CN211556028U - 锂离子电池芯包及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂离子电池制备领域，公开了一种锂离子电池芯包及锂离子电池。其中锂离子电池芯包，包括正极片、负极片以及间隔在相邻的正极片与负极片之间的隔膜，锂离子电池芯包上伸出有正极耳焊接部、负极耳焊接部，在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的一表面上分别焊接有正极耳、负极耳，在所述正极耳、负极耳与所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的焊印区的表面涂覆有胶液，所述胶液固化成与所述焊印区结合成一体的胶体，所述焊印区紧密包覆在所述胶体内。应用该技术方案有利于提高对极耳焊接部焊印区的保护，避免焊印区处的焊渣腐蚀焊印区，刺破高温胶，以及避免由于焊渣脱落、以及焊渣或毛刺刺穿内层铝塑膜等所造成的短路，进而提高锂离子电池的安全性以及稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池制备领域，公开了一种锂离子电池芯包及锂离子电池。
背景技术
伴随全球环保理念的推广，新能源电动车逐步进入大众市场，如何提高新能源车安全性能成为行业技术难题。叠片锂离子电池作为锂离子电池的主要制式，叠片主要是将正极片、负极片模切成规定尺寸的大小，随后将正极片、负极片、以及隔膜 “Z”形叠片成为锂电池芯包，然后在伸出在锂离子电池芯包外的、与正极片的集流体为一体的极耳焊接部（记位正极耳焊接部）上焊接正极耳，在伸出在锂离子电池芯包外的、与负极片的集流体为一体的极耳焊接部（记位正极耳焊接部）上焊接负极耳，然后进行入壳、封装、烘烤、注液、静置、化成、老化、分容等一系列工艺方法得到锂离子电池。正极片、负极片、隔膜、电解液密封在铝塑膜壳内，正极耳、负极耳与正极耳焊接部、负极耳焊接部相焊接的一端亦密封在铝塑膜壳体内，正极耳、负极耳的另一端从铝塑膜壳体伸出，以作为该锂离子电池的电极。
本发明人在进行本实用新型的研究过程中发现，在正极耳、负极耳的焊接后，在焊接后，虽然对焊印区有压平的动作，但是难免还是会留下一定的焊渣以及毛刺等，焊渣以及毛刺容易污染电解液以及刺穿锂离子电池的内层铝塑膜，带来危险。
参见图1所示，为了解决上述的技术问题，现有技术在极耳3焊接到极耳焊接部4后，进一步在极耳3的焊印区1上贴附高温胶带2，以图对焊印区1进行保护。然而本发明人在进行本实用新型的研究过程中发现，现有技术存在以下缺陷：厚度为50um左右的高温胶带2中的固体胶层仅约为25um左右，当胶带2与焊印区1发生位移时，焊印区1表面的毛刺以及焊渣容易刺穿高温胶带2而导致高温胶带2在实际应用中很难起到保护的作用。
发明内容
本实用新型实施例的目的之一在于提供一种锂离子电池芯包及锂离子电池，应用该技术方案有利于提高对极耳焊接部焊印区的保护，避免焊印区处的焊渣腐蚀焊印区，刺破高温胶，以及避免由于焊渣脱落、以及焊渣或毛刺刺穿内层铝塑膜等所造成的短路，进而提高锂离子电池的安全性以及稳定性。
第一方面，本实用新型实施例提供的一种锂离子电池芯包，包括由正极片、负极片以及间隔在任意相邻的所述正极片与负极片之间的隔膜组成的层叠体，
在所述层叠体上，分别与各所述正极片的集流体连接的伸出在所述层叠体外的各正极耳焊接部相层叠在一起，在层叠在一起的所述正极耳焊接部的一表面焊接有一正极耳，
分别与各所述负极片的集流体连接的伸出在所述层叠体外的各负极耳焊接部相层叠在一起，在层叠在一起的所述负极耳焊接部的一表面焊接有一负极耳，
在所述正极耳、负极耳在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部上的焊印区的表面分别涂覆有流体状的固化胶，所述流体状的固化胶完全覆盖所述焊印区，所述流体状的固化胶在所述焊印区的表面固化成与所述焊印区连接为一体的固化胶体，所述焊印区完全包覆在所述固化胶体内。
