CN113471639B - 电芯及具有该电芯的电池 - Google Patents

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Abstract

一种电芯,包括电芯本体、包装袋及极耳。所述电芯本体包括顶面。所述包装袋包覆所述电芯本体,并于所述顶面形成顶封边。所述极耳由所述顶封边内伸出。所述极耳上设置有类金刚石薄膜,以使所述极耳和所述顶封边隔离。所述类金刚石薄膜可将极耳和顶封边进行有效隔离的同时,还可辅助极耳散热,提高所述电芯的散热性能。本申请还提供了一种具有该电芯的电池。

Description

电芯及具有该电芯的电池
技术领域
本申请涉及电池领域,尤其涉及电芯及具有该电芯的电池。
背景技术
在软包电池领域中,电芯封装一直是行业面临的一个重大问题。特别是近年来发展的大容量锂电池产品,由于对电池容量的特殊要求,电芯需朝大厚度及异形方面发展,这就为电芯的设计、制造带来了挑战。目前电芯的封装方式中,为保证电芯的可靠性,通常先在极耳的两侧分别包覆一胶层,再将极耳从电芯内部的卷绕层引出,并借助铝塑膜封边包覆该胶层,其中,该胶层需要伸出铝塑膜封边一定长度(通常0.2~2.2mm),以保证铝塑膜封边同极耳绝缘开来;接着,连接保护板(PCM),并通过加胶、整形及胶纸包覆工艺,形成电芯的完整封装。不过,上述电芯的封装方式存在几个问题,首先,在极耳上包覆胶层的工艺复杂、稳定性差、尺寸管控困难;其次,由于使用胶层包覆极耳,再使用铝塑膜封边夹持包覆胶层的极耳,会导致铝塑膜封边处形成喇叭口,因此,还必须加胶密封和热压铝塑膜封边,以避免电芯漏液;再者,当电芯处于充放电的状况时,由于内阻影响,PCM及连接PCM的极耳非常容易发热,而胶层的包覆会降低极耳的导热性能,从而影响到电芯整体的散热性能。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种电芯,以解决电芯中极耳的散热问题。
本申请还提供了一种具有该电芯的电池。
一种电芯,包括:
电芯本体,包括顶面;
包装袋,包覆所述电芯本体,并于所述顶面形成顶封边;及
极耳,由所述顶封边内伸出;所述极耳上设置有类金刚石薄膜,以使所述极耳和所述顶封边隔离。
可选地,所述类金刚石完全覆盖所述极耳的表面;或者所述类金刚石薄膜仅设置于所述顶封边内的极耳的表面;或者所述类金刚石薄膜设置于所述顶封边内的极耳的表面,且部分所述类金刚石薄膜由所述顶封边内延伸出。
可选地,所述类金刚石薄膜的厚度为5nm-20nm。
可选地,所以类金刚石薄膜呈梯度分布。
可选地,所述类金刚石薄膜通过真空蒸发、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、或离子注入形成。
可选地,所述极耳和所述类金刚石薄膜之间还设置有过渡层。
可选地,所述过渡层的厚度为
可选地,所述过渡层呈梯度分布。
可选地,所述过渡层包括钛或钛合金。
一种电池,包括壳体及所述电芯,所述电芯收容于所述壳体内。
综上所述,通过在所述极耳的表面设置类金刚石薄膜的方式,可将极耳和顶封边进行有效隔离的同时,还可辅助极耳散热,提高所述电芯的散热性能。此外,类金刚石薄膜的形成工艺相对简单,可有效降低电芯的生产成本。另外,采用类金刚石薄膜隔离极耳和所述顶封边,可消除传统电芯封装中顶封边上的喇叭口,从而有效避免电芯出现漏液的风险。
附图说明
图1为本申请一实施方式的电芯的结构示意图。
图2为图1所示电芯的部分结构示意图。
图3为本申请一实施方式的设置有类金刚石薄膜的极耳的平面示意图。
图4为本申请一实施方式的设置有过渡层及类金刚石薄膜的极耳的剖面示意图。
图5为本申请另一实施方式的设置有过渡层及类金刚石薄膜的极耳的剖面示意图。
图6为本申请一实施方式的电池的结构示意图。
主要元件符号说明
电池 100
电芯 10
电芯本体 11
顶面 111
底面 112
周面 113
包装袋 12
顶封边 121
极耳 13
类金刚石薄膜 14
过渡层 15
壳体 20
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
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申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参图1,本申请公开了一种电芯10。请一并参阅图2和图3,所述电芯10包括电芯本体11、包装袋12、极耳13及类金刚石薄膜14。
在本实施方式中,参图2,所述电芯本体11呈长方体,包括顶面111、背对所述顶面111的底面112及连接于所述顶面111和所述底面112之间的周面113。在其他实施方式中,所述电芯本体11的形状可依据实际需要进行适应性调整,可以呈柱状、球体等规则结构或其他异形结构。
参图1和图2,所述包装袋12包覆所述电芯本体11,并于所述顶面111形成顶封边121。一实施方式中,所述包装袋12的材质为铝塑膜。
所述极耳13连接所述电芯本体11,并由所述顶封边121内伸出。其中,所述电芯10可包括多个极耳13。所述极耳13的数量可依据实际需要进行适应性调整。在本实施方式中,所述电芯10包括两个所述极耳13。
