CN109326831A - 电芯结构、电芯制造方法及电池 - Google Patents

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杨吉
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Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体提供一种电芯结构、电芯制造方法及电池，电芯结构包括多个层叠设置的极片，任意一个极片的两侧分别设置有隔膜，各所述隔膜分别具有多个过渡部，且相邻两个极片通过所述隔膜连接且极性相反。通过上述设置，以在采用所述电芯结构制作电池时使电解液通过过渡部快速渗透至电芯结构的不同位置处，从而提高电池的注液效率。

Description

电芯结构、电芯制造方法及电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯结构、电芯制造方法及电池。
背景技术
目前，锂离子电池通常采用卷绕和叠片两种工艺制造，Z字形叠片是叠片工艺的主要叠片方法之一。目前的Z字形叠片的单体电芯结构是一条隔膜和多片正极片和多片负极片构成。隔膜进行多层Z形翻折折叠，在每次Z形翻折折叠的过程中，间隔地放入负极片和正极片，且每次放入一片，然后经过包裹隔膜或粘贴胶带等方式进行固定而成。
发明人经研究发现，采用上述方式获得的电芯结构较紧，隔膜与极片间隙几乎为零，这会导致后续注液工序中电解液渗透时间较长，进而导致注液效率慢的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电芯结构、电芯制造方法及电池，以有效解决上述技术问题。
本发明提供的技术方案如下：
一种电芯结构，所述电芯结构包括多个层叠设置的极片，任意一个极片的两侧分别设置有隔膜，且各所述隔膜分别具有多个过渡部，相邻两个极片通过所述隔膜连接且极性相反。
可选的，在上述电芯结构中，所述隔膜为双面陶瓷隔膜、涂胶隔膜或非黏性隔膜。
可选的，在上述电芯结构中，所述多个过渡部呈条状且依次间隔设置于所述隔膜的一侧或两侧。
可选的，在上述电芯结构中，所述极片与所述隔膜通过粘合剂粘连。
可选的，在上述电芯结构中，各所述极片的形状大小相同，且多个层叠设置的极片中的第一个极片和最后一个极片为负极片。
可选的，在上述电芯结构中，各所述隔膜的形状大小相同，所述隔膜的形状与所述极片的形状相匹配，且所述隔膜的面积大于所述极片的面积。
本发明还提供一种电芯制造方法，用于制造上述的电芯结构，所述方法包括：
将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件，其中，获得的各第一叠片组件中的第一隔膜和第二隔膜上分别具有多个过渡部，且第一极片与所述第二极片的极性相反；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件，其中，获得的第二叠片组件中的第三隔膜和第二隔膜分别具有多个过渡部；
将多个所述第一叠片组件和一个所述第二叠片组件进行层叠设置，并进行压合得到电芯结构，其中，所述第二叠片组件位于所述电芯结构的端部。
可选的，在上述电芯制造方法中，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置的步骤包括：
将所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置的步骤包括：
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置。
可选的，在上述电芯制造方法中，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件的步骤包括：
将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得多个第一叠片组件；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件的步骤包括：
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得一个第二叠片组件。
本发明还提供一种电池，包括电池壳体以及上述的电芯结构，所述电芯结构设置于所述电池壳体内。
本发明提供的一种电芯结构、电芯制造方法及电池，电芯结构包括多个层叠设置的极片，任意一个极片的两侧分别设置有隔膜，且各所述隔膜分别具有多个过渡部，多个层叠设置的极片中的第一个极片和最后一个极片为负极片，且相邻两个极片通过所述隔膜连接且极性相反，以在采用所述电芯结构制作电池时使电解液通过过渡部快速渗透，从而提高电池的注液效率。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的电芯结构的结构示意图。
图2为本发明实施例提供的电芯结构的另一结构示意图。
图3为本发明实施例提供的电芯结构的另一结构示意图。
图4为本发明实施例提供的电芯制造方法的流程示意图。
图5为本发明实施例提供的电芯结构的另一结构示意图。
图标：100-电芯结构；110-极片；130-隔膜；132-过渡部；150-极耳；a-第一叠片组件；b-第二叠片组件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1和图2，本发明实施例提供一种电芯结构100，所述电芯结构100包括多个层叠设置的极片110，任意一个极片110的两侧分别设置有隔膜130，各所述隔膜130分别具有多个过渡部132，且相邻两个极片110通过所述隔膜130连接且极性相反。
通过上述设置，以在采用上述的电芯结构100制作电池时，能够使得电解液通过过渡部132快速渗透至所述电芯结构100的不同位置，从而提高电池的注液效率。
其中，所述极片110的数量在此不作具体限定，例如可以是但不限于3片、5片或7片，根据实际需求进行设置即可。相邻两个隔膜130上设置的过渡部132的数量可以是相同的，也可以是不同的，在此不作具体限定。
