CN207175089U - 用于收卷隔膜的卷芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于收卷隔膜的卷芯，包括：本体，所述本体为柱状结构，所述本体外周设置有缓冲层，其中，所述缓冲层中分布有按预定方向排布的孔洞。通过在缓冲层设置孔洞，有效增大了缓冲层的收缩空间，当隔膜由于应力释放或热胀冷缩产生变形时，缓冲层能够先于隔膜发生形变，提供足够的形变以改善隔膜变形，从而有效减缓隔膜褶皱和塌边的产生。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，特别是涉及一种用于收卷锂离子电池隔膜的卷芯。
背景技术
目前，随着新能源动力汽车在生活中被广泛的应用，锂离子电池的一致性和稳定性备受关注，而锂离子电池隔膜作为锂离子电池的关键内层组件之一，其性能决定了电池的界面结构、内阻等，直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性，所以电池隔膜的一致性和稳定性对于锂离子电池的性能尤为重要。
现有锂离子电池隔膜制备工艺一般有干法与湿法两种，干法制作工艺会有单向拉伸，湿法制作工艺包括双向拉伸，萃取，热定型等步骤。由于在拉伸步骤中会发生形变而产生内应力，隔膜在收取成卷后会随着应力的释放产生一定的收缩，一般隔膜收卷采用的都是刚性卷芯，而刚性卷芯没有收缩空间，不能很好的吸收因为隔膜应力释放和热胀冷缩造成的形变，这样就会造成隔膜产生褶皱以及塌边现象，在后续锂电池的加工过程中造成不良率的提高。
现有技术中，一般采用加大卷芯尺寸或者加一层缓冲材料的方法来减少褶皱和塌边的产生，但在实际使用过程中依旧发现，加大卷芯尺寸并不能很好地解决上述技术问题，而加的缓冲层由于是实心结构，收缩空间小，不能够提供足够的形变来改善隔膜变形的情况。
因此设计一种能够提供足够形变的卷芯以释放隔膜在加工过程中产生的内应力实属必要。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种用于收卷隔膜的卷芯，用于解决现有技术中锂离子电池隔膜在加工过程中产生的内应力不能在收取成卷后得到充分释放而造成隔膜产生褶皱以及塌边等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种用于收卷隔膜的卷芯，包括：本体，所述本体为柱状结构，所述本体外周设置有缓冲层，其中，所述缓冲层中分布有按预定方向均匀排布的孔洞。
优选地，所述缓冲层为具有预定厚度的四边形结构，所述缓冲层绕所述本体一周，包裹在所述本体上。
优选地，所述缓冲层为一与所述本体相匹配的管状结构，所述缓冲层套设于所述本体上，其中，所述缓冲层具有预定厚度。
优选地，所述本体为贯通的圆柱状结构。
进一步地，所述孔洞沿所述圆柱状结构的高度方向延伸设置。
进一步地，所述孔洞沿所述圆柱状结构的高度方向延伸以贯穿所述缓冲层。
优选地，所述孔洞在所述缓冲层中的排布方式为蜂窝状排布。
优选地，所述孔洞在缓冲层的横截面上的排布方式为等距离排布。
优选地，所述孔洞的直径设置为3mm-7mm。
优选地，所述缓冲层由柔性材料制成；其中，所述柔性材料为泡沫塑料、泡沫棉、气垫膜中的任意一种。
优选地，所述泡沫塑料层为聚苯乙烯泡沫塑料层、聚氨酯泡沫塑料层、聚氯乙烯塑料层中的任意一种。
如上所述，本实用新型提供一种用于收卷隔膜的卷芯，包括：本体，所述本体为柱状结构，所述本体外周设置有缓冲层，其中，所述缓冲层中分布有按预定方向排布的孔洞。本实用新型具有以下有益效果：一般的锂离子电池隔膜具有35％-50％左右的孔隙率，微观形貌呈现网状结构，收卷时由于张力和压力的作用，网状结构会出现一定的变形，尤其是在隔膜整体存在一定的厚度差时，更容易造成隔膜出现变形和塌边的情况。本实用新型通过在缓冲层设置孔洞，有效增大了缓冲层的收缩空间，当隔膜由于应力释放或热胀冷缩产生变形时，缓冲层能够先于隔膜发生形变，提供足够的形变以改善隔膜变形，从而有效减缓隔膜褶皱和塌边的产生。
附图说明
图1显示为本实用新型的用于收卷锂离子电池隔膜的卷芯的第一种实施方案结构示意图。
图2显示为本实用新型的用于收卷锂离子电池隔膜的卷芯的第一种实施方案图1的横截面示意图。
图3显示为本实用新型的用于收卷锂离子电池隔膜的卷芯的第二种实施方案结构示意图。
