CN114122531A - 一种锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种锂离子电池，包括电池外壳；设置于所述电池外壳内的卷芯，以及设置于所述卷芯上的热熔胶层，所述卷芯通过所述热熔胶层粘接于所述电池外壳；所述卷芯包括基部和从所述基部延伸出的极耳部，所述极耳部的厚度大于所述基部的厚度，所述热熔胶层位于所述基部上。通过在相对较薄的基部上设置热熔胶层的方式，对基部和极耳部之间的厚度差进行平衡，这能在保障卷芯与电芯外壳之间的稳固连接的情况下，使锂离子电池保持较优的平整度，提高锂离子电池的能量密度。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具备能量密度高的优点，目前被广泛应用于各个领域中。
为使锂离子电池具备较好的抗跌落性能，相关技术多通过热熔胶来粘结锂离子电池的卷芯和铝塑膜外壳，在锂离子电池的总体厚度相对固定的情况下，热熔胶的设置会对卷芯在铝塑膜壳体内的放置空间进行挤占，这导致了锂离子电池的能量密度的降低。
发明内容
本申请的目的在于提供一种锂离子电池，用于解决锂离子电池的能量密度降低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种锂离子电池，包括：
电池外壳；
设置于所述电池外壳内的卷芯，以及
设置于所述卷芯上的热熔胶层，所述卷芯通过所述热熔胶层粘接于所述电池外壳；
所述卷芯包括基部和从所述基部延伸出的极耳部，所述极耳部的厚度大于所述基部的厚度，所述热熔胶层位于所述基部上。
可选的，所述热熔胶层的厚度大于或等于5微米，且小于或等于45微米。
可选的，所述热熔胶层位于所述基部的涂胶面的部分区域。
可选的，所述热熔胶层的分子量大于或等于1摩尔每克，且小于或等于1×106摩尔每克。
可选的，所述热熔胶层的粘度大于0，且小于或等于1千克力每平方毫米。
可选的，所述基部在所述卷芯内的体积占比大于或等于0.4，且小于或等于0.95。
可选的，所述热熔胶层的厚度与所述基部的厚度之和等于所述极耳部的厚度。
可选的，所述热熔胶层位于位于所述基部的至少一侧。
可选的，所述热熔胶层包括热熔胶材料，所述热熔胶材料包括天然橡胶，丁苯橡胶，聚异丁烯橡胶，丁基橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的至少一种。
可选的，所述热熔胶层还包括增粘树脂。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
本申请实施例所提供的锂离子电池，通过在相对较薄的基部上设置热熔胶层的方式，对基部和极耳部之间的厚度差进行平衡，这能在保障卷芯与电芯外壳之间的稳固连接的情况下，使锂离子电池保持较优的平整度，提高锂离子电池的能量密度。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种双极耳部的卷芯的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种单极耳部的卷芯的结构示意图；
图3是本申请实施例提供的另一种单极耳部的卷芯的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的另一种双极耳部的卷芯的结构示意图；
图5是本申请实施例提供的又一种单极耳部的卷芯的结构示意图；
图6是本申请实施例提供的再一种单极耳部的卷芯的结构示意图。
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。
请参阅图1，图1是本申请实施例提供的一种锂离子电池的结构示意图，如图1所示，上述锂离子电池包括：
电池外壳；
设置于所述电池外壳内的卷芯，以及
设置于所述卷芯上的热熔胶层，所述卷芯通过所述热熔胶层粘接于所述电池外壳；
所述卷芯包括基部11和从所述基部11延伸出的极耳部12，所述极耳部12的厚度大于所述基部11的厚度，所述热熔胶层位于所述基部11上。
如上所述，通过在相对较薄的基部11上设置热熔胶层的方式，对基部11和极耳部12之间的厚度差进行平衡，这能在保障卷芯与电芯外壳之间的稳固连接的情况下，使锂离子电池保持较优的平整度，提高锂离子电池的能量密度。
进一步说明为，在锂离子电池的规格确定的情况下，锂离子电池的总厚度相对固定(锂离子电池的总厚度可理解为电池外壳厚度和卷芯厚度之和)，通过上述设置，即调整热熔胶层在卷芯上的涂覆位置，使热熔胶层能充分填充于卷芯和电池外壳之间的空隙中，以有效利用卷芯和电池外壳之间的冗余空间，避免热熔胶层挤占卷芯在电池外壳内的放置空间的情况(即避免牺牲卷芯的部分厚度以填充热熔胶层的情况)，这使得卷芯能保持相对较高的厚度数值，在同等电池规格下，本申请实施例所提供锂离子电池较相关技术制备的锂离子电池来说，能量密度更高。
