CN211980810U - 一种袋式复合极片及叠片式锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，提供了一种袋式复合极片及叠片式锂离子电池，其中袋式复合极片包括第一隔膜；第二隔膜，盖设于第一隔膜上；第三隔膜，盖设于第二隔膜上；以及极片；第一隔膜和第二隔膜被分隔形成至少两个用于装载极片的第一隔膜袋，相邻的第一隔膜袋之间彼此相连，且相邻的第一隔膜袋的内腔彼此隔离；第二隔膜和第三隔膜被分隔形成至少两个第二隔膜袋，相邻的第二隔膜袋之间彼此相连，且相邻的第二隔膜袋的内腔彼此隔离；叠片式锂离子电池设有上述的袋式复合极片；本实用新型提供的袋式复合极片及叠片式锂离子电池加工工艺简单，而且在叠片的过程中装载在隔膜袋中的极片也不易发生错位，同时可以保持极片的齐整。

Description

一种袋式复合极片及叠片式锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，更具体地说，是涉及一种袋式复合极片及叠片式锂离子电池。

背景技术

传统电池在制备过程中，裸电芯的材料分别为正极片、负极片、隔膜和电解液，裸电芯采用“Z”形叠片技术时所采用的隔膜为单片，这样的裸电芯内部隔膜易收缩，造成正极和负极相互接触导致电池短路，正极片和负极片还容易发生错位，影响电池的使用性能。为了改善这一问题，目前行业内采用如下几种叠片方式，第一种将隔膜制成用于装载负极片的负极隔膜袋，然后一层负极隔膜袋，一层正极片依次堆叠；第二种方式是将隔膜制成用于装载正极片的正极隔膜袋，然后一层负极片、一层正极片和隔膜袋依次堆叠；第三种方式是对应正极片和负极片分别隔膜制袋，再将正极片和负极片相错堆叠形成裸电芯，以上方式都是通过对正极片、负极片进行制袋，需要将隔膜袋进行裁切，工艺复杂，且在叠片过程中难以保持极片齐整。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种袋式复合极片及叠片式锂离子电池，以解决现有技术中存在的袋式复合极片容易错位且加工工艺复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种袋式复合极片，包括：

第一隔膜；

第二隔膜，盖设于所述第一隔膜上；

第三隔膜，盖设于所述第二隔膜上；以及

极片；

所述第一隔膜和所述第二隔膜被分隔形成至少两个用于装载所述极片的第一隔膜袋，相邻的所述第一隔膜袋之间彼此相连，且相邻的所述第一隔膜袋的内腔彼此隔离；所述第二隔膜和所述第三隔膜被分隔形成至少两个用于装载所述极片的第二隔膜袋，相邻的所述第二隔膜袋之间彼此相连，且相邻的所述第二隔膜袋的内腔彼此隔离。

通过采用上述技术方案，首先，极片均装载于隔膜袋中，彼此依靠隔膜相互隔离，避免相互接触造成电路短路；其次，极片均装载于隔膜袋中，并且第一隔膜袋由第一隔膜和第二隔膜形成，第二隔膜袋由第二隔膜和第三隔膜形成，每种隔膜袋均由两层隔膜形成，即便在加工过程中隔膜发生收缩现象，装载在隔膜袋中的极片也不易发生错位，进而影响电池的使用性能；最后，相邻的第一隔膜袋隔绝但是彼此相连，同样地，相邻的第二隔膜袋分隔但是也彼此相连，即在加工过程中无需进行裁切，加工工艺简单，而且在叠片的过程中可以保持极片的齐整。

在一个实施例中，所述第一隔膜袋与所述第二隔膜袋一一对应叠加，相互叠加的所述第一隔膜袋和第二隔膜袋形成一隔膜袋组，于所述袋式复合极片的展开状态下，各所述隔膜袋组沿第一方向排列，相邻的所述隔膜袋组能够折叠。

通过采用上述技术方案，在进行叠片时，第一隔膜袋和第二隔膜袋上下正对，便于使得装载于第一隔膜袋和第二隔膜袋中的极片保持齐整，利于极片电连接电路，另外可以使得叠片后的袋式复合极片的形状规整，易于加工。

在一个实施例中，所述第一隔膜袋和第二隔膜袋沿与所述第一方向垂直的第二方向上具有开口端，所述极片的极耳露出于所述开口端。

通过采用上述技术方案，便于极片的极耳与电路的电连接。

在一个实施例中，所述袋式复合极片在所述第一方向上的两端形成第一隔离带，在相邻的隔膜袋组之间形成第二隔离带，相邻的第二隔离带彼此相连且于连接处形成折叠线。

通过采用上述技术方案，隔离带分隔所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述第三隔膜以形成第一隔膜袋和第二隔膜袋，其加工工艺简单；同时使得袋式复合极片可以依次沿着折叠线折叠形成叠片式结构，其加工工艺简单；同时，折叠时按照折叠线折叠易于确保极片堆叠齐整。