所述极片110的形状可以是长方形、正方形、蛇形等规则形状，或任意不规则形状。多个极片110中的第一个极片110和最后一个极片110的极性可以是相同的，也可以是不同的。当多个极片110中的第一个极片110和最后一个极片110的极性相同时可以是正极片，也可以是负极片，在此不作具体限定。各所述极片110的形状大小可以是相同的也可以是不同的。
在本实施例中，各所述极片110的形状大小相同，且为长方形，多个层叠设置的极片110中的第一个极片110和最后一个极片110为负极片。
所述隔膜130的形状与该隔膜130相邻的极片110的形状相匹配，所述隔膜130的大小可以大于与该隔膜130相邻的极片110的大小，也可以与该隔膜130相邻的极片110形状大小相同。
在本实施例中，各极片110的形状大小相同，各所述隔膜130的形状大小相同，所述极片110的形状与所述隔膜130的形状相匹配，且所述隔膜130的面积大于所述极片110的面积。
请结合图4，需要说明的是，在本实施例中，各所述极片110分别连接有极耳150，各所述极片110对应连接的极耳150可以位于所述电芯结构100的同一端，也可以位于电芯结构100的不同端，以实现将生成的电芯结构100制作为电池。
所述隔膜130可以是但不限于双面陶瓷隔膜、涂胶隔膜或非黏性隔膜，如聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)微孔隔膜，在此不作具体限定，只要具有良好的电子绝缘性，保证正负极片的机械隔离，并且具有足够的化学和电化学稳定性即可。
可选的，在本实施例中，所述隔膜130为双面陶瓷隔膜、涂胶隔膜或非黏性隔膜。
所述电芯结构100中包括的多层极片110中相邻两层极片110通过隔膜130连接的具体方式可以是所述隔膜130为涂胶隔膜，电芯结构100中的各极片110与相邻的涂胶隔膜采用热压的方式连接，还可以是在所述隔膜130的表面涂有粘合剂，各所述极片110与涂有粘合剂的各隔膜130依次间隔设置后采用热压或冷压的方式连接。
在本实施例中，各所述隔膜130的表面分别涂有粘合剂，所述电芯结构100中的各所述极片110与涂有粘合剂的各隔膜130依次间隔设置后通过冷压或热压进行压合连接。
所述隔膜130上设置的过渡部132的形状可以是条形，其截面可以是长方形、正方形或圆形等规则形状，也可以是任意不规则形状，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。
所述隔膜130上设置的过渡部132的数量可以是一个也可以是多个，可以理解，当所述过渡部132的数量为多个时，该多个过渡部132可以依次间隔分布于所述隔膜130的一侧或两侧，也可以随机分布于所述隔膜130，在此不作具体限定。
为进一步使所述电芯结构100在制作电池时使电解液通过过渡部132快速渗透，从而提高电池的注液效率，在本实施例中，所述多个过渡部132呈条状且依次间隔设置于所述隔膜130的一侧或两侧。
具体的，在本实施例中，相邻两个隔膜130上设置的多过渡部132不同，具体的，相邻两个隔膜130中的一个隔膜130上设置的过渡部132依次间隔分布于该隔膜130的一侧，另一个隔膜130上设置的过渡部132依次间隔分布于该隔膜130的两侧，且相邻两个隔膜130上设置的过度部132的位置相对。
请参阅图3，本发明实施例提供了一种电池，所述电池包括电池壳体以及设置于电池壳体内的电芯结构100。
由于所述电池包括所述电芯结构100，因此所述电池具有与所述电芯结构100相同或相应的技术特征，在此不作一一赘述。
请结合图4和图5，本发明还提供一种可用于制造上述电芯结构100的电芯制造方法，即上述的电芯结构100可以由以下的电芯制造方法获得，所述方法包括以下步骤：
步骤S110：将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件a，其中，获得的各第一叠片组件a中的第一隔膜和第二隔膜上分别具有多个过渡部132，且第一极片与所述第二极片的极性相反。
需要说明的是，所述第一隔膜和第二隔膜上的过渡部132位置相对，所述第一隔膜上的过渡部132的数量为第二隔膜上的过渡部132的数量的两倍，且所述第一隔膜上的过渡部132位于该第一隔膜的两侧，所述第二隔膜上的过渡部132位于靠近所述第二极片的一侧。
位于所述第二隔膜的过渡部132可以是随机分布的，也可以是依次间隔排布的，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。
步骤S120：将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件b，其中，获得的第二叠片组件b中的第三隔膜和第二隔膜分别具有多个过渡部132。
需要说明的是，所述第三隔膜和第四隔膜上的过渡部132位置相对，且所述第一隔膜上的过渡部132的数量与第二隔膜上的过渡部132的数量相同，且所述第三隔膜和第四隔膜上的过渡部132分别位于靠近所述第三极片的一侧。
位于所述第三隔膜的过渡部132可以是随机分布的，也可以是依次间隔排布的，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可。
步骤S130：将多个所述第一叠片组件a和一个所述第二叠片组件b进行层叠设置，并进行压合得到电芯结构100，其中，所述第二叠片组件b位于所述电芯结构100的端部。
其中，采用压合的方式获得所述第一叠片组件a和所述第二叠片组件b的具体方式可以是采用冷压合的方式获得，也可以是采用热压合的方式获得，在此不作具体限定。
将多个所述第一叠片组件a和一个所述第二叠片组件b进行层叠设置并进行压合的方式可以是采用冷压合的方式，也可以是采用热压合的方式，在此不作具体限定。
具体的，在本实施例中，所述第二叠片组件b位于所述电芯结构100的端部时，该第二叠片组件b中的第三极片通过所述第四隔膜或第四隔膜与该相邻的第一叠片组件a的第一极片连接，进而使得任意一第一叠片组件a的第一极片与相邻叠片组件第二极片或第三极片通过隔膜130连接。
