CN210156496U - 软包锂电池及其卷芯组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷芯组件及软包锂电池，包括卷芯及支撑框，所述卷芯包括本体，所述支撑框设置于所述本体外，且所述支撑框与所述本体的至少部分表面之间具有第一间隙。当铝塑膜包覆于卷芯组件外形成软包锂电池时，外部作用力通过铝塑膜首先传递于支撑框，从而避免外部作用力通过铝塑膜直接传递与卷芯的本体，减少了卷芯受到外部作用力而变形的几率；且第一间隙可以提供供卷芯的本体释放内应力的空间，减少了卷芯的变形；同时由于第一间隙的存在，当铝塑膜包覆于其外形成软包锂电池时，第一间隙可以储存部分电解液，增加了软包锂电池的保液量。

Description

软包锂电池及其卷芯组件

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种软包锂电池及其卷芯组件。

背景技术

锂离子电池按照外壳分类，主要分为铝壳锂电池、软包锂电池、钢壳锂电池及镀镍铁壳锂电池。

其中，铝壳锂电池及软包锂电池得到了较为广泛的应用，且软包锂电池相对于铝壳锂电池，质量/体积能量密度较大及安全性能较佳(铝壳锂电池由于内部压力增加，防爆阀失效的情况下，理论上发生爆炸的概率相对于软包锂电池较大)。但是传统卷绕结构的软包锂电池，在循环过程中，易于发生变形。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统软包锂电池易于变形的问题，提供一种不易变形的软包锂电池及其卷芯组件。

一种卷芯组件，用于软包锂电池，包括卷芯及支撑框，所述卷芯包括本体，所述支撑框设置于所述本体外，且所述支撑框与所述本体的至少部分表面之间具有第一间隙。

在其中一个实施例中，所述本体为扁平状，所述本体沿厚度方向上具有相对设置的第一端面与第二端面，所述本体还具有连接于所述第一端面与所述第二端面之间的侧面；所述支撑框与所述本体的至少部分所述侧面之间具有所述第一间隙。

在其中一个实施例中，所述支撑框与所述本体的全部所述侧面之间具有所述第一间隙。

在其中一个实施例中，所述支撑框在所述本体的厚度方向上至少一端具有开口，所述支撑框的厚度小于所述本体的厚度，所述本体穿出所述开口。

在其中一个实施例中，所述支撑框在所述本体的厚度方向上两端均具有所述开口，所述本体的两端分别从相对应的所述开口穿出所述支撑框。

在其中一个实施例中，所述本体为长方体板状结构；所述支撑框为对应于所述长方体板状结构设置的中空长方体框架结构。

在其中一个实施例中，所述支撑框与全部所述侧面之间具有所述第一间隙，且所述第一间隙各处的宽度相等。

在其中一个实施例中，所述支撑框由聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯系塑料及金属材料中任意一种制成。

在其中一个实施例中，所述卷芯还包括与所述本体连接的极耳，所述支撑框上开设有供所述极耳穿过的穿设孔。

在其中一个实施例中，所述极耳与所述穿设孔的内壁之间具有第二间隙。

一种软包锂电池，包括铝塑膜及如上述任一项所述的卷芯组件，所述铝塑膜包裹于所述卷芯组件外。

上述卷芯组件及软包锂电池，当铝塑膜包覆于卷芯组件外形成软包锂电池时，外部作用力通过铝塑膜首先传递于支撑框，从而避免外部作用力通过铝塑膜直接传递与卷芯的本体，减少了卷芯受到外部作用力而变形的几率；且第一间隙可以提供供卷芯的本体释放内应力的空间，减少了卷芯的变形；同时由于第一间隙的存在，当铝塑膜包覆于其外形成软包锂电池时，第一间隙可以储存部分电解液，增加了软包锂电池的保液量。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的卷芯组件的主视图；

