CN213150853U - 电芯结构及软包电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯结构及软包电池，包括电芯体和包裹于所述电芯体外的封装膜，所述电芯体包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片交替层叠设置，所述隔膜上设有分别粘合固定所述正极极片和所述负极极片的多组黏胶位。本实用新型中电芯结构通过采用多组黏胶位分别将正极极片和负极极片与隔膜粘合固定，从而不需要在电芯体外部设置终止胶带进行固定，避免了终止胶带增加电芯体表面厚度，保障了电芯体厚度均匀，提高了电芯结构的外观质量；而且取消了终止胶带，避免了采用终止胶带固定造成终止胶带脱落后封入封装膜中，有利于保障电芯结构及软包电池的质量。

Description

电芯结构及软包电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电芯结构及软包电池。

背景技术

锂离子电池因其具有能量密度高、安全性能好等特点，因而备受关注。随着在3C类电子产品中应用越来越成熟，锂离子电池逐渐过渡到新能源汽车领域。随着用户对电动汽车的续航里程要求越来越高，对单体锂离子电池的容量要求也越来越大，对于电动汽车上的电池部分来说，每一块空间都非常宝贵。

现有的软包叠片电池在层叠后，由于正极极片、负极极片和隔膜是分散的物理叠放在一起，没有外力加以固定非常容易散乱错位，常规做法是在裸电芯侧面和顶部贴终止胶带，用以固定电芯。但终止胶带本身具有一定厚度，这就会增加电芯的局部厚度，特别在电芯串并联后这个厚度得到了累加，无形中浪费了空间，并且在终封后终止胶带会凸显出来，影响电池外观。而且，在终止胶带经过电解液浸泡后粘性降低，严重的在终封时甚至脱落，封装在侧封位里，造成电池报废。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种电芯结构，以解决现有技术中存在的软包叠片电池采用终止胶带固定正极极片、负极极片和隔膜，终止胶带易脱落，影响软包叠片电池质量的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电芯结构，包括电芯体和包裹于所述电芯体外的封装膜，所述电芯体包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片和所述负极极片交替叠置于所述隔膜的相邻两层之间，所述隔膜上设有分别粘合固定所述正极极片和所述负极极片的多组黏胶位。

通过采用多组黏胶位分别将正极极片和负极极片与隔膜粘合固定，从而不需要在电芯体外部设置终止胶带进行固定，避免了终止胶带增加电芯体表面厚度，保障了电芯体厚度均匀，提高了电芯结构的外观质量；而且取消了终止胶带，避免了采用终止胶带固定造成终止胶带脱落后封入封装膜中，有利于保障电芯结构的质量。

在一个实施例中，各组所述黏胶位包括呈阵列结构的多个所述黏胶位。

通过上述技术方案，能够保障正极极片和负极极片与隔膜粘贴稳定牢固。

在一个实施例中，所述隔膜为陶瓷隔膜。

通过上述技术方案，能够提高热稳定性能和隔膜强度，提升电芯结构的安全性能。

在一个实施例中，所述黏胶位由涂覆于所述隔膜上的凝胶点热压后形成。

通过上述技术方案，有利于增强隔膜与正极极片和负极极片粘接的稳定性。

在另一个实施例中，所述黏胶位由PVDF凝胶涂覆于所述正极极片和所述负极极片上形成。

通过上述技术方案，一方面有利于保障电芯结构的稳定，防止电解液浸泡导致正极极片或负极极片与隔膜分离；另一方面可以保障对电解液的浸润性。

在一个实施例中，所述正极极片包括正极集流体层和设于所述正极集流体层上的正极活性物质层，所述正极集流体层包括覆盖有所述正极活性物质层的正极涂覆区和分别位于所述正极涂覆区两侧的正极留白区。

通过上述技术方案，降低电芯的自放电，提高电芯的安全性能。

在一个实施例中，所述正极留白区与相邻的所述黏胶位粘合。

通过上述技术方案，能够避免黏胶位占用电芯结构厚度，同时避免黏胶位热压时造成正极集流体层掉粉。

可选地，正极留白区的宽度为0.2mm-4mm。

通过上述技术方案，可避免正极极片模切时正极活性物质层掉粉。

在一个实施例中，所述负极极片包括负极集流体层和设于所述负极集流体层上的负极活性物质层，所述负极集流体层包括覆盖有所述负极活性物质层的负极涂覆区和分别位于所述负极涂覆区两侧的负极留白区。

通过上述技术方案，降低电芯的自放电，提高电芯的安全性能。

在一个实施例中，所述负极留白区与相邻的所述黏胶位粘合。

通过上述技术方案，能够避免黏胶位占用电芯结构厚度，同时避免黏胶位热压复合时造成负极集流体层掉粉。

可选地，负极留白区的宽度为0.2mm-4mm。

通过上述技术方案，可避免负极极片模切时负极活性物质层掉粉。

在一个实施例中，所述正极极片上设有正极极耳，所述负极极片上设有负极极耳，所述电芯结构还包括连接各所述正极极耳的正极导电片和连接各所述负极极耳的负极导电片，所述正极导电片和所述负极导电片分别伸出所述封装膜。