在一个实施例中，所述第一隔离带的宽度小于所述第二隔离带的宽度。

通过上述的技术方案，由于第一隔离带位于第一方向上的两端，而第二隔离带位于两个第一隔离带之间，两个隔离带的宽度之间的配合使得折叠后的袋式复合极片形状较规整；另外可以使得袋式复合极片沿着折叠线对折后，第二封印带的宽度可以适应极片的高度，避免第二封印带产生的应力较大，造成极片错位。

在一个实施例中，所述第一隔离带和/或第二隔离带由所述第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜分别热封延展形成或者胶粘形成。

具体地，所述第二隔离带包括第一封印带、第二封印带和第三封印带，所述第一封印带形成于所述第一隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第二封印带形成于所述第二隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第三封印带形成于所述第三隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第一封印带、第二封印带和第三封印带的末端连接以隔离相邻的所述隔膜袋组，并形成所述折叠线。

通过上述的技术方案，利于提高第一隔膜袋和第二隔膜袋的加工效率。

在一个实施例中，各所述第一隔膜袋的内腔尺寸大小交替排列，各所述第二隔膜袋的内腔尺寸大小交替排列，所述极片包括正极片和负极片，所述正极片小于所述负极片，所述正极片设置于第一隔膜袋和第二隔膜袋的小尺寸内腔中，所述负极片设置于第一隔膜袋和第二隔膜袋的大尺寸内腔中。

通过采用上述技术方案，负极片覆盖正极片，符合电芯技术要求，同时在上述第一隔膜袋和第二隔膜袋的尺寸限制下，负极片和正极片与隔膜袋配合良好，不易发生错位。

在一个实施例中，所述第二隔膜为PP/PE/PP三层体、PP双层体、PE双层体、PP+陶瓷涂覆结构体或者PE+陶瓷涂覆结构体；所述第一隔膜为PP单层体或者PE单层体；所述第三隔膜为PP单层体或者PE单层体；或者，所述第一隔膜为多个PP单层体和多个PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE复合单层体；所述第二隔膜为多个PP单层体和多个PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE 复合单层体。

通过采用上述技术方案，可以综合多种材料的特性，使得第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜的机械强度和安全性更好。

本实用新型的另一个目的在于提供一种叠片式锂离子电池，设有上述的袋式复合极片，所述袋式复合极片依次折叠形成叠片式结构。

通过采用上述技术方案，叠片式结构可以缩小因隔膜收缩而引起的极片接触电路而引起的电池短路；另外也可以避免极片的错位。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的袋式复合极片的第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜设置极片前的示意图；

图2是本实用新型实施例提供的袋式复合极片的示意图；

图3是本实用新型实施例提供的袋式复合极片叠片后的示意图。

图中各附图标记为：

1-第一隔膜；2-第二隔膜；3-第三隔膜；4-极片；41-正极片；42-负极片； 5-第一隔膜袋；6-第二隔膜袋；7-极耳；8-第一隔离带；9-第二隔离带；91-第一封印带；92-第二封印带；93-第三封印带；94-折叠线。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”和“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”和“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：

实施例一：

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种袋式复合极片，包括：第一隔膜1、第二隔膜2、第三隔膜3以及极片4；第一隔膜1垫于底部，第二隔膜2盖设于第一隔膜1上；第三隔膜3盖设于第二隔膜2上；极片4设于第一隔膜1和第二隔膜2之间，或者设于第二隔膜2和第三隔膜3之间；第一隔膜1和第二隔膜2被分隔形成至少两个用于装载极片4的第一隔膜袋5，相邻的第一隔膜袋5之间彼此相连，且相邻的第一隔膜袋5的内腔彼此隔离；第二隔膜2和第三隔膜3被分隔形成至少两个用于装载极片4的第二隔膜袋6，相邻的第二隔膜袋6之间彼此相连，且相邻的第二隔膜袋6的内腔彼此隔离。

本实施例提供的袋式复合极片4的加工原理如下：

将第二隔膜2覆盖于第一隔膜1上，然后将第三隔膜3覆盖于第二隔膜2 上，第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3层叠设置；将第一隔膜1、第二隔膜 2和第三隔膜3拉紧后，加强隔膜的应力(使得形成的隔膜袋机械强度高)。通过隔离胶或者热封工艺分隔隔膜，以下利用热封工艺为例进行说明：沿着隔膜的长度方向依次间隔设置热封位置，利用热封设备在该热封位置进行热封，该热封位置的第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3粘合成一体形成热封部分，即第一隔膜1、第二隔膜2和相邻的两个热封部分形成第一隔膜袋5，第二隔膜 2、第三隔膜3和相邻的两个热封部分形成第二隔膜袋6。