通过上述方法，以使获得的电芯结构100在制造电池时，能够使电解液通过所述过渡部132快速渗透，从而提高电池的注液效率。进一步的，通过上述方法获得的电芯结构100中的极片110与隔膜130不易发生相对移动，进而有效就避免了电芯结构100中因极片110与隔膜130发生相对移动进而导致电芯结构100短路的问题。
其中，所述第一极片可以是正极片也可以是负极片，在此不作具体限定，根据实际需求进行设置即可，可以理解，在本实施例中，所述第一极片与所述第三极片的极性相反。
为进一步使获得的电芯结构100中的极片110与隔膜130不易发生相对移动，在本实施例中，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置的步骤包括：将所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置。
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置的步骤包括：将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置。
为进一步保障获得的电芯结构100在制造电池时，能够使电解液通过过渡部132快速渗透，从而提高电池的注液效率，在本实施例中，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件a的步骤包括：将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得多个第一叠片组件a。
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件b的步骤包括：将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得一个第二叠片组件b。
其中，采用间隔式压合的方式可以是采用间隔式热压合的方式，也可以是采用间隔式冷压和的方式。
通过上述设置，以使第一隔膜上的过渡部132、第二隔膜上的过渡部132、第三隔膜上的过渡部132以及第四隔膜上的过渡部132分别依次间隔排布，进而使电解液通过过渡部132均匀且快速渗透，从而提高了电池注液效率。
综上，本发明提供的一种电芯结构100、电芯制造方法及电池，电芯结构100包括多个层叠设置的极片110，任意一个极片110的两侧分别设置有隔膜130，且各所述隔膜130分别具有多个过渡部132，多个层叠设置的极片110中的第一个极片110和最后一个极片110的极性相同，且相邻两个极片110通过所述隔膜130连接且极性相反，以在采用所述电芯结构100制作电池时使电解液通过各过渡部132快速渗透至所述电芯结构100的不同位置处，从而提高电池的注液效率。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电芯结构，其特征在于，所述电芯结构包括多个层叠设置的极片，任意一个极片的两侧分别设置有隔膜，且各所述隔膜分别具有多个过渡部，相邻两个极片通过所述隔膜连接且极性相反。
2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述隔膜为双面陶瓷隔膜、涂胶隔膜或非黏性隔膜。
3.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述多个过渡部呈条状且依次间隔设置于所述隔膜的一侧或两侧。
4.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述极片与所述隔膜通过粘合剂粘连。
5.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，各所述极片的形状大小相同，且多个层叠设置的极片中的第一个极片和最后一个极片为负极片。
6.根据权利要求5所述的电芯结构，其特征在于，各所述隔膜的形状大小相同，所述隔膜的形状与所述极片的形状相匹配，且所述隔膜的面积大于所述极片的面积。
7.一种电芯制造方法，用于制造权利要求1-6任意一项所述的电芯结构，其特征在于，所述方法包括：
将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件，其中，获得的各第一叠片组件中的第一隔膜和第二隔膜上分别具有多个过渡部，且第一极片与所述第二极片的极性相反；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件，其中，获得的第二叠片组件中的第三隔膜和第二隔膜分别具有多个过渡部；
将多个所述第一叠片组件和一个所述第二叠片组件进行层叠设置，并进行压合得到电芯结构，其中，所述第二叠片组件位于所述电芯结构的端部。
8.根据权利要求7所述的电芯制造方法，其特征在于，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置的步骤包括：
将所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置的步骤包括：
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜的两侧分别涂抹粘连剂后依次层叠设置。
9.根据权利要求7所述的电芯制造方法，其特征在于，将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得多个第一叠片组件的步骤包括：
将第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得多个第一叠片组件；
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用压合的方式获得一个第二叠片组件的步骤包括：
将第三隔膜、第三极片以及第四隔膜依次层叠设置，并采用间隔式压合的方式获得一个第二叠片组件。
10.一种电池，其特征在于，包括电池壳体以及权利要求1-6所述的电芯结构，所述电芯结构设置于所述电池壳体内。
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