通过上述技术方案，可实现电芯结构的充放电。

在一个实施例中，所述隔膜为呈Z型折叠的带状结构，所述正极极片和所述负极极片交替叠置于所述隔膜的相邻两层之间。

通过上述技术方案，方便黏胶位的设置。

本实用新型实施例还提供一种软包电池，包括上述任一实施例中的电芯结构。

通过上述技术方案，能够减小软包电池体积，提升软包电池质量。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电芯结构正面的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电芯结构侧面的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电芯结构中电芯体叠片的示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电芯体热压前侧面的结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的电芯体热压后侧面的结构示意图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为本实用新型实施例提供的电芯体正面的结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的隔膜的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的正极极片的结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的负极极片的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100-电芯体；

1-隔膜；10-间隙；11-黏胶位；110-凝胶点；

2-正极极片；21-正极集流体层；211-正极涂覆区；212-正极留白区；22-正极活性物质层；23-正极极耳；24-正极导电片；

3-负极极片；31-负极集流体层；311-负极涂覆区；312-负极留白区；32-负极活性物质层；33-负极极耳；34-负极导电片；

4-封装膜。

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。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的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。

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。

请参阅图1，现对本实用新型实施例提供的电芯结构进行说明。电芯结构包括，电芯体100和封装膜4，封装膜4包裹于电芯体100外。请一并参阅图3、图4及图5，电芯体100包括正极极片2、负极极片3和隔膜1，正极极片2和负极极片3交替层叠设置。隔膜1上设有多组黏胶位11，多组黏胶位11分别将正极极片2和负极极片3与隔膜1粘合固定，即，正极极片2的两面分别通过两组黏胶位11与隔膜1粘贴固定，负极极片3两面通过两组黏胶位11与隔膜1粘贴固定。

本实用新型实施例中，在叠片时将正极极片2和负极极片3分别与隔膜1上的黏胶位11对齐，在电芯体100叠片完成后，对电芯体100进行热压，即可通过黏胶位11将隔膜1与正极极片2和负极极片3粘贴固定，使得黏胶位11被压平，使得正极极片2和负极极片3与隔膜1粘接固定，避免正极极片2、负极极片3和隔膜1移动错位。这样就不需要在电芯体100外部设置终止胶带进行固定，避免了终止胶带增加电芯体100局部厚度，有利于减小多个电芯体100层叠时的厚度，减小电芯结构的体积；能够保障电芯体100厚度均匀，提高了电芯结构的外观质量；而且取消了终止胶带，能够避免采用终止胶带固定造成终止胶带脱落后封入封装膜4中，保障封装膜4将电芯体100密封，有利于保障电芯结构的质量。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图5、图7及图8，各组黏胶位11包括多个黏胶位11，各组黏胶位11中的多个黏胶位11呈阵列。可选地，各组黏胶位11中的多个黏胶位11呈矩形阵列。通过呈矩形阵列的多个黏胶位11连接正极极片2与隔膜1，使得正极极片2与隔膜1粘接位置呈矩形，有利于保障正极极片2与隔膜1粘接牢固稳定；通过呈矩形阵列的多个黏胶位11连接负极极片3与隔膜1，使得负极极片3与隔膜1粘接位置呈矩形，有利于保障负极极片3与隔膜1粘接牢固稳定。

在本实用新型的一个实施例中，隔膜1为陶瓷隔膜1，通过采用陶瓷隔膜1能够提高隔膜1热稳定性能和隔膜1强度，提高电芯结构的性能，提升电芯结构的安全性能。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图4、图5及图8，黏胶位11由涂覆于隔膜1上的凝胶点110热压后形成。通过热压，能够使得凝胶点110被压平，增大黏胶位11与隔膜1和正极极片2(或负极极片3)的接触面积，增强隔膜1与正极极片2和负极极片3之间的稳定性；同时，减小黏胶位11的厚度，减小电芯结构厚度，并保障电芯结构厚度均匀、表面平整。

在本实用新型的一个实施例中，凝胶点110由PVDF(polyvinylidene fluoride，聚偏二氟乙烯膜)凝胶形成，PVDF凝胶涂覆于隔膜1上形成凝胶点110，凝胶点110经过热压形成黏胶位11。通过采用PVDF凝胶形成黏胶位11，一方面有利于保障电芯结构的稳定，防止电解液浸泡导致正极极片2或负极极片3与隔膜1分离；另一方面可以保障对电解液的浸润性。同时，将黏胶位11涂覆在隔膜1上，便于黏胶位11的加工。在其它实施例中，黏胶位11也可采用PVA(polyvinyl alcohol，聚乙烯醇)、PTFE(Poly tetra fluoroethylene，聚四氟乙烯)、CMC(Sodium carboxymethyl cellulose，羧甲基纤维素钠)等。

