CN208862032U - 一种锂离子电池结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种锂离子电池结构，包括电芯本体，所述电芯本体边角处设有高强绝缘膜。当电池不慎跌落时，通过电芯本体边角处设置的高强绝缘膜，能够对电芯本体的边角保护，防止跌落时角位的极片被撞破或隔膜被撞翻引发阴阳极短路。高强绝缘膜的起始和收尾长于或宽于电池长度和宽度的部分被封入封印中，可有效抵抗冲击力对电池的损伤，防止电池发生基材破损、极耳断裂产生的零电压现象。本实用新型公开的锂离子电池结构简单，且不需要减少注液量，提高了电池的安全性能，同时也不影响电池的电化学性能。本实用新型应用于锂电池应用领域。

Description

一种锂离子电池结构

技术领域

本实用新型涉及锂电池应用领域，具体涉及一种锂离子电池结构。

背景技术

随着当今科技的迅猛发展，电子信息产品在人们的日常生活中占据着越来越重要的位置。锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、工作电压高等成为不可或缺的化学电源。但在实际使用过程中，电子产品可能会不慎跌落。为了满足人们对高能量密度的需求，厂家往往会选择更薄的基材、极耳、铝塑膜等，这些材料的机械强度往往会有所降低。在跌落过程中存在基材破损、极耳断裂出现零电压、包装袋脚位冲破漏液等风险，这会严重影响产品的安全性能。

为了解决此问题，许多锂离子电池生产厂家往往会减少注液量，增大裸电芯与包装袋之间的摩擦力，减轻撞击力对电池的损害。但是此种方法会损害电池长期循环性能，特别是对高能量密度的电芯来说，涂布重量和压实密度都比较大，降低注液量来改善跌落的做法并不可取。

电芯本体为由正极、负极、隔离膜通过卷绕或叠片组装成的裸电芯，裸电芯内含有电解液。

公开号为“CN 205960130 U”的专利文件公开了“一种锂离子电池”。该实用新型在锂离子电池外表面包覆一层绝缘膜，绝缘膜通过一层绝缘胶粘结于包装袋。该绝缘膜保护层相当于一个缓冲保护层，当锂离子电池跌落碰撞时，绝缘膜保护层起到缓冲的作用，防止锂离子电池发生变形、漏液等，从而可以提高电池的机械性能。但是此方法并不能完全避免跌落时脚位破损。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种锂离子电池结构，能够实现电芯本体摔落时对其边角处进行保护。

为实现上述目的，本实用新型提出一种锂离子电池结构，包括电芯本体，所述电芯本体边角处设有绝缘膜。

进一步改进的，一种锂离子电池结构还包括包覆电芯本体的包装袋，所述绝缘膜为条状，所述绝缘膜设在电芯本体和包装袋之间，所述绝缘膜的端部融入包装袋的封印中。

进一步改进的，所述绝缘膜的宽度为2mm～10mm，所述绝缘膜融入包装袋部分的长度为2mm～10mm。

进一步改进的，所述绝缘膜由三层组成，最外两层为绝缘层，中间一层为碳纤维层。

进一步改进的，所述绝缘膜的绝缘层为聚丙烯薄膜。

进一步改进的，所述碳纤维层由若干碳纤维组成，所述碳纤维直径为10nm～50nm。

进一步改进的，所述绝缘膜的正反面分别设有热熔胶以用于使绝缘膜分别粘贴在电芯本体和包装袋上。

进一步改进的，所述热熔胶的胶面包含于绝缘膜的膜面之内。

进一步改进的，沿电芯本体长度方向、宽度方向分别设有至少两条绝缘膜。

进一步改进的，沿电芯本体长度方向设置的绝缘膜或沿电芯本体宽度方向设置的绝缘膜至少有其一包裹住电芯本体的角部。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果：

