CN114284581A - 一种抗形变折叠电芯及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明所述的抗形变折叠电芯，包括由折叠隔膜、以及与折叠隔膜配合的电极片组成的电芯本体；在至少一电极片两侧折叠隔膜间突出于该电极片边缘处至少部分设有至少部分与折叠隔膜连接的可塑支撑件，该可塑支撑件受热压后形变并向周围扩散填充折叠隔膜间突出于电极片边缘处，以实现折叠隔膜边缘填充紧实抗形变。本发明通过压制施加外力使得可塑支撑件发生形变，进而填充隔膜超出电极片的间隙，同时起到连接隔膜的作用。变形后的可塑支撑件可有效减缓外壳形变或冲击对内部电芯的影响，使得电芯得到有效的保护，不至于报废。

Description

一种抗形变折叠电芯及其制作方法

技术领域

本发明涉及电芯制作技术领域，更具体地，涉及一种抗形变折叠电芯及其制作方法。

背景技术

电芯常用的制作方法包括叠片法、卷绕法，其中叠片法又包括堆叠方式和Z字折叠极片的方式。为了增加叠片电芯的连接强度，可使用热熔胶粘连极片。例如，公开号为CN110459796A主题为一种叠片电芯的制备方法、叠片电芯、叠片装置及系统的中国发明专利，采用先在隔膜上附着热熔胶，熔化后起到粘连极片复合叠片体的作用。

Z字折叠极片相比于堆叠极片的方式制作的电芯工艺简单，设备要求低，但是在极片、隔膜的侧边，也就是叠加好的电芯的头部和尾部存在间隙。这样的结构会造成电芯在使用时容易在间隙处发生形变，甚至导致电芯彻底无法使用而报废。尽管电芯在使用时外部包裹有外壳，但是有些外壳的硬度低，在跌落或其它外力冲击时容易变形，也容易影响内部电芯导致其形变。

发明内容

本发明的首要目的是针对上述缺陷和不足，提供一种折叠极片电芯，在极片与隔膜空隙处填入可塑支撑件，使得电芯填充紧实、结构强度高，提高抗跌、抗冲击性能。

本发明的另一个目的在于，提供一种折叠极片电芯的制作方法。

为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：

本发明所述的抗形变折叠电芯，包括由折叠隔膜、以及与折叠隔膜配合的电极片组成的电芯本体；在至少一电极片两侧折叠隔膜间突出于该电极片边缘处至少部分设有至少部分与折叠隔膜连接的可塑支撑件，该可塑支撑件受热压后形变并向周围扩散填充折叠隔膜间突出于电极片边缘处，以实现折叠隔膜边缘填充紧实抗形变。

优选的，所述可塑支撑件包括至少两层可塑粘接层、以及设在可塑粘接层间的支撑层。

优选的，所述可塑粘接层由热熔胶组成，用于热压成型时熔化粘连隔膜并形变填充间隙。

优选的，至少一层所述可塑粘接层由熟化热熔胶组成。由熟化热熔胶组成的可塑粘接层形成常温粘接层。

本专利采用的可塑粘接层由三部分组成，热熔胶层(sis)、PET薄膜层、热熔胶层(sis)，其中一面的热熔胶层熟化，常温下具有粘性，粘在隔膜上，即常温粘接层。另一面热压时才具有粘性，会与相邻的另一隔膜上的此面热熔胶层粘接，即可塑粘接层。中间的支撑层为PET薄膜层热压时不会融化和变形，起强度支撑作用，可以更好的抗形变。

优选的，所述电极片包括正极片、以及外缘超过正极片的负极片，所述可塑支撑件包括与正极片对应的正极片带、以及与负极片对应的负极片带，所述正极片带宽于负极片带，以实现保证间隙填充紧实的基础上节省耗材。

更优选的，所述可塑支撑件为沿隔膜带长度方向连续形成的条带型结构，以方便电芯本体的制作以及可塑支撑件本身的加工。

优选的，所述条带型结构包括条带本体，所述条带本体包括依次间隔设置的连接部、以及可塑体积超过相邻连接部的间隔部，所述间隔部与连接部受热压后同时塑性形变向周围扩散填充折叠隔膜间突出电极片边缘处，大可塑体积的间隔部扩散空间超过连接部。

优选的，所述间隔部由折叠隔膜间形成上下侧面平行于折叠隔膜的结构，该上下侧面受压时与折叠隔膜贴合良好受力均匀。

优选的，所述连接部由相邻间隔部间形成扁平条带。

优选的，所述可塑支撑件的厚度为0.01～1mm。厚度可根据实际情况选择。可塑粘接层过薄，熔化后不足以填充和支撑隔膜边缘间隙；可塑粘接层过厚，熔化后影响成型且增加电芯体积。

