CN203733893U - 一种锂离子二次电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子二次电池技术领域，尤其涉及一种锂离子二次电池，包括包装袋、容置于包装袋内的裸电芯和填充于包装袋及所述裸电芯内的电解液，裸电芯的外表面和包装袋的内表面通过孔隙率为30%-80%的粘胶层固定连接，并且粘胶层的厚度为0.1~1000um。相对于现有技术，本实用新型通过采用具有多孔结构且具有一定厚度的粘胶层将包装带和裸电芯固定住，可以在不影响电池其他性能的情况下改善其滥用的安全性问题。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子二次电池技术领域，尤其涉及一种安全的锂离子二次电池。
背景技术
由于锂离子电池具有诸多优点，例如电压高、体积小、质量轻、比容量高、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长等，使得其在诸多领域的应用得到了空前的发展，例如通讯领域、电器领域、电子信息领域以及动力装备领域和储能领域等。但随着科学技术的发展，这些领域对锂离子电池的能量密度、充放电速度和循环寿命等提出了越来越高的要求的同时，也对其安全性能提出了越来越高的安全性能。
很多因素都会对锂离子电池的安全性能产生影响。例如，正负极材料、电解液及其添加剂、电池的结构以及制备工艺条件等都对锂离子电池的安全性有重要的影响。选择热稳定性好的正负极材料、电解液及其添加剂，可以提高电池的热稳定性；在电解液中加入过充保护添加剂，可以有效改善电池的过充性能；控制好电池制作过程中的工艺条件以及合理地使用电池，均可减少电池短路现象的发生。
然而，日趋严苛的锂离子电池安全测试条件对锂离子电池的安全性能提出了更高的要求，例如跌落测试、滚筒测试等对电池外观和内短路等提出了更为严格的要求。目前的电池几乎很难通过跌落测试，因为在跌落过程中，裸电芯的各层极片之间有时会出现滑动而导致电池内部短路，裸电芯甚至会冲开包装袋的封边（顶封边或侧封边）而导致电解液的泄漏。传统的一些改进方法常常不能满足新的测试条件，而且从传统的材料体系及制备工艺上继续改进的难度和技术成本也大大增加。
有鉴于此，确有必要提供一种在不影响电池其他性能的情况下改善其滥用的安全性问题（如跌落、挤压、滚动等）的锂离子二次电池。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种在不影响电池其他性能的情况下改善其滥用的安全性问题（如跌落、挤压、滚动等）的锂离子二次电池。
为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种锂离子二次电池，包括包装袋、容置于所述包装袋内的裸电芯和填充于所述包装袋及所述裸电芯内的电解液，所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面通过孔隙率为30%-80%的粘胶层固定连接，并且所述粘胶层的厚度为0.1~1000um。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层的厚度为1~100um。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层的厚度为50um。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层连续分布于所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面之间存在的间隙。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层间隔分布于所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面之间存在的间隙。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，间隔分布的所述粘胶层的截面形状为三角形、长方形、正六边形、圆形、菱形、梯形和椭圆形中的至少一种。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，间隔分布的所述粘胶层投影到所述裸电芯上的面积为所述裸电芯外表面积的30-80%。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层上的孔的形状为圆形、长方形、正六边形、菱形、梯形、椭圆形和三角形中的至少一种。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层设置为聚偏氟乙烯层、丁苯橡胶层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层。
作为本实用新型锂离子二次电池的一种改进，所述粘胶层包括胶纸基体和涂覆在所述胶纸基体上的聚偏氟乙烯层、丁苯橡胶层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层。
相对于现有技术，本实用新型通过采用具有多孔结构且具有一定厚度的粘胶层将包装带和裸电芯固定住，不仅可以保证电池在滥用过程中（如跌落、挤压、滚动等）各层极片之间不会滑动从而避免内短路，也可以防止裸电芯冲开包装袋的封边，从而防止电解液的泄漏，同时避免隔离膜和极片起皱或破损，进而提高电池的安全性能；而且由于其具有多孔结构，该结构的粘胶层具有优异的吸液性能，因此不能直接浸润裸电芯的部分电解液在粘胶层的毛细作用下可沿着粘胶层快速扩散，增大电解液与裸电芯的接触面积，实现电解液对裸电芯的快速浸润，从而不会影响电池的各项电性能。若粘胶层不具有多孔结构，则粘胶层所占据的空间就会被白白浪费掉，从而减少了包装袋内的储液量，大大降低了电池的使用寿命。而随着电池循环的进行，电池内可用的电解液越来越少，在本实用新型使用的粘胶层中存储的电解液就可以释放出来，从不会对电池的使用寿命造成大的影响。
在本实用新型中，粘胶层的厚度不能太大，否则会降低电池的能量密度，厚度太小，又不能起到以上作用，在本实用新型规定的厚度区间内则既可保证粘结效果，又可提高能量密度。粘接层的孔隙率也不能太大，否则，粘结面积相应减小，粘结效果变差；其孔隙率也不能太小，否则裸电芯和包装袋大面积粘贴，不利于电解液浸润。
附图说明
图1为本实用新型的实施例1的结构示意图。
图2为本实用新型的实施例1中的电池去除包装袋之后的结构示意图。
图3为本实用新型中实施例1中的粘胶层的结构示意图。
图4为本实用新型的实施例2的结构示意图。
图5为本实用新型的实施例2中的电池去除包装袋之后的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1至3所示，本实施例提供的一种锂离子二次电池，包括包装袋1、容置于包装袋1内的裸电芯2和填充于包装袋1及裸电芯2内的电解液，裸电芯2的外表面和包装袋1的内表面通过孔隙率为60%的粘胶层3固定连接，并且粘胶层3的厚度为50um。