元件标号说明
1 本体
2 缓冲层
3 孔洞
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1～图3。须知，本说明书所附图式的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
实施例1
如图1～图2所示，本实施例提供一种用于收卷隔膜的卷芯，包括：柱状本体1，所述柱状本体1外周设置有缓冲层2，所述缓冲层2为具有预定厚度的四边形结构裹在本体1上，所述缓冲层2中具有沿隔膜卷芯高度方向排布的孔洞3。
所述本体1可以是实心的圆柱状结构，也可以是贯通的圆柱状结构。在本实施例中，所述本体1采用贯通结构，以便于生产过程中卷芯固定安装于机架上，同时降低卷芯的整体重量及成本。
如图2所示，所述缓冲层2上的孔洞3在缓冲层2的横截面上可以是规则分布也可以是不规则分布，孔洞3形状可以是规则的圆形、多边形也可以是不规则的形状，孔洞3在所述隔膜卷芯高度方向上贯穿缓冲层2。通过在缓冲层2上设置孔洞3，可有效增大缓冲层2的收缩空间，当隔膜由于应力释放或热胀冷缩产生变形时，缓冲层能够先于隔膜发生形变，提供足够的形变以改善隔膜变形，从而有效减缓隔膜褶皱和塌边的产生。
在本实施例中，所述孔洞3在缓冲层2的横截面上呈蜂窝状且等距离分布，并且，所述孔洞3在隔膜卷芯高度方向上贯穿缓冲层3，该分布方式在满足提供足够的收缩空间的同时，可使隔膜应力在横、纵方向上释放的更均匀，从而进一步缓解隔膜的褶皱和塌边现象，另一方面蜂窝状设计可提高缓冲层2的强度，延长缓冲层2的使用寿命。
根据缓冲层2的厚度以及孔洞3的设置方式不同，孔洞3的直径设置在3mm～7mm之间，例如，所述缓冲层的厚度可以选用为10mm～30mm，所述孔洞3的直径可以选择为3mm、4mm、5mm、6mm、7mm等，当然，并不限定于此处所列举的示例。
作为示例，具有孔洞3的缓冲层2可直接通过模具制造而成，也可采用其他制作方式。
所述缓冲层2为柔性材料层，例如，可以选用泡沫塑料层、泡沫棉层、气垫膜层中的任意一种。其中，所述泡沫塑料层可以为聚苯乙烯泡沫塑料层、聚氨酯泡沫塑料层、聚氯乙烯塑料层中的任意一种。在本实施例中，所述缓冲层2为聚苯乙烯泡沫塑料，可通过胶水粘合在本体1上，也可通过其他方式，例如使用不干胶粘合在本体1上。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种用于收卷隔膜的卷芯，其结构如实施例一所述，其不同之处在于：所述缓冲层2为一与所述本体1相匹配的管状结构，且直接套在所述柱状本体1上，缓冲层2为聚氨酯泡沫塑料。
实施效果：
实验组1
使用带有蜂窝状小孔的聚苯乙烯泡沫作为缓冲层用于收卷锂电池隔膜的卷芯，所述缓冲层利用不干胶粘合在本体上，采用该卷芯收卷分切后的锂电池隔膜。
实验组2
使用带有蜂窝状小孔的聚氨酯泡沫作为缓冲层用于收卷锂电池隔膜的卷芯，所述缓冲层直接套在本体上，采用该卷芯收卷分切后的锂电池隔膜。
对照组1
使用不带有蜂窝状小孔的聚苯乙烯泡沫作为缓冲层用于收卷锂电池隔膜的卷芯，所述缓冲层利用不干胶粘合在本体上，采用该卷芯收卷分切后的锂电池隔膜。
对照组2
使用不带有蜂窝状小孔的聚苯乙烯泡沫作为缓冲层用于收卷锂电池隔膜的卷芯，所述缓冲层直接套在本体上，采用该卷芯收卷分切后的锂电池隔膜。
实验步骤：
a、使用上述所述四组卷芯收卷同一型号的锂电池隔膜，放置在一般性的未控制温湿度的仓库中72h；
b、将存储后的锂电池隔膜使用上海恩捷新材料科技股份有限公司申请号为201420623700.1的专利《一种膜面变形检测装置》测量上述实例中的变形和塌边情况。
表1实验结果
通过测试对比，采用了蜂窝状小孔结构的缓冲层卷芯收卷的锂电池隔膜，褶皱和塌边情况明显优于不带有蜂窝状小孔结构的缓冲层卷芯收卷的锂电池隔膜。
综上所述，本实用新型提供一种用于收卷隔膜的卷芯，包括：本体，所述本体为柱状结构，所述本体外周设置有缓冲层，其中，所述缓冲层中分布有按预定方向排布的孔洞。本实用新型具有以下有益效果：一般的锂离子电池隔膜具有35％-50％左右的孔隙率，微观形貌呈现网状结构，收卷时由于张力和压力的作用，网状结构会出现一定的变形，尤其是在隔膜整体存在一定的厚度差时，更容易造成隔膜出现变形和塌边的情况。本实用新型通过在缓冲层设置孔洞，有效增大了缓冲层的收缩空间，当隔膜由于应力释放或热胀冷缩产生变形时，缓冲层能够先于隔膜发生形变，提供足够的形变以改善隔膜变形，从而有效减缓隔膜褶皱和塌边的产生。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于，包括：本体，所述本体为柱状结构，所述本体外周设置有缓冲层，其中，所述缓冲层中分布有按预定方向排布的孔洞。