可选地，所述固化胶体的厚度大于或等于40um，小于或等于80um。
可选地，位于所述正极耳的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述正极耳、正极耳焊接部的宽度；和/或，
位于所述负极耳的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述负极耳、负极耳焊接部的宽度。
可选地，所述正极耳、负极耳分别超声波焊接在所述正极耳焊接部、层叠的负极耳焊接部的表面。
可选地，在层叠在一起的所述正极耳焊接部、和/或在层叠在一起的所述负极耳焊接部的另一表面还分别焊接有一宽度不超过所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的金属保护片，
在所述金属保护片分别在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的焊印区的表面还分别涂覆有流体状的固化胶，所述流体状的固化胶完全覆盖所述焊印区，所述流体状的固化胶在所述焊印区的表面固化成与所述焊印区连接为一体的固化胶体，所述焊印区完全包覆在所述固化胶体内。
可选地，所述固化胶体的厚度大于或等于40um，小于或等于80um。
可选地，位于所述金属保护片在所述正极耳焊接部表面的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述正极耳焊接部的宽度；和/或，
位于所述金属保护片在所述负极耳焊接部表面的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述负极耳焊接部的宽度。
可选地，各所述金属保护片9分别超声波焊接在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的表面。
第二方面，本实用新型实施例提供的一种锂离子电池，包括：
铝塑膜壳体，
上述之任一所述的锂离子电池芯包，锂离子电池芯包上的层叠体以及与所述层叠体连接的正极耳、负极耳与一端密封在所述铝塑膜壳体内，所述正极耳、负极耳与另一端从所述铝塑膜壳体内伸出在外；
电解液，密封在所述壳体内，浸润在所述锂离子电池芯包内。
由上可见，应用本实施例技术方案，采因为在本实施例的层叠在一起的正极耳焊接部、层叠在一起的负极耳焊接部的两表面的焊印区上分别涂覆有流体状的固化胶，流体状的固化胶可以自由在焊接连接位置的表面流动，将毛刺、焊渣均包覆在流体状的固化胶内，在流体状的固化胶固化后，固化胶体与焊印区的粗糙面以及毛刺紧密固化连接在一起，毛刺、焊渣被密封包覆在固化胶体内，无法逃逸，避免了焊渣脱落而污染电解液以及刺穿内层铝塑膜等问题，并且采用本实施例技术技术方案，正极耳、负极耳的焊接连接位置被密封在固化胶体下，不与电解液接触，避免了电解液腐蚀该焊印区而影响正极耳、负极耳的连接稳固性的技术问题。
并且，采用本实施例技术方案，涂覆在极耳焊接部两表面的快速固化胶的宽度无需超出极耳焊接部、极耳的宽度即可实现对焊印区的全面包覆保护达到全面包覆焊渣、毛刺的技术目的，故采用该技术方案有利于提高各锂离子电池芯包的外观一致性。
综上，应用该技术方案有利于提高对极耳焊接部焊印区的保护，避免焊印区处的焊渣腐蚀焊印区，刺破高温胶，以及避免由于焊渣脱落、以及焊渣或毛刺刺穿内层铝塑膜等所造成的短路，进而提高锂离子电池的安全性以及稳定性。
附图说明
图1为现有技术的极耳在极耳焊接部上的焊印位上的连接结构透视图；
图2为本实施例提供的一种锂离子电池芯包上的正极耳的焊接部位的结构示意图；
图3为本实施例提供的一种锂离子电池芯包上的负极耳的焊接部位的结构示意图；
图4为本实施例提供的一种锂离子电池芯包上的极耳的焊接部位上的金属保护片的焊接结构示意图。
附图标记：
1：焊印区； 2：高温胶带； 3：极耳； 4：极耳焊接部；
5：正极耳焊接部； 6：负极耳焊接部； 7：正极耳； 8：负极耳；
9：金属保护片； 11：焊印区一； 12：焊印区二；