通过采用上述技术方案，首先，极片4均装载于隔膜袋中，彼此依靠隔膜相互隔离，避免相互接触造成电路短路；其次，极片4均装载于隔膜袋中，并且第一隔膜袋5由第一隔膜1和第二隔膜2形成，第二隔膜袋6由第二隔膜2 和第三隔膜3形成，每种隔膜袋均由两层隔膜形成，即便在加工过程中隔膜发生收缩现象，装载在隔膜袋中的极片4也不易发生错位，进而影响电池的使用性能；最后，相邻的第一隔膜袋5隔绝但是彼此相连，同样地，相邻的第二隔膜袋6分隔但是也彼此相连，即在加工过程中无需进行裁切，加工工艺简单，而且在叠片的过程中可以保持极片4的齐整。

进一步地，第一隔膜袋5与第二隔膜袋6一一对应叠加，相互叠加的第一隔膜袋5和第二隔膜袋6形成一隔膜袋组，于袋式复合极片的展开状态下，各隔膜袋组沿第一方向排列，相邻的隔膜袋组能够折叠。需要进一步解释的是，第一方向可以是第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3的长度方向。

通过采用上述技术方案，在进行叠片时，第一隔膜袋5和第二隔膜袋6上下对应，便于使得装载于第一隔膜袋5和第二隔膜袋6中的极片4保持齐整，利于极片4电连接电路，另外可以使得叠片后的袋式复合极片的形状规整，易于加工。

进一步地，第一隔膜袋5和第二隔膜袋6沿与第一方向垂直的第二方向上具有开口端，极片4的极耳7露出于开口端。

通过采用上述技术方案，便于极片4的极耳7与电路的电连接。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，还进行如下设置，袋式复合极片在第一方向上的两端形成第一隔离带8，在相邻的隔膜袋组之间形成第二隔离带9，相邻的第二隔离带9彼此相连且于连接处形成折叠线94。

通过采用上述技术方案，隔离带分隔第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3 以形成第一隔膜袋5和第二隔膜袋6，其加工工艺简单；同时使得袋式复合极片可以依次沿着折叠线94折叠形成叠片式结构，其加工工艺简单；同时，折叠时按照折叠线94折叠易于确保极片4堆叠齐整。

进一步地，第一隔离带8的宽度小于第二隔离带9的宽度。细化地，第一隔离带8的宽度可以为2至5mm，第二隔离带9的宽度可以为4至10mm。

通过上述的技术方案，由于第一隔离带8位于第一方向上的两端，而第二隔离带9位于两个第一隔离带8之间，两个隔离带的宽度之间的配合使得折叠后的袋式复合极片形状较规整；另外可以使得袋式复合极片沿着折叠线94对折后，第二隔离带9的宽度可以适应极片4的高度，避免第二隔离带9产生的应力较大，造成极片4错位。

进一步地，第一隔离带8和第二隔离带9由第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3分别热封延展形成或者胶粘形成；在其他实施例中，第一隔离带8或者第二隔离带9由第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3分别热封延展形成或者连接胶带形成。

具体地，第二隔离带9包括第一封印带91、第二封印带92和第三封印带 93，第一封印带91形成于第一隔膜1的用于设置隔膜袋组的位置的两端，第二封印带92形成于第二隔膜2的用于设置隔膜袋组的位置的两端，第三封印带93形成于第三隔膜3的用于设置隔膜袋组的位置的两端，第一封印带91、第二封印带92和第三封印带93的末端连接以隔离相邻的隔膜袋组，并形成折叠线 94。

通过上述的技术方案，利于提高第一隔膜袋5和第二隔膜袋6的加工效率。

在一个实施例中，各第一隔膜袋5的内腔尺寸大小交替排列，各第二隔膜袋6的内腔尺寸大小交替排列，极片4包括正极片41和负极片42，正极片41 小于负极片42，正极片41设置于第一隔膜袋5和第二隔膜袋6的小尺寸内腔中，负极片42设置于第一隔膜袋5和第二隔膜袋6的大尺寸内腔中。

通过采用上述技术方案，负极片42覆盖正极片41，符合电芯技术要求，同时在上述第一隔膜袋5和第二隔膜袋6的尺寸限制下，负极片42和正极片 41与隔膜袋配合良好，不易发生错位。

实施例三：

本实施例在实施例一或者实施例二的基础上，还进行如下设置，第二隔膜 2为PP/PE/PP三层体、PP双层体、PE双层体、PP+陶瓷涂覆结构体或者PE+ 陶瓷涂覆结构体；第一隔膜1为PP单层体或者PE单层体；第三隔膜3为PP 单层体或者PE单层体；或者，第一隔膜1为多个PP单层体和多个PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE复合单层体；第二隔膜2为多个PP单层体和多个 PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE复合单层体。