本发明所述的抗形变折叠电芯的制作方法，包括将可塑支撑件沿折叠隔膜边缘放置，再将多片电极片依次间隔且前后交错的布置在折叠隔膜的两侧，折叠叠片后得到基本电芯本体，基本电芯本体经热压制后成型为电芯本体。

优选的，所述基本电芯本体在高温整形中进行热压制。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明采用可塑支撑件设置于折叠隔膜超出电极片边缘的间隙处，通过热压制施加的外力使得可塑支撑件发生形变进而填充隔膜超出电极片的间隙，同时起到连接隔膜的作用。可塑支撑件在发生形变后，外力停止施加，受冷后即保持住现有构造，可起到支撑折叠隔膜超出电极片边缘处间隙的作用。这样在实际使用时，成型后的电芯本体置于外壳中，因为某些外壳的材质较软，受外力易变形，在发生这种情况时，变形后的可塑支撑件可有效减缓外壳形变或冲击对内部电芯的影响，使得电芯得到有效的保护，不至于报废。

本发明的电芯制作方法制作的电芯具有抗跌、抗冲击、抗变形的性能，相比于现有的电芯，具有更好的应对意外情况的能力，有效提高了电芯的结构强度和使用寿命。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明优选实施方式中电芯展开结构示意图。

图2为本发明优选实施方式中另一视角电芯展开结构示意图。

图3为本发明优选实施方式中电芯结构示意图。

图4为本发明优选实施方式中可塑粘接层剖面结构示意图。

图5为本发明优选实施方式中折叠隔膜结构结构示意图。

图6为本发明优选实施方式中可塑支撑件结构示意图。

附图标记说明：

1电芯本体、11折叠隔膜、12电极片、121正极片、122负极片、13可塑支撑件、131常温粘接层、132支撑层、133可塑粘接层、134正极片带、135负极片带、14空隙、15叠置间隙、6条带本体、61连接部、62间隔部。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明做进一步的解释及说明，应当理解下面的实施方式的目的是为了使本发明的技术方案更加清楚、易于理解，并不限制权利要求的保护范围。

如图1～5所示，本发明所述的抗形变折叠电芯，包括由折叠隔膜11、以及与折叠隔膜11配合的电极片12组成的电芯本体1；在至少一电极片12两侧折叠隔膜11间突出于该电极片12边缘处至少部分设有至少部分与折叠隔膜11连接的可塑支撑件13；用于在热压制时，通过可塑支撑件13形变填充紧实折叠隔膜11间边缘空隙，以实现提结构强度抗形变的目的。该折叠隔膜11间形成叠置间隙15。在该叠置间隙15空间内折叠隔膜11突出于电极片12边缘处，在未设置可塑支撑件13时，存在空隙14。所述可塑支撑件13的厚度为0.01～1mm。厚度可根据实际情况选择。可塑粘接层过薄，熔化后不足以填充和支撑隔膜边缘间隙；可塑粘接层过厚，熔化后影响成型且增加电芯体积。

如图4所示，在优选的实施方式中，所述可塑支撑件13包括依次连接的与折叠隔膜11连接的常温粘接层131、支撑层132、以及可塑粘接层133，该支撑层可提高支撑强度以实现抗形变的目的。其中，所述可塑粘接层133为热熔胶层，用于热压成型时熔化粘连隔膜并形变填充间隙。本专利采用的可塑粘接层由三部分组成，热熔胶层(sis)、PET薄膜层、热熔胶层(sis)，其中一面的热熔胶层熟化，常温下具有粘性，粘在隔膜上，即常温粘接层。另一面热压时才具有粘性，会与相邻的另一隔膜上的此面热熔胶层粘接，即可塑粘接层。中间的支撑层为PET薄膜层热压时不会融化和变形，起强度支撑作用，可以更好的抗形变。

在优选的实施方式中，所述电极片12包括正极片121、以及外缘超过正极片121的负极片122，所述可塑支撑件13包括与正极片121对应的正极片带134、以及与负极片122对应的负极片带135，所述正极片带134宽于负极片带135，以实现保证间隙填充紧实的基础上节省耗材。

在上述基础上，还可以将所述可塑支撑件13为沿隔膜带11长度方向连续形成的条带型结构，以方便电芯本体的制作以及可塑支撑件本身的加工。

如图6所示，在优选的实施方式中，条带型结构包括条带本体6，条带本体6包括依次间隔设置的连接部61、以及可塑体积超过相邻连接部61的间隔部62，间隔部62与连接部61受热压后同时塑性形变向周围扩散填充折叠隔膜11间突出电极片12边缘处，大可塑体积的间隔部62扩散空间超过连接部61。为了受力均匀，间隔部62由折叠隔膜11间形成上下侧面平行于折叠隔膜11的结构，该上下侧面受压时与折叠隔膜11贴合良好受力均匀。还可以，连接部61由相邻间隔部61间形成扁平条带。