粘胶层3连续分布于裸电芯2的外表面和包装袋1的内表面之间存在的间隙（包括裸电芯2的头部和尾部以及裸电芯2的四周与包装袋1之间存在的间隙）。
粘胶层3上的孔的形状为正六边形。
粘胶层3包括胶纸基体31（材质为双向拉伸聚丙烯薄膜）和涂覆在胶纸基体31上的聚偏氟乙烯层32。
制备本实施例的锂离子二次电池时，先采用叠片或卷绕等现有技术中常规的手段将焊接有正极极耳的正极片、隔膜和焊接有负极极耳的负极片制成裸电芯2，裸电芯2的收尾处用胶带固定，然后在胶纸基体31上均匀地涂覆聚偏氟乙烯，形成粘胶层3，然后在裸电芯2的外表面（除正极极耳21和负极极耳22表面以外）上均设置粘胶层3，干燥后，用正六边形头的细针轻轻地在聚偏氟乙烯上扎孔，将涂有聚偏氟乙烯的裸电芯2用包装袋1封装起来，并在包装袋1内注入电解液，热压后聚偏氟乙烯即可将裸电芯2和包装袋1粘接起来，形成的粘胶层3的厚度为50um，在经过后续化成、容量等工序，即可。
实施例2
如图4和5所示，本实施例提供的一种锂离子二次电池，包括包装袋1、容置于包装袋1内的裸电芯2和填充于包装袋1及裸电芯2内的电解液，裸电芯2的外表面和包装袋1的内表面通过孔隙率为40%的粘胶层3固定连接，并且粘胶层的厚度为1um。
粘胶层3间隔分布于裸电芯2的外表面和包装袋1的内表面之间存在的间隙，并且间隔分布的粘胶层3的截面形状为椭圆形。
间隔分布的粘胶层3投影到裸电芯2上的面积为裸电芯2外表面积（不包括正极极耳21和负极极耳22的外表面积）的40%。
粘胶层3上的孔的形状为正六边形，粘胶层3设置为丁苯橡胶层。
制备本实施例的锂离子二次电池时，先采用叠片或卷绕等现有技术中常规的手段将焊接有正极极耳的正极片、隔膜和焊接有负极极耳的负极片制成裸电芯2，裸电芯2的收尾处用胶带固定，然后裸电芯2的外表面（不包括正极极耳21和负极极耳22的外表面）上间隔地涂覆丁苯橡胶，干燥后，在丁苯橡胶上用正六边形头的细针扎孔，将涂有丁苯橡胶的裸电芯2用包装袋1封装起来，并在包装袋1内注入电解液，热压后丁苯橡胶即可将裸电芯2和包装袋1粘接起来，在经过后续化成、容量等工序，即可。
分别从实施例1和2提供的电池中随机抽取20只（即实施例1的电池20只，实施例2的电池20只），其中10只用于跌落测试，另10只用于滚筒测试。为了便于比较，从现有技术中未设置本实用新型所述的粘胶层3的电池选取20只作为对比，其中10只用于跌落测试，另10只用于滚筒测试。
所得结果见表1。
表1：实施例1和2的电池及对比组的电池的跌落测试和滚筒测试结果。
| 组别 | 跌落测试结果 | 滚筒测试结果 |
| 实施例1 | 9/10 | 10/10 |
| 实施例2 | 10/10 | 9/10 |
| 对比组 | 2/10 | 3/10 |
由表1可知，本实用新型的电池与现有技术中的电池相比，在跌落测试和滚筒测试中表现出优异的特性，即本实用新型具有更高的安全性。
需要说明的是：本实用新型中粘胶层3的孔隙率还可以是30%-80%中除60%和40%以外的其他任何值，粘胶层3的厚度还可以是0.1~1000um中除1um和50um以外的任何值，间隔分布的粘胶层3的截面形状还可以为三角形、长方形、椭圆形、圆形、菱形和梯形中的至少一种，间隔分布的粘胶层3投影到裸电芯2上的面积还可以为裸电芯2的外表面积的30-80%中除40%以外的任何值，粘胶层3上的孔的形状还可以是长方形、圆形、菱形、梯形和三角形中的至少一种，粘胶层3还可以设置为丁苯橡胶层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层；或者粘胶层3包括胶纸基体31和涂覆在胶纸基体31上的聚偏氟乙烯层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层。
本实用新型中，裸电芯2的顶部和底部也可以不设置粘胶层3；或者仅在裸电芯2的顶部和底部设置粘胶层3，而在裸电芯2的四周则不设置粘胶层3。
需要说明的是，根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些等同修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种锂离子二次电池，包括包装袋、容置于所述包装袋内的裸电芯和填充于所述包装袋及所述裸电芯内的电解液，其特征在于：所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面通过孔隙率为30%-80%的粘胶层固定连接，并且所述粘胶层的厚度为0.1~1000um。
2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层的厚度为1~100um。
3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层的厚度为50um。
4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层连续分布于所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面之间存在的间隙。
5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层间隔分布于所述裸电芯的外表面和所述包装袋的内表面之间存在的间隙。
6.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于：间隔分布的所述粘胶层的截面形状为三角形、长方形、正六边形、圆形、菱形、梯形和椭圆形中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于：间隔分布的所述粘胶层投影到所述裸电芯上的面积为所述裸电芯外表面积的30-80%。
8.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层上的孔的形状为圆形、长方形、正六边形、菱形、梯形、椭圆形和三角形中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层设置为聚偏氟乙烯层、丁苯橡胶层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层。
10.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述粘胶层包括胶纸基体和涂覆在所述胶纸基体上的聚偏氟乙烯层、丁苯橡胶层、聚氨酯层或聚丙烯酸酯层。
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