图2为图1中所示的卷芯组件的仰视图；

图3为图1中所示的卷芯组件的支撑框的结构图；

图4为图1中所示的卷芯组件的侧视图。

卷芯组件100 卷芯10 本体11 第一端面111 侧面112 极耳12 支撑框20 开口21穿设孔22 第一间隙30

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

正如背景技术中所述，采用现有技术中的软包锂电池，易于发生变形，且变形主要集中于软包锂电池的边缘转弯处及其中间位置变形的问题，实用新型人研究发现，出现这种问题的根本原因在于，软包锂电池的卷芯在卷绕过程中需要对隔膜施加张力，由于张力的存在，卷绕过后的卷芯内部会存在内应力，由于卷芯内应力的存在，在循环过程中其边缘转弯处内应力无空间释放容易膨胀产生变形，且边缘处受到铝塑膜传递的外部作用力也会产生一定的变形，在上述两种力(内应力及通过铝塑膜传递的外部作用力)的共同作用下，容易导致在卷芯的中间位置出现树状条纹。

基于此，参阅图1，本实用新型一实施例提供一种卷芯组件100，用于软包锂电池，该卷芯组件100包括卷芯10及支撑框20，卷芯10包括本体11，支撑框20设置于本体11外，且支撑框20与本体11的至少部分表面之间具有第一间隙30。

本实施例提供的卷芯组件100，当铝塑膜包覆于其外形成软包锂电池时，外部作用力通过铝塑膜首先传递于支撑框20，避免外部作用力通过铝塑膜直接传递于卷芯10的本体11上，减少了卷芯10的本体11受到外部作用力而变形的几率；且第一间隙30可以提供供卷芯10的本体11释放内应力的空间，减少了卷芯10的变形；同时由于第一间隙30的存在，当铝塑膜包覆于其外形成软包锂电池时，第一间隙30可以储存部分电解液，增加了软包锂电池的保液量，从而增加了软包锂电池的循环性能。

在此需要说明的是，上述卷芯10可以包括单个子卷芯也可以包括至少两个并联的设置的子卷芯，在此不作限定。

在一个实施例中，本体11包括正极极片、负极极片及隔膜，隔膜层叠设置于正极极片与负极极片之间，三者共同卷绕后形成本体11。

正极极片包括正极集流体及正极活性物质层，正极活性物质层层叠设置于正极集流体的表面上。更具体地，在正极集流体相背设置的两个表面上均层叠设置有正极活性物质层。可以理解地，在另一些实施例中，也可以在正极集流体的其中一个表面上设置有正极活性物质层，在此不作限定。

具体地，正极集流体的材料可以选自铝、钛、不锈钢、碳布或碳纸；正极活性物质层的材料可以选自钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料。

负极极片包括负极集流体及负极活性物质层，负极活性物质层层叠设置于负极集流体的表面上。更具体地，在负极集流体相背设置的两个表面上均层叠设置有负极活性物质层。可以理解地，在另一些实施例中，也可以在负极集流体的其中一个表面上设置有负极活性物质层，在此不作限定。

具体地，负极集流体材料可以选自铜、镍、不锈钢、碳布或碳纸；负极活性物质层的材料可以选自采用石墨、硅碳材料或钛酸锂。

参阅图1及图2，在一个实施例中，本体11为扁平状，本体11沿厚度方向上(参阅图1中的前后方向)具有相对设置的第一端面111与第二端面(图未示)，本体11还具有连接于第一端面111与第二端面之间的侧面112，支撑框 20设置于本体11外，且与本体11的至少部分侧面112之间具有第一间隙30。

具体地，本体11为长方体板状结构，支撑框20为对应于长方体板状结构设置的中空的长方体框架结构。更具体地，本体11沿长度方向(参阅图1及图 2中左右方向)的两端均为弧型。可以理解地，在另一些实施例中，本体11沿长度方向的两端也可以为直线型，在此不作限定。

参阅图2及图3，在一个实施例中，支撑框20在本体11的厚度方向上(参阅图2中上下方向)至少一端具有开口21，支撑框20的厚度小于本体11的厚度，卷芯10的本体11穿出开口21。如此，当将卷芯10装配于支撑框20内后，便于对卷芯10进行后续热冷压及夹具烘烤等工序，以保证卷芯10的平整性。