1.当电池不慎跌落时，通过电芯本体边角处设置的绝缘膜，能够对电芯本体的边角保护，防止跌落时角位的极片被撞破或隔膜被撞翻引发阴阳极短路。而且不需要减少电芯本体内的注液量，结构简单，提高了电池的安全性能。

2.绝缘膜的起始和收尾长于或宽于电池长度和宽度的部分被封入封印中，可有效抵抗冲击力对电池的损伤，防止电池发生基材破损、极耳断裂产生的零电压现象。

3.绝缘膜由两层绝缘层加上中间一层碳纤维和绝缘膜的复合层组成，具有抗拉强度高、密度低、耐电解液腐蚀等特点。

4.本实用新型采用的绝缘膜，两面均贴有热熔胶，经过高温热压后可将绝缘膜与电芯本体和包装袋进行牢固的粘结。

5.本实用新型通过贴绝缘膜以及热熔胶的双重作用，可有效提高电池的机械性能，同时不影响电池的电化学性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型贴有热熔胶的绝缘膜纵向剖面示意图；

图2为本实用新型贴有热熔胶的绝缘膜横向剖面示意图；

图3为本实用新型电芯本体和绝缘膜连接实施例1示意图(包装袋有显示)；

图4为本实用新型电芯本体和绝缘膜连接实施例2示意图(包装袋未显示)；

图5为本实用新型电芯本体和绝缘膜连接实施例3示意图(包装袋未显示)；

图6为本实用新型电芯本体和绝缘膜连接实施例4示意图(包装袋未显示)。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个以上，例如三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1至图6，一种锂离子电池结构，包括电芯本体6，电芯本体6边角处设有绝缘膜4。

当电池不慎跌落时，通过电芯本体6边角处设置的绝缘膜4，能够对电芯本体6的边角保护，防止跌落时角位的极片被撞破或隔膜被撞翻引发阴阳极短路。而且不需要减少电芯本体6内的注液量，结构简单，提高了电池的安全性能。

一种锂离子电池结构还包括包覆电芯本体6的包装袋8，绝缘膜4为条状，绝缘膜4设在电芯本体6和包装袋8之间，绝缘膜4的端部融入包装袋8的封印7中。绝缘膜4的宽度为2mm～10mm，绝缘膜4融入包装袋8部分的长度为2mm～10mm。绝缘膜4由三层组成，最外两层为绝缘层1，中间一层为碳纤维层2。绝缘膜4的绝缘层1为聚丙烯薄膜,包装袋8的材质为铝塑膜，铝塑膜中包含有PP,PP为聚丙烯的简称。加热时，绝缘膜中的聚丙烯薄膜与铝塑膜中的PP融合，从而与包装袋8牢固粘接在一起，绝缘膜具有抗拉强度高、密度低、耐电解液腐蚀等特点。碳纤维层2由若干碳纤维组成，碳纤维直径为10nm～ 50nm。绝缘膜4的正反面分别设有热熔胶3以用于使绝缘膜4分别粘贴在电芯本体6和包装袋8上。热熔胶3的胶面包含于绝缘膜4的膜面之内。沿电芯本体6长度方向、宽度方向分别设有至少两条绝缘膜4。沿电芯本体6长度方向设置的绝缘膜4或沿电芯本体6宽度方向设置的绝缘膜4至少有其一包裹住电芯本体6的角部。

实施例1

1.将正极、负极和隔离膜通过叠片组装成电芯本体6。

2.取宽度为6mm，厚度为10um的绝缘膜4，两面均贴热熔胶3。热熔胶3的宽度为4mm，厚度为5um。

3.如图3所示，在电芯本体6长度方向从头部开始绕两条绝缘膜4，两条绝缘膜4包裹电芯本体6的四个角，且起始端和收尾端超出电芯本体6头部4mm；在电芯本体6中部宽度方向贴两条绝缘膜4，且分别错开贴在电芯本体6的正反面上，两端均超出电芯本体6宽度4mm。