需要进一步解释的是，构成第一隔膜1的相邻的PP单层体和PE单层体分别对应相邻的两个第一隔膜袋5的位置，在两个第一隔膜袋5折叠后，PP单层体和PE单层体正对。因此，相邻的两个第一隔膜袋5之间的具有PP单层体和 PE单层体，即综合了两种材质的优点。可以理解的是，隔膜的主要作用是分隔极片4防止物理短路，隔膜的厚度，强度，热稳定性和高温关断性能是与电池安全密切相关的参数，可以在一定程度上保障电池的安全性；单层隔膜与三层复合隔膜在基本性能参数上没有区别或者区别较小，对电池的电化学性能也没有明显区别，除了材质的区别外，他们之间的区别就在闭孔温度和破膜温度上，因此，三层结构体的隔膜和双层结构体的隔膜的热安全性要比单层隔膜要好。

简而言之，通过采用上述技术方案，可以综合多种材料的特性，使得第一隔膜1、第二隔膜2和第三隔膜3的机械强度和安全性更好。

实施例四：本实用新型实施例提供一种叠片式锂离子电池，设有上述的袋式复合极片，袋式复合极片依次折叠形成叠片式结构。

通过采用上述技术方案，叠片式结构可以减小因隔膜收缩而引起的极片4 接触电路而引起的电池短路的概率；另外也可以避免极片4的错位。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种袋式复合极片，其特征在于，包括：

第一隔膜；

第二隔膜，盖设于所述第一隔膜上；

第三隔膜，盖设于所述第二隔膜上；以及

极片；

所述第一隔膜和所述第二隔膜被分隔形成至少两个用于装载所述极片的第一隔膜袋，相邻的所述第一隔膜袋之间彼此相连，且相邻的所述第一隔膜袋的内腔彼此隔离；所述第二隔膜和所述第三隔膜被分隔形成至少两个用于装载所述极片的第二隔膜袋，相邻的所述第二隔膜袋之间彼此相连，且相邻的所述第二隔膜袋的内腔彼此隔离。

2.如权利要求1所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第一隔膜袋与所述第二隔膜袋一一对应叠加，相互叠加的所述第一隔膜袋和第二隔膜袋形成一隔膜袋组，于所述袋式复合极片的展开状态下，各所述隔膜袋组沿第一方向排列，相邻的所述隔膜袋组能够折叠。

3.如权利要求2所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第一隔膜袋和第二隔膜袋沿与所述第一方向垂直的第二方向上具有开口端，所述极片的极耳露出于所述开口端。

4.如权利要求2所述的袋式复合极片，其特征在于，所述袋式复合极片在所述第一方向上的两端形成第一隔离带，在相邻的隔膜袋组之间形成第二隔离带，相邻的第二隔离带彼此相连且于连接处形成折叠线。

5.如权利要求4所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第一隔离带的宽度小于所述第二隔离带的宽度。

6.如权利要求4所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第一隔离带和/或第二隔离带由所述第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜分别热封延展形成或者胶粘形成。

7.如权利要求4所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第二隔离带包括第一封印带、第二封印带和第三封印带，所述第一封印带形成于所述第一隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第二封印带形成于所述第二隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第三封印带形成于所述第三隔膜的用于设置所述隔膜袋组的位置的两端，所述第一封印带、第二封印带和第三封印带的末端连接以隔离相邻的所述隔膜袋组，并形成所述折叠线。

8.如权利要求1至7任一项所述的袋式复合极片，其特征在于，各所述第一隔膜袋的内腔尺寸大小交替排列，各所述第二隔膜袋的内腔尺寸大小交替排列，所述极片包括正极片和负极片，所述正极片小于所述负极片，所述正极片设置于第一隔膜袋和第二隔膜袋的小尺寸内腔中，所述负极片设置于第一隔膜袋和第二隔膜袋的大尺寸内腔中。

9.如权利要求1至7任一项所述的袋式复合极片，其特征在于，所述第二隔膜为PP/PE/PP三层体、PP双层体、PE双层体、PP+陶瓷涂覆结构体或者PE+陶瓷涂覆结构体；所述第一隔膜为PP单层体或者PE单层体；所述第三隔膜为PP单层体或者PE单层体；或者，所述第一隔膜为多个PP单层体和多个PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE复合单层体；所述第二隔膜为多个PP单层体和多个PE单层体依次相邻拼接而成的PP-PE复合单层体。

10.一种叠片式锂离子电池，其特征在于，设有权利要求1至9任一项所述的袋式复合极片，所述袋式复合极片依次折叠形成叠片式结构。

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