参阅图2及图4，具体地，在本体11的厚度方向上，支撑框20的上下两端均具有开口21，支撑框20的两端分别从相对应的开口21穿出。可以理解地，在另一些实施例中，在本体11的厚度方向上，支撑框20也可以不开设有开口 21，在此不作限定。

进一步，支撑框20的厚度比卷芯10的本体11的厚度薄1mm-3mm。可以想到的是，在其他一些实施例中，支撑框20与卷芯10的本体11的厚度差值不受限定。

继续参阅图1，在一个实施例中，支撑框20与本体11的所有侧面112之间均具有第一间隙30，如此，卷芯10的内应力可以通过侧面112的任何位置向外释放，且可以进一步增加软包锂电池的保液量。可以理解地，在另一些实施例中，也可以设置支撑框20与本体11的部分侧面112之间具有第一间隙30，在此不作限定。

具体地，第一间隙30各处的宽度相等，如第一间隙30各处的宽度均为 0.25mm-0.15mm。即为，当本体11为长方体板状结构时，支撑框20为中空的长方体框架结构时，支撑框20的长度(图1中支撑框20从左到右的尺寸)比本体11的长度(图1中本体11从左到右的尺寸)长0.5mm-3mm，支撑框20的宽度(图1中支撑框20从上到下的尺寸)比本体11的宽度(图1中本体11从上到下的尺寸)宽0.5mm-3mm。可以想到的是，在其他一些实施例中，也可以设置第一间隙30各处的宽度不等，在此亦不作限定。

继续参阅图1及图4，在一个实施例中，本体11还包括极耳12，分别为正极极耳与负极极耳，正极极耳焊接于正极集流体上，负极极耳焊接于负极集流体上。支撑框20上开设有供极耳12穿设的穿设孔22(参阅图3)，具体地，供正极极耳穿过的穿设孔22定义为第一穿设孔，供负极极耳穿过的穿设孔22定义为第二穿设孔。

在一个实施例中，正极极耳与第一穿设孔的内壁之间具有第二间隙，如此第一穿设孔可便于正极极耳的穿出，且避免了支撑框20对正极极耳的干涉。

更具体地，正极极耳的截面形状为长方形，第一穿设孔为与正极极耳的截面形状相匹配的长方形，沿长度方向，第一穿设孔较正极极耳长1mm-3mm，沿宽度方向，第一穿设孔较正极极耳宽0.5mm-3mm。

可以理解地，在其他一些实施例中，正极极耳与第一穿设孔的内壁之间也可以不具有第二间隙，如设置正极极耳的长度及宽度均与第一穿设孔的长度及宽度相等，在此不作限定。

负极极耳与第二穿设孔的内壁之间具有第二间隙，如此第二穿设孔可便于负极极耳的穿出，且避免了支撑框20对负极极耳的干涉。

具体地，负极极耳的截面形状为长方形，第二穿设孔为与负极极耳的截面形状相匹配的长方形，沿长度方向，第二穿设孔较正极极耳长1mm-3mm，沿宽度方向，第二穿设孔较负极极耳宽0.5mm-3mm。

可以理解地，在其他一些实施例中，负极极耳与第二穿设孔的内壁之间也可以不具有第二间隙，如设置负极极耳的长度及宽度均与第二穿设孔的长度及宽度相等，在此亦不作限定。

在一个实施例中，支撑框20由聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯系塑料及金属材料中任意一种制成，以增加支撑框20的支撑强度。

