元组合而成，每一隔套单元均具有储液功能。

本发明通过在电池内部增加带有储液功能的极耳保护隔套，提高电池内部电解液的保有量，循环测试过程中，电池消耗掉的电解液可以通过隔套持续补充，保证电池超长的循环寿命。本发明将极耳保护隔套安装在极耳转焊区域，充分利用电池固有尺寸，不牺牲电池的体积能量密度，对电池重量能量密度影响也较小。极耳保护隔套安装简便，安装后可以省去极耳贴保护胶的工序，只需在两面各贴一道胶，使极耳保护隔套与电池形成一个整体，提高生产效率和质量可靠性。

附图说明

图1、图2为现有技术的软包电池结构图；

图3为本发明实施例的结构示意图；

图4为本发明中极耳保护隔套的一实施例结构示意图；

图5为本发明中极耳保护隔套的另一实施例结构示意图；

图6为XXF6Q0-37Ah常规工艺与本发明工艺三元体系电芯循环寿命对比图；

图7为XXE2Q0-20Ah常规工艺与本发明工艺磷酸铁锂体系电芯循环寿命对比图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本发明进一步说明。

参照图3与图4，本发明提供一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，包括一带有储液功能的极耳保护隔套40，所述极耳保护隔套40套设于极耳转焊区域10。

其中，所述极耳保护隔套40内设一个或多个用于储液的空腔42、内设一个或多个加强片44。

所述用于储液的空腔为非封闭式，可在电池循环使用过程中，为电池不断补充消耗掉的电解液。

本发明通过在内置带有储液功能的极耳保护隔套40，在不影响电池体积能量密度的前提下，提高电解液保有量。该极耳保护隔套40的具体实施例见以下两实施例：

实施例1

参考图4，极耳保护隔套40主要由外部壳体41、储液空腔42、极耳穿插位43及分布在内部、保证外壳稳定的加强片44组成。

外部壳体41厚度为电池本体厚度的60～100％，保证在二封抽气时不会受到挤压而损坏，宽度为电池本体宽度的90～100％，隔套外形应与铝塑膜腔体完好贴合。

储液空腔42体积占极耳保护隔套40外形体积的20～95％，且空腔不能为封闭式，敞口朝向电池主体，可保证电解液正常流入和流出。

极耳穿插位43是极耳预留位置，保证极耳可以从该处穿过。

加强片44起到支撑外部壳体的作用，加强片44可以为多个，更优选的情况下，所述加强片可以设计为多个横向和纵向的横梁，用以加强外部壳体的强度，同时避免隔套与电池的相对运动对电池产生损伤；本领域技术人员可根据实际情况对加强片的个数及分布位置进行调整，在保证隔套不会因外力而变形的情况下，减轻隔套的重量。

在电池制造过程中，极耳保护隔套40被安装在极耳焊接位置，隔套安装后，极耳焊点被完全覆盖，可免去焊接位置贴胶11的操作。铝塑膜冲盒要求与常规工艺不同，冲盒尺寸按叠芯和极耳保护隔套40组合后尺寸进行设计，电池和极耳保护隔套40需一起装入铝塑膜进行封装；极耳保护隔套40安装简便，安装后可以省去极耳贴保护胶的工序，只需在两面各贴一道胶30，使隔套与电池形成一个整体，提高生产效率和质量可靠性。

实施例2

所述极耳保护隔套40’由多个隔套单元40’a、40’b组合而成，每一隔套单元40’a、40’b均具有储液功能，隔套单元40’a与隔套单元40’b可通过卡扣40’c、粘胶等方式组合。此处的隔套单元40’a、40’b的结构，相当于实施例1中的极耳保护隔套40。

见表1，以下以XXF6Q0-37Ah-3.7V、XX90D0-10Ah-3.7V和XXE2Q0-20Ah-3.2V三个型号为例，将本发明制作的电池与常规工艺电池做对比，验证本发明对电池性能提升效果。

表1：

参见图5至图6，以上实例展示的是：方案①为在保持重量能量密度不变的情况下，采用本发明设计，体积能量密度提升的效果，提升比例基本在4％以上；方案②为在保持体积能量密度不变的情况下，采用本发明设计，电解液保有量和循环的提升效果，电解液保有量提升比例在10％以上，循环寿命提升40％以上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，包括一带有储液功能的极耳保护隔套，所述极耳保护隔套套设于两极耳之上。

2.根据权利要求1所述的超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，所述极耳保护隔套内设一个或多个用于储液的空腔、内设一个或多个加强片。

3.根据权利要求2所述的超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，所述用于储液的空腔为非封闭式，可在电池循环使用过程中，为电池不断补充消耗掉的电解液。

4.根据权利要求2所述的超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，所述加强片设计形式有横向、竖向及横竖混合任意一种，设置的目的在于保证所述极耳保护隔套受到外力施压时仍可保持原来的外形。

5.根据权利要求1或2所述的超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，所述极耳保护隔套与该软包聚合物动力电池的外包装铝塑膜完后贴合，厚度、宽度与该软包聚合物动力电池尺寸相同。

6.根据权利要求1或2所述的超长循环寿命高能量密度软包聚合物动力电池，其特征在于，所述极耳保护隔套由多个隔套单元组合而成，每一隔套单元均具有储液功能。