4.将电芯本体6进行封装，将超出部分的绝缘膜4被封入封印7中。

5.按照常规步骤进行注液、浸润、化成、二封、容量等工序，制成成品电池。

实施例2

如图4所示，与实施例1不同之处在于，宽度方向上的绝缘膜4分别错开贴在电芯本体6 中部的同一面上。

实施例3

如图5所示，与实施例1和实施例2不同之处在于，宽度方向上的绝缘膜4分别贴在电芯本体6正反面的头部和尾部。

实施例4

如图6所示，与实施例1～3不同之处在于，宽度方向上的绝缘膜4分别贴在电芯本体6 同一面的头部和尾部。

对比例1

对比例1中电芯本体6上未贴绝缘膜4，与实施例1至实施例4的不同之处在于：

跌落实验对比：将上述实施例1～4制成的电芯本体6和对比例1制成的电芯本体6各20 只，装入跌落夹具中，按照6个面4个角8条棱的跌落顺序从1.2m的高度跌落3个循环共54次，跌落测试完成后检查电池是否有起火，并拆解电芯本体6检查是否有极耳断裂、角位隔膜翻折、角位极片破损的情况。实验结果如表1所示。从表中可知，实施例1～4未出现跌落起火的情况，仅有小比例的角位隔膜翻折和角位极片破损；而对比例1不仅出现了较大比例的短路起火现象，还发生了较高比例的极耳断裂、角位隔膜翻折和角位极片破损的情况。由此说明，采用本实用新型的结构可以提高电芯本体6的安全性能。

表1

组别	极耳断裂	角位隔膜翻折	角位极片破损	短路起火
					实施例1	0/20	1/20	0/20	0/20
实施例2	0/20	0/20	1/20	0/20
					实施例3	0/20	1/20	0/20	0/20
实施例4	0/20	0/20	0/20	0/20
					对比例1	3/20	13/20	6/20	7/20

本实施例的优点：

通过绝缘膜4的超出部分融入电芯本体6的封印7中，起到固定作用，可有效抵抗冲击力对电池的损伤，防止电池发生基材破损、极耳断裂产生的零电压现象；绝缘膜4通过热熔胶3与电芯本体6和包装袋8进行粘贴，相当于一个双保险，在电池跌落时，可联合绝缘膜4增强抗冲击的作用，避免电芯本体6与包装袋8产生位移而造成对极耳及电芯本体6内部造成损害，从而提高电池的机械性能。由于绝缘膜4宽度较小，不会影响电解液渗入电芯本体6中，所以不会影响电池的电化学性能。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂离子电池结构，包括电芯本体(6)，其特征在于：所述电芯本体(6)边角处设有绝缘膜(4)，所述绝缘膜(4)由三层组成，最外两层为绝缘层(1)，中间一层为碳纤维层(2)；

还包括包覆电芯本体(6)的包装袋(8)，所述绝缘膜(4)为条状，所述绝缘膜(4)设在电芯本体(6)和包装袋(8)之间，所述绝缘膜(4)的端部融入包装袋(8)的封印(7)中。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述绝缘膜(4)的宽度为2mm～10mm，所述绝缘膜(4)融入包装袋(8)部分的长度为2mm～10mm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述绝缘膜(4)的绝缘层(1)为聚丙烯薄膜。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述碳纤维层(2)由若干碳纤维组成，所述碳纤维直径为10nm～50nm。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述绝缘膜(4)的正反面分别设有热熔胶(3)以用于使绝缘膜(4)分别粘贴在电芯本体(6)和包装袋(8)上。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池结构，其特征在于：所述热熔胶(3)的胶面包含于绝缘膜(4)的膜面之内。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池结构，其特征在于：沿电芯本体(6)长度方向、宽度方向分别设有至少两条绝缘膜(4)。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池结构，其特征在于：沿电芯本体(6)长度方向设置的绝缘膜(4)或沿电芯本体(6)宽度方向设置的绝缘膜(4)至少有其一包裹住电芯本体(6)的角部。