CN109037788B - 一种软包大容量固态聚合物锂离子电池及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软包大容量固态聚合物锂离子电池及其应用，包括电芯主体和包覆在电芯主体外侧的软包装膜，所述电芯主体的正、负极分别连接有正极极耳和负极极耳；所述正极极耳与负极极耳上均贴有热熔胶薄膜，所述热熔胶薄膜与软包装膜之间热封在一起。本发明设计合理，采用软包装膜与热熔胶薄膜将电芯主体与正、负极极耳封装起来，同时电池中液体原料添加少，且在制程过程中基本没被吸收或抽出，使得电池内部基本不含有可自由流动的液体成分，具有安全性高、性能稳定、液态含量低、可通过大电流充放电的优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种软包大容量固态聚合物锂离子电池及其应用。
背景技术：
目前市场上大范围应用的锂离子电池常采用硬壳包装，且内部存在较多液态电解液成分，如果发生短路、过充过放、挤压针刺等意外时，容易发生爆炸、漏液腐蚀、起火等安全事故。而硬壳的质量相对较高，导致电池产品的能量密度偏低。
此外，对于大容量锂离子电池的应用，尤其是单体容量超过50Ah，甚至200Ah以上时，可以采用无并联的电池系统结构，可以在很大程度上提高电池安全性，电池管理系统也能实时监控到系统内的每一块电芯。而对于无并联的单体电池，对于大电流充放电的要求较高，需要设计降低电池内阻及发热。
发明内容：
本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种软包大容量固态聚合物锂离子电池及其应用，不仅设计合理，而且安全性高、性能稳定。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，包括电芯主体和包覆在电芯主体外侧的软包装膜，所述电芯主体的正、负极分别连接有正极极耳和负极极耳。
进一步的，所述电芯主体包括多个正极片和多个负极片，多个正极片与多个负极片沿竖向依次交替层叠布置，且在正极片与负极片之间通过S形卷绕的隔膜隔离。
进一步的，所述正极片与负极片均包括涂布区，所述涂布区的一端部设有向外延伸的极耳区，多个正极片的极耳区相互重叠在一起并与正极极耳固联；多个负极片的极耳区相互重叠在一起并与负极极耳固联。
进一步的，所述正极片的片数比负极片的片数少一个，位于最上层和最下层负极片的涂布区的两侧面或者于靠近正极片的一侧面涂覆活性材料，其余负极片的涂布区两侧面与正极片的涂布区两侧面也均涂覆有活性材料。
进一步的，多个正极片的极耳区与多个负极片的极耳区位于同一侧或不同侧。
进一步的，多个正极片的极耳区与多个负极片的极耳区宽度相同，且均超过与其相连的涂布区宽度的1/3；正极片的涂布区尺寸小于负极片涂布区的尺寸，正极片的涂布区在竖直方向完全被负极片的涂布区覆盖。
进一步的，所述正极片为铝箔或涂炭铝箔材料；所述负极片为铜箔或涂炭铜箔材料。
进一步的，所述正极极耳与负极极耳上均贴有热熔胶薄膜，所述热熔胶薄膜与软包装膜之间热封在一起。
进一步的，所述正极极耳为铝制薄片；所述负极极耳为铜或镍或铜镀镍薄片。
本发明采用的另一种技术方案是：一种软包大容量固态聚合物锂离子电池的应用，将上述的软包大容量固态聚合物锂离子电池应用于动力电池及电化学储能中。
与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明设计合理，采用软包装膜与热熔胶薄膜将电芯主体与正、负极极耳封装起来，同时电池中液体原料添加少，且在制程过程中基本被吸收或抽出，使得电池内部基本不含有可自由流动的液体成分，具有安全性高、性能稳定、液态含量低、可通过大电流充放电的优点。
附图说明：
图1是本发明实施例的俯视构造示意图；
图2是图1中的A-A剖面构造示意图；
图3是本发明实施例中电芯主体的俯视构造示意图；
图4是正极片的极耳区与负极片的极耳位于不同侧的构造示意图。
图中：
1-电芯主体；2-软包装膜；3-正极极耳；4-负极极耳；5-正极片；501-正极片的涂布区；502-正极片的极耳区；6-负极片；601--负极片的涂布区；602-负极片的极耳区；7-隔膜；8-热熔胶薄膜。
具体实施方式:
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
如图1～4所示，本发明一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，包括电芯主体1和包覆在电芯主体1外侧的软包装膜2，所述软包装膜2采用铝塑复合膜，所述电芯主体1的正、负极分别连接有正极极耳3和负极极耳4。
本实施例中，所述电芯主体1包括多个正极片5和多个负极片6，多个正极片5与多个负极片6沿竖向依次交替层叠布置，且在正极片5与负极片6之间通过S形卷绕的隔膜7隔离。
本实施例中，所述正极片5与负极片6均包括涂布区，所述涂布区的一端部设有向外延伸的极耳区，多个正极片的极耳区502相互重叠在一起构成电芯主体1的正极并均与正极极耳3焊接在一起；多个负极片的极耳区602相互重叠在一起构成电芯主体1的负极并均与负极极耳4焊接在一起。
本实施例中，所述正极片5的片数比负极片6的片数少一个，即，电芯主体1最上层和最下层的极片均为负极片，位于最上层和最下层的负极片的涂布区601上于靠近正极片的一侧面涂覆活性材料，其余负极片的涂布区601两侧面与正极片的涂布区501两侧面也均涂覆有活性材料。
