CN213124540U - 一种抗形变堆叠式电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型所述的抗形变堆叠式电芯，包括由依次间隔堆叠的封装有封装电极片的隔膜袋、以及与封装电极片电极性相异的裸电极片组成的电芯本体；在至少一裸电极片两侧隔膜袋间突出于该裸电极片边缘处至少部分设有至少部分与隔膜袋连接的可塑支撑件，该可塑支撑件受热压后形变并向周围扩散以填充隔膜袋间突出于裸电极片边缘处，实现隔膜袋边缘填充紧实抗形变。本实用新型可塑支撑件发生形变进而填充隔膜袋超出电极片的间隙，同时起到连接隔膜袋以及支撑隔膜袋超出电极片的间隙的作用。这样在实际使用时，成型后的电芯本体置于外壳中，变形后的可塑支撑件可有效减缓塑膜形变对内部电芯的冲击，使得电芯得到有效的保护，不至于报废。

Description

一种抗形变堆叠式电芯

技术领域

本实用新型涉及电池电芯技术领域，更具体地，涉及一种抗形变堆叠式电芯。

背景技术

在锂离子电池领域，不管是软包、圆柱，还是纽扣电芯的生产，多采用卷绕或者叠加的方式。电芯又包括尺寸关系遵守依次增大规则的正极片、负极片、以及隔膜，三者组装、固定、焊极耳后放入铝塑膜壳或者钢壳中，经过后续加工形成锂离子电芯。

电芯生产遵守尺寸依次增大的正极片、负极片、以及隔膜规则，一方面是为了满足正、负极容量比的要求，另一方面是为了防止生产过程中极片跑偏、错位预留误差空间，满足隔膜完全包裹住正、负极，负极完全包裹住正极。但这样会产生一个问题，即裸电芯叠片体中隔膜超过电极片的部分，即电芯的头部、尾部或侧边会预留有较多的连接空隙处，填充不密实，当跌落或者挤压受力时电芯容易变形，影响电池外观，甚至是损伤极片，报废电池。

实用新型内容

本实用新型的首要目的在于针对上述缺陷和不足，提供一种正、负极、以及隔膜连接处填充紧实、便于成型的、提高电芯抗形变能力、防跌的电芯。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体技术方案为：

本实用新型所述的抗形变堆叠式电芯，包括由依次间隔堆叠的封装有封装电极片的隔膜袋、以及与封装电极片电极性相异的裸电极片组成的电芯本体；在至少一裸电极片两侧隔膜袋间突出于该裸电极片边缘处至少部分设有至少部分与隔膜袋连接的可塑支撑件，该可塑支撑件受热压后形变并向周围扩散以填充隔膜袋间突出于裸电极片边缘处，实现隔膜袋边缘填充紧实抗形变。

本实用新型中隔膜袋为预先通过压制边缘的袋体结构，内部装有电极片，然后封起边缘得到制袋。该电极片可以为正极片、也可以为负极片。优选的，装有正极片。

优选的，所述可塑支撑件包括至少两层可塑粘接层、以及设在可塑粘接层间的支撑层。

优选的，所述可塑粘接层由热熔胶组成，通过热熔胶受热熔化形变的方式有利于后续成型、简化成型工艺。

优选的，至少一层所述可塑粘接层由熟化热熔胶组成。

在实际制作电芯时，将常温粘接层与隔膜袋粘接，然后进行后续的叠片过程。

本专利采用的压制粘接形变层由三部分组成，热熔胶层(sis)、PET薄膜层、热熔胶层(sis)，其中一面的热熔胶层熟化，常温下具有粘性，粘在隔膜上，即常温粘接层。另一面热压时才具有粘性，会与相邻的另一隔膜上的此面热熔胶层粘接，即压制粘接形变层。中间的支撑层为PET薄膜层热压时不会融化和变形，起强度支撑作用，可以更好的抗形变。

优选的，所述可塑支撑件的内缘至少延伸至裸电极片的外缘，可塑支撑件的外缘至少延伸至隔膜袋的外缘，用于保证支撑强度的基础上减少耗材以实现成本的节约。

本实用新型中隔膜袋为常规的表面具有可渗透多孔结构的材质，电极片的表面同样具有可渗透多孔结构的料材。这些可渗透多孔结构用于成型后的电芯渗透电解液。

优选的，所述可塑支撑件沿隔膜袋周侧边缘形成框体结构。

优选的，所述框体结构包括框本体，所述框本体包括依次间隔设置的连接部、以及可塑体积超过相邻连接部的间隔部，所述间隔部与连接部受热压后同时塑性形变向周围扩散填充隔膜袋间突出裸电极片边缘处，大可塑体积的间隔部扩散空间超过连接部。

优选的，所述间隔部由隔膜袋间形成上下侧面平行于隔膜袋的结构，该上下侧面受压时与隔膜袋贴合良好受力均匀。

优选的，所述连接部由相邻间隔部间形成扁平条带。

优选的，所述裸电极片为负极片，所述封装电极片为正极片；所述负极片的外缘超过正极片的外缘。

优选的，所述可塑支撑件的厚度为0.01～1mm，用于熔化后形成合适的体积以填充隔膜袋边缘间隙。可塑粘接层过薄，熔化后不足以填充和支撑隔膜袋边缘空隙；可塑粘接层过后，熔化后影响成型且增加电芯体积。