如图1～3所示，本发明所述的抗形变折叠电芯的制作方法，包括将可塑支撑件13沿折叠隔膜11边缘放置，再将多片电极片12依次间隔且前后交错的布置在折叠隔膜11的两侧，折叠叠片后得到基本电芯本体，基本电芯本体经热压制后成型为电芯本体1。还可以，所述基本电芯本体在高温整形中进行热压制。

本发明的工作原理如下：

软包电池使用Z字叠片方法制备电芯过程，即叠片时将若干片正极片、若干片负极片与1条隔膜，通过隔膜Z字走带，左右间隔的放入负极片和正极片，规则的叠加而成。其中，正极片与负极片的数量可以有如下关系：第一种情况，包括N片正极片和N+1片负极片，其中N为不为零的自然数；第二种情况，在制作超薄电池时，使用1片正极片和1片负极片制作电芯。

Z字叠片的方法制备电芯，主要是跌落或受压时裸电芯的头部与尾部存在空间间隙容易变形。本发明将中间设置PET薄膜的热熔胶带粘贴在隔膜带的沿长度方向的两侧边沿，叠片时直接叠入叠片体中，填充裸电芯的头尾部间隙、固定电极片，减少热冲击时隔膜热收缩。其中，因为尺寸上正极片<负极片<隔膜，对应正极片部分的热熔胶带要比对应负极片部分的热熔胶带要稍宽。而且，一般电极片位于隔膜带中间的位置，这样隔膜带两侧，也就是成型后电芯的头尾均存在空隙，为了防止形变，将可塑支撑件填入这些空隙。

叠片完成后进行热压，也可以是后续高温整型工段进行热压，这种叠片方式由于左右侧不会被密封，因此热压方式不同也不会影响电解液的渗入。

本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种抗形变折叠电芯，其特征在于：包括由折叠隔膜(11)、以及与折叠隔膜(11)配合的电极片(12)组成的电芯本体(1)；

在至少一电极片(12)两侧折叠隔膜(11)间突出于该电极片(12)边缘处至少部分设有至少部分与折叠隔膜(11)连接的可塑支撑件(13)，该可塑支撑件(13)受热压后形变并向周围扩散填充折叠隔膜(11)间突出于电极片(12)边缘处，以实现折叠隔膜(11)边缘填充紧实抗形变。

2.根据权利要求1所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(13)包括至少两层可塑粘接层(133)、以及设在可塑粘接层(133)间的支撑层(132)。

3.根据权利要求2所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述可塑粘接层(133)由热熔胶组成，用于热压成型时熔化粘连隔膜并形变填充间隙。

4.根据权利要求3所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：至少一层所述可塑粘接层(133)由熟化热熔胶组成。

5.根据权利要求1所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述电极片(12)包括正极片(121)、以及外缘超过正极片(121)的负极片(122)，所述可塑支撑件(13)包括与正极片(121)对应的正极片带(134)、以及与负极片(122)对应的负极片带(135)，所述正极片带(134)宽于负极片带(135)，以实现保证间隙填充紧实的基础上节省耗材。

6.根据权利要求1～6任一项所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(13)为沿隔膜带(11)长度方向连续形成的条带型结构，以方便电芯本体的制作以及可塑支撑件本身的加工。

7.根据权利要求6所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述条带型结构包括条带本体(6)，所述条带本体(6)包括依次间隔设置的连接部(61)、以及可塑体积超过相邻连接部(61)的间隔部(62)，所述间隔部(62)与连接部(61)受热压后同时塑性形变向周围扩散填充折叠隔膜(11)间突出电极片(12)边缘处，大可塑体积的间隔部(62)扩散空间超过连接部(61)；优选的，所述间隔部(62)由折叠隔膜(11)间形成上下侧面平行于折叠隔膜(11)的结构，该上下侧面受压时与折叠隔膜(11)贴合良好受力均匀；优选的，所述连接部(61)由相邻间隔部(61)间形成扁平条带。

8.根据权利要求1所述的抗形变折叠电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(13)的厚度为0.01～1mm。

9.一种根据权利要求1～7任一项所述的抗形变折叠电芯的制作方法，其特征在于：包括将可塑支撑件(13)沿折叠隔膜(11)边缘放置，再将多片电极片(12)依次间隔且前后交错的布置在折叠隔膜(11)的两侧，折叠叠片后得到基本电芯本体，基本电芯本体经热压制后成型为电芯本体(1)。

10.根据权利要求8所述的抗形变折叠电芯的制作方法，其特征在于：所述基本电芯本体在高温整形中进行热压制。

Images