本实施例中，位于最上层和最下层的负极片的涂布区601上于远离正极片5的一侧面也涂覆有活性材料。
本实施例中，多个正极片的极耳区502与多个负极片的极耳区602位于同一侧或不同侧。
本实施例中，多个正极片的极耳区502与多个负极片的极耳区602宽度相同，且均超过与其相连的涂布区宽度的1/3；正极片的涂布区尺寸小于负极片涂布区的尺寸，即正极片的涂布区的长度、宽度分别小于负极片的涂布区的长度、宽度；正极片的涂布区在竖直方向完全被负极片的涂布区覆盖。
本实施例中，所述隔膜7为双层复合膜，包括基材和陶瓷涂层；隔膜在电芯主体中为连续的S形层叠卷绕，层叠的每一层面积相同，分别插在每个正极片和负极片的间隙以及最上层和最下层负极片的外侧。所述隔膜在折叠后的每一层面积略大于负极片的涂布区面积且在垂直方向上完全覆盖负极片的涂布区。所述隔膜的纵向开口处用于引出负极片的极耳区和正极片和的极耳区。
本实施例中，所述正极片5为铝箔或涂炭铝箔材料；所述负极片6为铜箔或涂炭铜箔材料。
本实施例中，所述正极极耳3与负极极耳4上均贴有热熔胶薄膜8，所述热熔胶薄膜8与软包装膜2之间热封在一起。优选的，所述热熔胶薄膜采用聚丙烯PP。
本实施例中，所述正极极耳3为铝制薄片；所述负极极耳4为铜或镍或铜镀镍薄片。
本实施例中，该电池内基本不含可自由流动的液体成分。
实施例1：制作一块320Ah的软包大容量固态聚合物锂离子电池，软包装膜采用铝塑复合膜，电芯主体包括30片正极片和31片负极片，正极片采用18μm厚度的涂炭铝箔，负极片采用8μm厚的铜箔；正极片涂布区的长×宽为600mm×400mm，圆角半径30mm；负极片涂布区的长×宽为604×404mm，圆角半径30mm。极耳区长宽尺寸为220×14mm。
正极片的极耳区与负极片的极耳区位于同一侧，且极耳区的宽度为220mm；正极极耳为厚度0.4mm的铝片，负极极耳为厚度0.3mm的铜镀镍薄片，正、负极极耳上的热熔胶薄膜采用聚丙烯PP。
实施例2：制作一块750Ah的软包大容量固态聚合物锂离子电池，软包装膜采用铝塑复合膜，电芯主体包括47片正极片和48片负极片，正极片采用14μm厚度的涂炭铝箔，负极片采用6μm厚的铜箔。正极片涂布区的长×宽为900mm×400mm，圆角半径25mm；负极片涂布区的长×宽为904×404mm，圆角半径25mm。极耳区长宽尺寸为310×16mm。
正极片的极耳区与负极片的极耳区位于同一侧，且极耳区的宽度为310mm，正极极耳为厚度0.4mm的铝片，负极极耳为厚度0.3mm的铜镀镍薄片，正、负极极耳上的热熔胶薄膜采用聚丙烯PP。
实施例3：该实施例与实施例2的区别点在于：正极片的极耳区与负极片的极耳区分别从电芯主体的两侧引出，即位于不同侧。
本发明采用的另一种技术方案是：一种软包大容量固态聚合物锂离子电池的应用，将上述的软包大容量固态聚合物锂离子电池应用于电子设备中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，其特征在于：包括电芯主体和包覆在电芯主体外侧的软包装膜，所述电芯主体的正、负极分别连接有正极极耳和负极极耳；
所述电芯主体包括多个正极片和多个负极片，多个正极片与多个负极片沿竖向依次交替层叠布置，且在正极片与负极片之间通过S形卷绕的隔膜隔离；
所述正极片与负极片均包括涂布区，所述涂布区的一端部设有向外延伸的极耳区，多个正极片的极耳区相互重叠在一起并与正极极耳固联；多个负极片的极耳区相互重叠在一起并与负极极耳固联；
所述正极片的片数比负极片的片数少一个，位于最上层和最下层负极片的涂布区的两侧面或者于靠近正极片的一侧面涂覆活性材料，其余负极片的涂布区两侧面与正极片的涂布区两侧面也均涂覆有活性材料；
多个正极片的极耳区与多个负极片的极耳区宽度相同，且均超过与其相连的涂布区宽度的1/3；正极片的涂布区尺寸小于负极片涂布区的尺寸，正极片的涂布区在竖直方向完全被负极片的涂布区覆盖。
2.根据权利要求1所述的一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，其特征在于：多个正极片的极耳区与多个负极片的极耳区位于同一侧或不同侧。
3.根据权利要求1～2任意一项所述的一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极片为铝箔或涂炭铝箔材料；所述负极片为铜箔或涂炭铜箔材料。
4.根据权利要求1所述的一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极极耳与负极极耳上均贴有热熔胶薄膜，所述热熔胶薄膜与软包装膜之间热封在一起。
5.根据权利要求4所述的一种软包大容量固态聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极极耳为铝制薄片；所述负极极耳为铜或镍或铜镀镍薄片。
6.一种软包大容量固态聚合物锂离子电池的应用，其特征在于：将权利要求1至5中任一项所述的软包大容量固态聚合物锂离子电池应用于动力电池及电化学储能中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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