本实用新型所述的抗形变堆叠式电芯的制作方法，包括以下步骤：

S1.叠置：将裸电极片、封装有封装电极片的隔膜袋、以及可塑支撑件叠置，使得可塑支撑件位于隔膜袋间突出于该裸电极片边缘处，得到基本电芯本体；

S2.压制成型：热压基本电芯本体边缘使其在外力作用下成型为电芯本体。

优选的，所述步骤S2采用间隔热压，用于方便后续注液留有注液通道。

优选的，所述步骤S1、S2之间还包括步骤S3装外壳：将电芯本体放置于外壳内，之后外壳与基本电芯本体整体热压成型为电芯本体。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

本实用新型采用可塑粘接层设置于隔膜袋间突出于该裸电极片边缘处，通过热压制施加的外力使得可塑支撑件发生形变进而填充隔膜袋超出电极片的间隙，同时起到连接隔膜袋的作用。可塑支撑件在发生形变后，外力停止施加，受冷后即保持住现有构造，可起到支撑隔膜袋超出电极片的间隙的作用。这样在实际使用时，成型后的电芯本体置于外壳中，如果外壳的材质较软，受外力易变形，在发生这种情况时，变形后的可塑支撑件可有效减缓外壳形变对内部电芯的冲击，使得电芯得到有效的保护，不至于报废。

本实用新型的电芯制作方法制作的电芯具有抗跌、抗冲击、抗变形的性能，相比于现有的电芯，具有更好的应对意外情况的能力，有效提高了电芯的结构强度和使用寿命。

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

图1为本实用新型优选实施方式中制袋前和制袋后隔膜结构示意图。

图2为本实用新型优选实施方式中电芯分解结构示意图。

图3为本实用新型优选实施方式中待压制的电芯结构示意图。

图4为本实用新型优选实施方式中可塑支撑件纵向剖面结构示意图。

图5为本实用新型优选实施方式中可塑支撑件结构示意图。

附图标记说明：

1电极片、11裸电极片、12封装电极片、2隔膜袋、3电芯本体、4可塑支撑件、41常温粘接层、42支撑层、43可塑粘接层、6框本体、61连接部、62间隔部。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型做进一步的解释及说明，应当理解下面的实施方式的目的是为了使本实用新型的技术方案更加清楚、易于理解，并不限制权利要求的保护范围。

实施例1

如图1～3所示，本实用新型所述的抗形变堆叠式电芯，预先通过压制袋体结构边缘制得隔膜袋2，该隔膜袋2内部装有电极片12。该电极片12可以为正极片、也可以为负极片。优选的，装有正极片。本实用新型中隔膜袋2为常规的表面具有可渗透多孔结构的材质，电极片1的表面同样具有可渗透多孔结构的料材。这些可渗透多孔结构用于成型后的电芯渗透电解液。

电芯包括电芯本体，所述电芯本体包括多片电极片1，电极片1包括裸电极片11与封装电极片12。多片裸电极片11、置于多片裸电极片11之间且内封有封装电极片12外缘超过裸电极片11的隔膜袋2，所述裸电极片11与隔膜袋2 边缘处通过可塑支撑件4连接，在压制成型过程中可塑支撑件4发生形变粘接并填充相邻隔膜袋2超出裸电极片11部分的间隙以实现填充紧实防形变的目的。所述裸电极片11为负极片，所述封装电极片12为正极片；所述负极片的外缘超过正极片的外缘。

在优选的实施方式中，所述可塑支撑件4的厚度为0.01～1mm，用于熔化后形成合适的体积以填充隔膜袋2边缘间隙。可塑粘接层过薄，熔化后不足以填充和支撑隔膜袋边缘间隙；可塑粘接层过厚，熔化后影响成型且增加电芯体积。

如图4所示，在优选的实施方式中，可塑支撑件4包括至少两层可塑粘接层 43、以及设在可塑粘接层43间的支撑层42，该支撑层42可提高支撑强度以实现抗形变的目的。可塑粘接层43由热熔胶组成，通过热熔胶受热熔化形变的方式有利于后续成型、简化成型工艺。至少一层可塑粘接层43由熟化热熔胶组成。该由熟化溶胶组成的可塑粘接层为常温粘接层41。

在实际制作电芯时，将常温粘接层41与隔膜袋2粘接，然后进行后续的叠片过程。在叠片过程中非熟化的可塑粘接层43相对，在外力作用下产生形变并粘连。

本实用新型采用的压制粘接形变层由三部分组成，熟化过的热熔胶层(sis)、 PET薄膜层、压制后才会形变和粘连的热熔胶层(sis)，其中一面的热熔胶层熟化，常温下具有粘性，粘在隔膜上，即常温粘接层41。另一面热压时才具有粘性，会与相邻的另一隔膜上的此面热熔胶层粘接，即压制粘接形变层43。中间的支撑层42为PET薄膜层热压时不会融化和变形，起强度支撑作用，可以更好的抗形变。