13：固化胶体一； 14：固化胶体二。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。
实施例1：
本实施例提供的锂离子电池芯包主要包括层叠体，层叠体主要由正极片、负极片以及间隔在相邻的正极片与负极片之间的隔膜组成，其中隔膜可以为独立的隔膜层，也可以采用一长片状的隔膜Z字形间隔在各相邻的正极片、负极片之间，其中负极片的宽度略宽于正极片的宽度，隔膜等于或者略大于负极片的宽度。
参见图2所示，在每正极片的活性材料涂覆区外还预留有伸出在叠片体外的与正极片的集流体为一体的正极耳焊接部5（集流体裸露在外，用于焊接正极耳7），层叠后，各正极耳焊接部5层叠在一起形成一整体。
参见图3所示，在每负极片的活性材料涂覆区外还预留有伸出在叠片体外的与负极片的集流体为一体的负极耳焊接部6（集流体裸露在外，用于焊接负极耳8），层叠后，各负极耳焊接部6层叠在一起形成一整体。
在层叠体上，正极耳焊接部5、负极耳焊接部6可以分别从层叠体的不同端部伸出；也可以分别从层叠体的同一端部伸出，在该端部的正极耳焊接部5、负极耳焊接部6之间间隔一定的距离而保证正负极隔离。
在层叠在一起的正极耳焊接部5的一表面上焊接有一用于引出作为锂离子电池的正极的正极耳7，在层叠在一起的负极耳焊接部6的一表面上焊接有一用于引出作为锂离子电池的负极的负极耳8。
在正极耳7、负极耳8在正极耳焊接部5、负极耳焊接部6上的焊印区一11的表面分别涂覆有液态或者糊状等流体状的固化胶，流体状的固化胶由于其具有流动性，故流平在焊印区一11的表面，将焊印区一11表面的毛刺以及焊渣浸没在流体状的固化胶内，流体状的固化胶快速固化成与焊印区一11连接成一体的固化胶体一13，固化胶体一13将正极耳7、负极耳8的焊印区一11紧紧地包覆在内。
作为本实施例的示意，本实施例优选但不限于采用超声波焊接将正极耳7、负极耳8分别焊接在正极耳焊接部5、负极耳焊接部6的表面。
以下为了描述方便，将正极耳7、负极耳8在层叠在一起的正极耳焊接部5、在层叠在一起的负极耳焊接部6上的焊印区一11所在表面记为第一表面，将层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的另一与第一表面相背的表面记为第二表面。
为了避免极耳（下称的极耳包括正极耳、及负极耳）焊接导致极耳焊接部（下称的极耳焊接部包括正极耳焊接部、及负极耳焊接部）以及极片受到损坏，参见图4所示，在进行极耳焊接前，还进一步分别在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第二表面上分别预焊一金属保护片9。
金属保护片9在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第二表面的焊接区如图4中的焊印区二12所示，金属保护片9的宽度一般等于或略窄于极耳焊接部的宽度，金属保护片9的宽度尺寸基本与极耳的焊印区一11的尺寸相同。
作为本实施例的示意，优选采用与该金属保护片9所在的极耳焊接部材质相同的金属箔片制成，比如，在正极耳焊接部5上，采用与正极片集流体材料相同的金属片作为金属保护片9；在负极耳焊接部6上，采用与负极片集流体材料相同材质的金属片作为金属保护片9。
在进行保护片焊接时，优选采用较小功率的超声波焊接的工艺将各金属保护片9分别预先焊接在层叠在正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第二表面。这样，在进行正极耳7、负极耳8焊接时，在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第一表面，将正极耳7、负极耳8分别焊接在与各金属保护片9相对的位置，采用在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第二表面分别预焊金属保护片9的技术方案，有利于避免极耳焊接对极耳焊接部以及极片的损害。