示例性的，上述电池外壳为铝塑膜外壳，上述卷芯包括正极片、隔膜和负极片，卷芯的制备过程可以为，将正极片、隔膜和负极片依次叠放，并以卷针为轴，沿同一方向卷绕，即制备得到所述卷芯。
需要说明的是，上述极耳部12可理解为卷芯上的凸起部分(即该凸起部分的厚度大于卷芯非凸起部分的厚度)，例如，卷芯上预留的用于放置外接极耳或硬极耳的部分，极耳部12表面的集流体上未设置活性涂层(未设置活性涂层的集流体部分可理解为软极耳，硬极耳焊接于软极耳上即形成锂离子电池的极耳)。
需要强调的是，上述极耳部12可以为一个，也可以为两个，用户可基于电池规格和实际制作情况进行适应性调整；举例来说(假定极耳部12为卷芯上预留的对应硬极耳部12分)，在极耳部12的数量为一个的情况下，若极耳部12为正极极耳对应的卷芯部分，则说明正极极耳对应的卷芯部分的厚度大于卷芯其余部分的厚度，此时基部11可理解为负极极耳对应的卷芯部分和未对应极耳的卷芯部分；若极耳部12为负极极耳对应的卷芯部分，则说明负极极耳对应的卷芯部分的厚度大于卷芯其余的厚度，此时基部11可理解为正极极耳对应的卷芯部分和未对应极耳的卷芯部分；另外，在极耳部12的数量为两个的情况下，则一个极耳部12对应正极极耳的卷芯部分，另一个极耳部12分对应负极极耳的卷芯部分，此时基部11可理解为未对应极耳的卷芯部分。
上述示例中，在极耳部12为两个的情况下，卷芯的结构示意图如图1所示；在极耳部12为一个的情况下，卷芯的结构示意图如图2或图3所示。
需要注意的是，上述极耳部12也可以理解为预留的极耳焊接部分(如正极极耳对应的焊接区域和/或负极极耳对应的焊接区域)以及该部分的外延部分，在此情况下，若极耳部12为两个，则卷芯的结构示意图可以如图4所示；若极耳部12为一个，则卷芯的结构示意图可以如图5或图6所示。
另外，上述极耳部12还可以理解为卷芯中对应厚度最大的部分，该厚度最大的部分包括但不限于卷芯预留的极耳焊接部分，即通过调整热熔胶层在卷芯表面的位置，以避免热熔胶层的厚度与卷芯中对应厚度最大的部分的厚度重叠，减轻热熔胶层设置对锂离子电池的能量密度带来的不利影响。
可选的，所述热熔胶层位于所述基部11的涂胶面的部分区域。
所述基部11的涂胶面可理解为所述基部11的表面，热熔胶层位于基部11的涂胶面的部分区域可理解为，热熔胶层在所述涂胶面的面积小于所述涂胶面的总面积，且热熔胶层的边缘和所述基部11的边缘之间存在溢胶间距，通过上述设置，一方面能便于热熔胶层的溢胶过程(指在热压阶段，热熔胶层向四周外溢的过程)，避免热熔胶层溢出涂胶面的情况发生，使锂离子电池的平整度得到进一步改善；另一方面能便利的热熔胶层在涂胶面上的放置。
示例性的，为完成热熔胶层在涂胶面上的放置，用户需先将热熔胶纸(包括基材和设置于基材上的热熔胶)放置于涂胶面上，再对热熔胶纸的基材和热熔胶进行分离，以使热熔胶附着在涂胶面上形成热熔胶层。通过上述设置，也即利用上述溢胶间距的设置，能使基材和热熔胶之间的分离操作获得一定便利，降低上述分离过程对卷芯表面造成剐蹭的概率。
需要说明的是，在将热熔胶纸放置于卷芯上的操作之前，可以通过剪裁等方式，使热熔胶纸形成适配基部11的样式，以便利完成卷芯上热熔胶层的设置，以图1为例，热熔胶纸中会相应设置有两个镂空区域，其中一个镂空区域与卷芯的其中一个极耳部12相对，另一个镂空区域与卷芯的另一个极耳部12相对。
如图1所示，上述溢胶间距的长度大于或等于0.1毫米，且小于或等于5毫米，例如，上述溢胶间距可以为0.1毫米、1毫米、3毫米、5毫米等，用户可基于需求在[0.1，5](单位：毫米)范围内对上述溢胶间距进行调整，本申请实施例对此并不加以限定。
可选的，所述热熔胶层的厚度大于或等于5微米，且小于或等于45微米。
通过上述设置，在确保热熔胶层能顺利粘结电池外壳和卷芯的基础上，对热熔胶层的厚度进行限制，以避免热熔胶层过厚导致的不利影响(如热熔胶层的厚度和基部11的厚度之和超过极耳部12的厚度，导致锂离子电池的能量密度降低)，保障所形成的锂离子电池得以维持较高的能量密度。
示例性的，上述热熔胶层的厚度可以为5微米、15微米、35微米、45微米等，用户可以在[5，45](单位：微米)的范围内适应性调整热熔胶层的厚度，本申请实施例对此并不加以限定。
可选的，所述热熔胶层的厚度与所述基部11的厚度之和等于所述极耳部12的厚度。
如上所述，使热熔胶层的厚度和基部11的厚度之和等于极耳部12的厚度，使锂离子电池的平整度得到进一步优化，以达到提升锂离子电池的安全性能的目的。
需要说明的是，为完成外接极耳或硬极耳在极耳部12上的设置，还会通过极耳胶对硬极耳在极耳部12上的位置进行固定，此时，极耳部12的厚度可理解为极耳部12自身的厚度和热熔胶的厚度之和。
在设置有极耳胶的情况，极耳胶所形成的极耳胶层与热熔胶层邻接，以降低锂离子电池内部空隙产生的概率，提升锂离子电池整体的抗跌落性能。
可选的，所述基部11在所述卷芯内的体积占比大于或等于0.4，且小于或等于0.95。