参图1、图2和图3,所述类金刚石薄膜14设置于所述极耳13,以使所述极耳13和所述顶封边121隔离,从而有效避免因所述极耳13和所述顶封边121接触所引起的短路问题,进而提高所述电芯10的安全性能。另外,借由所述类金刚石薄膜14的设置,还可使得极耳13工作时产生的热量及时传递至所述顶封边121,从而有效提高电芯10的散热性能。此外,将所述类金刚石薄膜14设置于所述极耳13上,还可提高所述极耳13的抗腐蚀性能,从而有效提高所述电芯10的使用寿命。
所述类金刚石薄膜14可通过真空蒸发、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、或离子注入形成。其中,所述类金刚石薄膜的厚度为5nm-20nm。
一实施方式中,参图4,所述类金刚石薄膜14完全覆盖所述极耳13的表面。
另一实施方式中,所述类金刚石薄膜14仅设置于所述顶封边121内的极耳13的表面。
在本实施方式中,参图5,所述类金刚石薄膜14设置于所述顶封边121内的极耳13的表面,且部分所述类金刚石薄膜14由所述顶封边121内延伸出,以保证极耳13和顶封边121完全隔绝。
进一步地,参图4和图5,所述电芯10还包括过渡层15。所述过渡层15设置于所述极耳13和所述类金刚石薄膜14之间,以提高所述类金刚石薄膜14与所述极耳13之间的结合强度,防止分层。其中,由于钛及钛合金密度介于铝和镍之间,具有质轻、抗腐蚀性强、耐高低温性能好、无磁性、抗拉强度高、导热性能好等优点。如此,所述过渡层选用钛或钛合金,以在保证极耳13自身导电性能的同时,还可提高所述极耳13和所述类金刚石薄膜14之间的结合性能、抗腐蚀性、耐高低温性能、抗拉强度及导热性能。所述钛合金可以是Ti、TiN、TiCN和TiC中的一种或几种。在本实施方式中,所述过渡层的厚度为
一实施方式中,所述过渡层15呈梯度分布,如此以进一步提高所述类金刚石薄膜14与所述极耳13之间的结合强度。此外,将所述过渡层15进行梯度分布,可减少因增设过渡层15而对伸出顶封边121外的极耳13厚度所造成的影响,且便于伸出顶封边121外的极耳13的弯折,不影响极耳13与外部电子元件的连接(例如:焊接等)。
在另一实施方式中,所述类金刚石薄膜14和/或所述过渡层15呈梯度分布。其中,将所述类金刚石薄膜14进行梯度分布,同样可减少因增设类金刚石薄膜14而对伸出顶封边121外的极耳13厚度所造成的影响,且便于伸出顶封边121外的极耳13的弯折,不影响极耳13与外部电子元件的连接(例如:焊接等)。
其中,呈梯度分布的所述类金刚石薄膜14的制备包括如下步骤(以溅射工艺为例进行说明):
首先,于所述过渡层15无需溅射的区域贴上掩膜板,再对无掩膜板的过渡层15表面进行溅射以形成一定厚度的类金刚石薄膜14;接着;去除掩膜板;然后,重复上述所有步骤,以最终形成梯度分布的类金刚石薄膜14。其中,重复的次数根据梯度分布中阶梯数量决定。
其中,呈梯度分布的所述过渡层15的制备步骤可参照呈梯度分布的所述类金刚石薄膜14的制备步骤执行。
参图6,本申请还提供了一种电池100。所述电池100包括壳体20及所述电芯10。其中,所述电芯10收容于所述壳体20内。
综上所述,通过在所述极耳13的表面设置类金刚石薄膜14的方式,可将极耳13和顶封边121进行有效隔离的同时,还可辅助极耳13散热,提高所述电芯10的散热性能。此外,类金刚石薄膜14的形成工艺相对简单,可有效降低电芯10的生产成本。另外,采用类金刚石薄膜14隔离极耳13和所述顶封边121,可消除传统电芯封装中顶封边上喇叭口,从而有效避免电芯10出现漏液的风险。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换,而不脱离本申请技术方案的精神和实质。

Claims (7)

1.一种电芯,包括:
电芯本体,包括顶面;
包装袋,包覆所述电芯本体,并于所述顶面形成顶封边;及
极耳,由所述顶封边内伸出;
其特征在于,
所述极耳上设置有类金刚石薄膜,所述类金刚石薄膜设置于所述顶封边内的极耳的表面,且部分所述类金刚石薄膜由所述顶封边内延伸出,以使所述极耳和所述顶封边隔离,所述类金刚石薄膜呈梯度分布;
所述极耳和所述类金刚石薄膜之间还设置有过渡层,所述过渡层呈梯度分布。
2.如权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述类金刚石完全覆盖所述极耳的表面。
3.如权利要求1或2所述的电芯,其特征在于,所述类金刚石薄膜的厚度为5nm-20nm。
4.如权利要求1或2所述的电芯,其特征在于,所述类金刚石薄膜通过真空蒸发、溅射、等离子体辅助化学气相沉积、或离子注入形成。
5.如权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述过渡层的厚度为
6.如权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述过渡层包括钛或钛合金。
7.一种电池,其特征在于,所述电池包括壳体及如权利要求1-6中任一项所述的电芯,所述电芯收容于所述壳体内。
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