参见图4所示，作为本实施例的示意，在金属保护片9在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第二表面的焊印区二12处，还同理分别涂覆有液态或者糊状等流体状的固化胶，流体状的固化胶由于其具有流动性，故流平在焊印区二12的表面，将焊印区二12表面的毛刺以及焊渣浸没在流体状的固化胶内，流体状的固化胶快速固化成与焊印区二12连接成一体的固化胶体二14，固化胶体二14将正极耳7、负极耳8的焊印区二12紧紧地包覆在内。
作为本实施例的示意，涂覆在层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的第一表面、第二表面上的焊印区一11、焊印区二12处的流体状固化胶仅全面覆盖其对应的焊印区一11、焊印区二12即可，固化胶体一13、固化胶体二14无需超出在极耳、极耳焊接部的宽度外，使锂离子电池芯包的外形尺寸更加规范，有利于提高锂离子电池芯包的结构一致性。
作为本实施例的示意，本实施例的采用的快速固化胶耐电解液腐蚀，耐高温，比如但不限于选用耐温范围在-40℃—350℃、具有良好的机械强度、具有高的电化学窗、耐电解液腐蚀的快速固化胶。其中比如可以采用以下的任一或者任意一种或者几种的复合作为固化胶：高温硅酮类、聚丙烯酸类、有机硅压敏类快速固化胶。
作为本实施例的示意，本实施例的流体状固化胶的液涂覆方法可以但不限于根据当前焊印区一11、焊印区二12的大小采用点胶后压平的方式，或者采用在焊接位涂胶的方式实现，使固化的胶体的表面呈平滑的平面状。涂胶量使涂胶后完全包覆焊印区一11、焊印区二12，涂胶厚度在40um-80um之间。
在进行正极耳7、负极耳8焊接以及分别在焊印区一11、焊印区二12上涂覆快速固化胶后，得到锂离子电池芯包，即可按现有技术进行锂离子电池的铝塑膜壳体封装，电解液注液，化成，得到锂离子电池，具体的铝塑膜封装、电解液注液、化成等工艺可以参见现有技术。
在锂离子电池中，叠片体密封在铝塑膜壳体内，电解液浸润在叠片体内，正极耳7、负极耳8与锂离子电池芯包连接的一端密封在铝塑膜壳体内，正极耳7、负极耳8的另一端从铝塑膜壳体内伸出在外，以作为对外电极。
本发明在进行本发明研究过程中发现，采用图1所示的现有技术在极耳焊接部与极耳的焊印区处粘贴高温胶带的技术方案，由于高温胶带2与焊印区1处的连接为面与面之间粘接连接，而焊印区1处即使经过压平处理，但是不可避免相对比较粗糙存在毛刺，且不免具有焊渣，这些都影响高温胶带2与焊印区1表面的粘接紧密度，导致粘连松动甚至脱落，其中的焊渣容易脱落导致电解液污染或者焊渣刺穿内层铝塑膜，导致短路；
特别是焊渣较多时，更易于降低高温胶带2与焊印区1之间的粘接度，使焊渣脱落污染电解液以及刺穿内层铝塑膜的风险进一步增加；
并且，采用现有技术的高温胶带2方案，在极耳受到外力时，高温胶带2容易相对于焊印区1移位，其中的焊渣以及毛刺容易刺穿胶带，导致高温胶带2的保护作用实际失效。
而采用本实施例技术方案，因为在本实施例的层叠在一起的正极耳焊接部5、层叠在一起的负极耳焊接部6的两表面的焊印区一11、焊印区二12上分别涂覆有流体状的固化胶，流体状的固化胶可以自由在焊接连接位置的表面流动，将毛刺、焊渣均包覆在流体状的固化胶内，在流体状的固化胶固化成固态后，固化胶体一13、固化胶体二14与焊印区一11、焊印区二12的粗糙面以及毛刺紧密固化连接在一起，毛刺、焊渣被密封包覆在固化胶体一13、固化胶体二14内，无法逃逸，避免了焊渣脱落而污染电解液以及刺穿内层铝塑膜等问题，并且采用本实施例技术技术方案，正极耳7、负极耳8的焊接连接位置被密封在固化胶体一13、固化胶体二14下，不与电解液接触，避免了电解液腐蚀该焊印区一11、焊印区二12而影响正极耳7、负极耳8的连接稳固性的技术问题。