示例性的，基部11对应的卷芯部分在卷芯内的体积占比可以为0.4、0.6、0.8、0.95等，用户可以在[0.4，0.95]的范围内对上述体积占比的数值进行适应性调整，本申请实施例对此并不加以限定。
需要说明的是，基部11在卷芯内的体积占比也可以理解为，热熔胶层在卷芯表面的面积占比，即热熔胶层在卷芯表面的面积占比为(0.4，0.95)。
进一步的，对于图1至图3所示出的卷芯结构来说，基部11在卷芯内的体积占比的数值范围为[0.6，0.95]；对于图5和图6所示出的卷芯结构来说，基部11在卷芯内的体积占比的数值范围为[0.5，0.95]；对于图4所示出的卷芯结构来说，基部11在卷芯内的体积占比的数值范围为[0.4，0.95]。
可选的，所述热熔胶层位于位于所述基部11的至少一侧。
如上所述，在基部11包括相背设置的第一涂胶面和第二涂胶面时，若上述热熔胶层仅存在一个，则该热熔胶层可以位于所述第一涂胶面上，也可以位于所述第二涂胶面上；若上述热熔胶层存在两个，则其中一个热熔胶层位于所述第一涂胶面上，另一个热熔胶层位于所述第二涂胶面上，且两个热熔胶层以所述基部11为中心呈对称设置。
优选的，上述热熔胶层的数量为两个，这能更好地改善锂离子电池表面的平整度。
可选的，所述热熔胶层的粘度大于0，且小于或等于1千克力每平方毫米。
如上所述，用户可以在0至1kgf/mm2(千克力每平方毫米)的范围适应性调整热熔胶层的粘度，在本申请的一些实施例中，所述热熔胶层的粘度可以为0.1kgf/mm2、0.3kgf/mm2、0.6kgf/mm2、1kgf/mm2等，以适配不用场景下的粘度需求，使热熔胶层整体具备较优的适用性。
可选的，所述热熔胶层的分子量大于或等于1摩尔每克，且小于或等于1×106摩尔每克。
如上所述，通过将热熔胶层的分子量控制在1mol/g至106mol/g的范围内，以确保热熔胶层的粘度能控制在0至1kgf/mm2的范围内，同时规避热熔胶层的初粘力过低的问题(在热熔胶层的分子量超过106mol/g的情况下，热熔胶层的初粘力会相应降低)，降低热熔胶层在热压阶段受外力作用而偏离预定粘结区域的概率。
可选的，所述热熔胶层包括热熔胶材料，所述热熔胶材料包括天然橡胶，丁苯橡胶，聚异丁烯橡胶，丁基橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的至少一种。
示例性的，用户可基于需求选择上述热熔胶材料中的至少一种形成所述热熔胶层，本申请实施例对此并不加以限定。
进一步的，所述热熔胶层还包括增粘树脂。
如上所述，通过掺混增粘树脂的方式，来进一步提高热熔胶层的粘度，使卷芯和电池外壳之间的粘接强度得到进一步提升，以提升所制备得到的锂离子电池的抗跌落性能。
示例性的，上述增粘树脂可以为松香树脂、萜烯树脂、石油树脂、酚醛树脂中的至少一种，实际中，用户可基于需求适应性调整上述增粘树脂的具体成分，本申请实施例对此并不加以限定。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：
电池外壳；
设置于所述电池外壳内的卷芯，以及
设置于所述卷芯上的热熔胶层，所述卷芯通过所述热熔胶层粘接于所述电池外壳；
所述卷芯包括基部和从所述基部延伸出的极耳部，所述极耳部的厚度大于所述基部的厚度，所述热熔胶层位于所述基部上。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层的厚度大于或等于5微米，且小于或等于45微米。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层位于所述基部的涂胶面的部分区域。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层的分子量大于或等于1摩尔每克，且小于或等于1×106摩尔每克。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层的粘度大于0，且小于或等于1千克力每平方毫米。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述基部在所述卷芯内的体积占比大于或等于0.4，且小于或等于0.95。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层的厚度与所述基部的厚度之和等于所述极耳部的厚度。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层位于位于所述基部的至少一侧。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层包括热熔胶材料，所述热熔胶材料包括天然橡胶，丁苯橡胶，聚异丁烯橡胶，丁基橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述热熔胶层还包括增粘树脂。
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