2.根据权利要求1所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述缓冲层为具有预定厚度的四边形结构，所述缓冲层绕所述本体一周，包裹在所述本体上。
3.根据权利要求1所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述缓冲层为一与所述本体相匹配的管状结构，所述缓冲层套设于所述本体上，其中，所述缓冲层具有预定厚度。
4.根据权利要求1所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述本体为贯通的圆柱状结构。
5.根据权利要求4所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述孔洞沿所述圆柱状结构的高度方向延伸设置。
6.根据权利要求5所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述孔洞沿所述圆柱状结构的高度方向延伸以贯穿所述缓冲层。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述孔洞在所述缓冲层中的排布方式为蜂窝状排布。
8.根据权利要求1至6任一项所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述孔洞在缓冲层的横截面上的排布方式为等距离排布。
9.根据权利要求1至6任一项所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述孔洞的直径设置为3mm-7mm。
10.根据权利要求1所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述缓冲层由柔性材料制成；其中，所述柔性材料为泡沫塑料、泡沫棉、气垫膜中的任意一种。
11.根据权利要求10所述的用于收卷隔膜的卷芯，其特征在于：所述泡沫塑料层为聚苯乙烯泡沫塑料层、聚氨酯泡沫塑料层、聚氯乙烯塑料层中的任意一种。
Priority Applications (1)
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| CN201720964220.5U CN207175089U (zh) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | 用于收卷隔膜的卷芯 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN207175089U true CN207175089U (zh) | 2018-04-03 |
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ID=61744082
Family Applications (1)
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| CN201720964220.5U Active CN207175089U (zh) | 2017-08-03 | 2017-08-03 | 用于收卷隔膜的卷芯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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2017
- 2017-08-03 CN CN201720964220.5U patent/CN207175089U/zh active Active
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