如图5所示，在优选的实施方式中，框体结构包括框本体6，框本体6包括依次间隔设置的连接部61、以及可塑体积超过相邻连接部61的间隔部62，间隔部62与连接部61受热压后同时塑性形变向周围扩散填充隔膜袋2间突出裸电极片11边缘处，大可塑体积的间隔部62扩散空间超过连接部61。为了更好的受力，间隔部62由隔膜袋2间形成上下侧面平行于隔膜袋2的结构，该上下侧面受压时与隔膜袋2贴合良好受力均匀。还可以，连接部61由相邻间隔部62间形成扁平条带。

在优选的实施方式中，所述可塑支撑件4的内缘延伸至裸电极片11的外缘，可塑支撑件4的外缘延伸至隔膜袋2的外缘，用于保证支撑强度的基础上减少耗材以实现成本的节约。

实施例2

如图2所示，本实用新型所述的抗形变堆叠式电芯的制作方法中，将正极片 11(或负极片12)放在两片隔膜袋2之间，通过压制隔膜袋2边沿，制成一个包有正极片11(或负极片12)的同形状的隔膜袋袋，隔膜袋袋的隔膜袋2部分会比正极片11(或负极片12)要稍大一点。在此基础上，制备一个由熟化热熔胶(常温粘接层41)、PET薄膜(支撑层42)、以及压制后才会发生形变与粘连作用的热熔胶层(可塑粘接层43)组成的边框4，边框4的内径与电极片11的长度相同，外径与隔膜袋2的长度相同，然后将热熔胶边框4常温下具有黏性的一面41粘贴到隔膜袋2两面外轮廓边沿，形成带热熔胶的极片袋。叠片完成后，将电芯本体热压，热熔胶面42受热熔化具有粘性，粘住相邻隔膜袋2边沿，直接固定电芯本体，并填充隔膜袋2层与层之间的边沿空隙。这样热冲击时能减少隔膜袋2热收缩。若叠片后直接热压，可以省去原本叠片后需要对整个叠片体外部贴胶纸固定的工步，使整个电芯更美观，也节约成本与时间。为了保证后续注液不受影响，热压的区域并不一定是将四周边框4热压密封死，可对四周边框4 采用间隔式热压，也可以只热压电芯本体头、尾处边框4，或左、右处边框4。此外，不一定要在叠片工步后热压，也可以在电芯后续生产的高温整型时与外壳，例如铝塑膜同时热压。高温整型热压时电芯本体外圈隔膜袋2上的热熔胶会粘到外壳内壁上，会更好的固定电芯本体。

本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种抗形变堆叠式电芯，其特征在于：包括由依次间隔堆叠的封装有封装电极片(12)的隔膜袋(2)、以及与封装电极片(12)电极性相异的裸电极片(11)组成的电芯本体(3)；

在至少一裸电极片(11)两侧隔膜袋(2)间突出于该裸电极片(11)边缘处至少部分设有至少部分与隔膜袋(2)连接的可塑支撑件(4)，该可塑支撑件(4)受热压后形变并向周围扩散以填充隔膜袋(2)间突出于裸电极片(11)边缘处，实现隔膜袋(2)边缘填充紧实抗形变。

2.根据权利要求1所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(4)包括至少两层可塑粘接层(43)、以及设在可塑粘接层(43)间的支撑层(42)。

3.根据权利要求2所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述可塑粘接层(43)由热熔胶组成，通过热熔胶受热熔化形变的方式有利于后续成型、简化成型工艺。

4.根据权利要求3所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：至少一层所述可塑粘接层(43)由熟化热熔胶组成。

5.根据权利要求2～4任一项所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(4)的内缘至少延伸至裸电极片(11)的外缘，可塑支撑件(4)的外缘至少延伸至隔膜袋(2)的外缘，用于保证支撑强度的基础上减少耗材以实现成本的节约。

6.根据权利要求1所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(4)沿隔膜袋(2)周侧边缘形成框体结构。

7.根据权利要求6所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述框体结构包括框本体(6)，所述框本体(6)包括依次间隔设置的连接部(61)、以及可塑体积超过相邻连接部(61)的间隔部(62)，所述间隔部(62)与连接部(61)受热压后同时塑性形变向周围扩散填充隔膜袋(2)间突出裸电极片(11)边缘处，大可塑体积的间隔部(62)扩散空间超过连接部(61)。

8.根据权利要求7所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述间隔部(62)由隔膜袋(2)间形成上下侧面平行于隔膜袋(2)的结构，该上下侧面受压时与隔膜袋(2)贴合受力均匀。

9.根据权利要求7所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述连接部(61)由相邻间隔部(62)间形成扁平条带。

10.根据权利要求1所述的抗形变堆叠式电芯，其特征在于：所述可塑支撑件(4)的厚度为0.01～1mm，用于形变后填充隔膜袋(2)边缘空隙。

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