并且，采用本实施例技术方案，涂覆在极耳焊接部两表面的快速固化胶的宽度无需超出极耳焊接部、极耳的宽度即可实现对焊印区一11、焊印区二12的全面包覆保护达到全面包覆焊渣、毛刺的技术目的，故采用该技术方案有利于提高各锂离子电池芯包的外观一致性。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池芯包，其特征是，包括由正极片、负极片以及间隔在任意相邻的所述正极片与负极片之间的隔膜组成的层叠体，
在所述层叠体上，分别与各所述正极片的集流体连接的伸出在所述层叠体外的各正极耳焊接部相层叠在一起，在层叠在一起的所述正极耳焊接部的一表面焊接有一正极耳，
分别与各所述负极片的集流体连接的伸出在所述层叠体外的各负极耳焊接部相层叠在一起，在层叠在一起的所述负极耳焊接部的一表面焊接有一负极耳，
在所述正极耳、负极耳在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部上的焊印区的表面分别涂覆有流体状的固化胶，所述流体状的固化胶完全覆盖所述焊印区，所述流体状的固化胶在所述焊印区的表面固化成与所述焊印区连接为一体的固化胶体，所述焊印区完全包覆在所述固化胶体内。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
所述固化胶体的厚度大于或等于40um，小于或等于80um。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
位于所述正极耳的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述正极耳、正极耳焊接部的宽度；和/或，
位于所述负极耳的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述负极耳、负极耳焊接部的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
所述正极耳、负极耳分别超声波焊接在所述正极耳焊接部、层叠的负极耳焊接部的表面。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
在层叠在一起的所述正极耳焊接部、和/或在层叠在一起的所述负极耳焊接部的另一表面还分别焊接有一宽度不超过所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的金属保护片，
在所述金属保护片分别在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的焊印区的表面还分别涂覆有流体状的固化胶，所述流体状的固化胶完全覆盖所述焊印区，所述流体状的固化胶在所述焊印区的表面固化成与所述焊印区连接为一体的固化胶体，所述焊印区完全包覆在所述固化胶体内。
6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
所述固化胶体的厚度大于或等于40um，小于或等于80um。
7.根据权利要求5所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
位于所述金属保护片在所述正极耳焊接部表面的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述正极耳焊接部的宽度；和/或，
位于所述金属保护片在所述负极耳焊接部表面的焊印区上的所述固化胶体的宽度窄于所述负极耳焊接部的宽度。
8.根据权利要求5所述的一种锂离子电池芯包，其特征是，
各所述保护片分别超声波焊接在所述正极耳焊接部、负极耳焊接部的表面。
9.一种锂离子电池，其特征是，包括：
铝塑膜壳体，
权利要求1至8之任一所述的锂离子电池芯包，锂离子电池芯包上的层叠体以及与所述层叠体连接的正极耳、负极耳与一端密封在所述铝塑膜壳体内，所述正极耳、负极耳与另一端从所述铝塑膜壳体内伸出在外；
电解液，密封在所述壳体内，浸润在所述锂离子电池芯包内。
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