本实用新型另一实施例还提供一种软包锂电池，包括铝塑膜及上述的卷芯组件100，铝塑膜包裹于卷芯组件100外形成软包锂电池。

本实用新型实施例提供的软包锂电池，可以采用如下步骤制作：

搅拌正极浆料及负极浆料；

将搅拌形成的正极浆料涂布于正极集流体上以形成正极极片，将搅拌形成的负极浆料涂布于负极集流体上以形成负极极片；

将涂布形成的正极极片及负极极片辊压到合适的厚度；

将辊压到合适厚度的正极极片与负极极片切割为合适的大小；

将正极极耳焊接于正极极片上，将负极极耳焊接于负极极片上；

将隔膜夹持于正极极片与负极极片之间，并将三者进行卷绕形成卷芯10；

将支撑框20套接于卷芯10外形成卷芯组件100；

将制作好的卷芯组件100放置于铝塑膜内后再进行顶侧封、烘烤、注液、化成、二封及分容等工序，最后制作形成软包锂电池。

本实用新型实施例提供的卷芯组件100及软包锂电池，具有以下有益效果：

1、支撑框20支撑于铝塑膜与卷芯10的本体11之间，直接承受了铝塑膜传递于卷芯组件100的外部作用力，从而避免铝塑膜传递的外部作用力直接作用于卷芯10的本体11上，减少了卷芯10受外部作用力的变形，从而减少了整个软包锂电池受到外部作用力时的变形；

2、支撑框20与本体11的侧面112之间具有第一间隙30，则卷芯10的本体11的内应力具有释放空间，减少了卷芯10在受到内应力时的变形，从而减少了整个软包锂电池受到外部作用力时的变形；

3、由于第一间隙30的存在，当铝塑膜包覆于其外形成软包锂电池时，第一间隙30可以储存部分电解液，增加了软包锂电池的保液量；

4、由于卷芯10的本体11沿厚度方向的两端分别从支撑框20相对应的开口21穿出，则当将卷芯10装配于支撑框20内后，便于对卷芯10进行后续热冷压及夹具烘烤等工序，以保证卷芯10的平整性；

5、由于极耳12与穿设孔22的内壁之间具有第二间隙，则穿设孔22可以便于极耳12从支撑框20的穿出，且支撑框20不会对极耳12产生干涉。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种卷芯组件，用于软包锂电池，其特征在于，包括卷芯(10)及支撑框(20)，所述卷芯(10)包括本体(11)，所述支撑框(20)设置于所述本体(11)外，且所述支撑框(20)与所述本体(11)的至少部分表面之间具有第一间隙(30)。

2.根据权利要求1所述的卷芯组件，其特征在于，所述本体(11)为扁平状，所述本体(11)沿厚度方向上具有相对设置的第一端面(111)与第二端面，所述本体(11)还具有连接于所述第一端面(111)与所述第二端面之间的侧面(112)；所述支撑框(20)与所述本体(11)的至少部分所述侧面(112)之间具有所述第一间隙(30)。

3.根据权利要求2所述的卷芯组件，其特征在于，所述支撑框(20)与所述本体(11)的全部所述侧面(112)之间具有所述第一间隙(30)。

4.根据权利要求2所述的卷芯组件，其特征在于，所述支撑框(20)在所述本体(11)的厚度方向上至少一端具有开口(21)，所述支撑框(20)的厚度小于所述本体(11)的厚度，所述本体(11)穿出所述开口(21)。

5.根据权利要求4所述的卷芯组件，其特征在于，所述支撑框(20)在所述本体(11)的厚度方向上两端均具有所述开口(21)，所述本体(11)的两端分别从相对应的所述开口(21)穿出所述支撑框(20)。

6.根据权利要求2-5任一项所述的卷芯组件，其特征在于，所述本体(11)为长方体板状结构；所述支撑框(20)为对应于所述长方体板状结构设置的中空长方体框架结构。

7.根据权利要求6所述的卷芯组件，其特征在于，所述支撑框(20)与全部所述侧面(112)之间具有所述第一间隙(30)，且所述第一间隙(30)各处的宽度相等。

8.根据权利要求1所述的卷芯组件，其特征在于，所述支撑框(20)由聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯系塑料及金属材料中任意一种制成。

9.根据权利要求1所述的卷芯组件，其特征在于，所述卷芯(10)还包括与所述本体(11)连接的极耳(12)，所述支撑框(20)上开设有供所述极耳(12)穿过的穿设孔(22)。

10.根据权利要求9所述的卷芯组件，其特征在于，所述极耳(12)与所述穿设孔(22)的内壁之间具有第二间隙。

11.一种软包锂电池，其特征在于，包括铝塑膜及如权利要求1-10任一项所述的卷芯组件，所述铝塑膜包裹于所述卷芯组件外。

Images