在本实用新型的另一个实施例中，黏胶位11由PVDF凝胶形成，PVDF凝胶涂覆于正极极片2和负极极片3上。通过采用PVDF凝胶形成黏胶位11，一方面有利于保障电芯结构的稳定，防止电解液浸泡导致正极极片2或负极极片3与隔膜1分离；另一方面可以保障对电解液的浸润性。同时，将黏胶位11涂覆在正极极片2和负极极片3上，在叠片时，不需要控制黏胶位11与正极极片2和负极极片3对位，便于电芯结构的叠片。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图9，正极极片2包括正极集流体层21和正极活性物质层22，正极活性物质层22设于正极集流体层21上。正极集流体层21包括正极涂覆区211和两个正极留白区212，正极涂覆区211覆盖有正极活性物质层22，两个正极留白区212分别位于正极涂覆区211的两侧，正极留白区212裸露于正极活性物质层22的外侧。现有技术中的软包电池的极片中活性物质层完全覆盖极片的两面，极片侧边缘也是极粉涂覆区；在高能量密度的电芯中，极粉涂覆量大，粉料区厚，在模切时很容易造成活性物质层边缘的极粉脱落，脱落的极粉如未清理干净，会造成电芯自放电增大，严重的甚至造成短路，从而引起安全事故。本实用新型实施例中通过设置正极留白区212使得正极极片2的边缘无正极活性物质层22，在正极极片2模切时，可从正极留白区212进行模切，避免了对正极活性物质层22进行切割，从而避免正极极片2在模切过程中正极活性物质层22掉粉，降低电芯结构的自放电，提高电芯结构的安全性能。

可选地，请参阅图4、图5及图9，正极留白区212与相邻的隔膜1之间通过黏胶位11粘合，即，与正极极片2相连的黏胶位11位于正极留白区212。将凝胶点110设在正极留白区212，在叠片过程中，由于凝胶点110的厚度大于正极活性物质层22的厚度，热压之前凝胶点110支撑在正极极片2与隔膜1之间，使得正极活性物质层22与隔膜1之间存在间隙10；请一并参阅图6，在热压时，凝胶点110被压至与正极活性物质层22相等的厚度，形成沿正极留白区212延展的黏胶位11，并使得隔膜1与正极活性物质层22贴合在一起，间隙10消失，从而能够避免黏胶位11占用电芯结构的厚度。同时，由于正极集流体层21的侧边为留白区域，与现有技术中在正极集流体层21整面涂覆活性物质层相比，避免正极活性物质层22掉粉。可选地，各正极留白区212设有一列黏胶位11，各组黏胶位11包括两列黏胶位11，两列黏胶位11分别与两个正极留白区212对应。在热压时，正极极片2两边对称，能够保障电芯体100平整。而且，正极极片2的两侧均被粘贴固定，有利于提高正极极片2与隔膜1之间的稳定性。可选地，正极极片2的两面分别设有两组黏胶位11，这样能够将正极极片2的两面都与隔膜1固定，保障正极极片2的稳定。

可选地，正极留白区212的宽度为0.2mm-4mm，这样便于正极极片2的模切，避免正极活性物质层22在正极极片2模切时被切割而导致掉粉。优选地，正极留白区212的宽度为1.0mm-2.0mm，这样既能够保障黏胶位11的面积，保障正极极片2与隔膜1的粘接强度，同时能够保障正极活性物质层22的面积，保障电芯结构的能量密度。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图10，负极极片3包括负极集流体层31和负极活性物质层32，负极活性物质层32设于负极集流体层31上。负极集流体层31包括负极涂覆区311和两个负极留白区312，负极涂覆区311覆盖有负极活性物质层32，两个负极留白区312分别位于负极涂覆区311的两侧，负极留白区312裸露于负极活性物质层32的外侧。这样使得负极极片3的边缘无负极活性物质层32，在负极极片3模切时，可从负极留白区312进行模切，避免了对负极活性物质层32进行切割，从而避免负极极片3在模切过程中负极活性物质层32掉粉，降低电芯结构的自放电，提高电芯结构的安全性能。

可选地，请参阅图4、图5及图10，负极留白区312与相邻的隔膜1之间通过黏胶位11粘合，即，与负极极片3相连的黏胶位11位于负极留白区312。将凝胶点110设在负极留白区312，在叠片过程中，由于凝胶点110的厚度大于负极活性物质层32的厚度，热压之前凝胶点110支撑在负极极片3与隔膜1之间，使得负极活性物质层32与隔膜1之间存在间隙10；请一并参阅图6，在热压时，凝胶点110被压至与负极活性物质层32相等的厚度，形成沿负极留白区312延展的黏胶位11，并使得隔膜1与负极活性物质层32贴合在一起，间隙10消失，从而能够避免黏胶位11占用电芯结构的厚度。同时，由于负极集流体层31的侧边为留白区域，与现有技术中在负极集流体层31整面涂覆活性物质层相比，避免负极活性物质层32掉粉。可选地，各负极留白区312设有一列黏胶位11，各组黏胶位11包括两列黏胶位11，两列黏胶位11分别与两个负极留白区312对应。在热压时，负极极片3两边对称，能够保障电芯体100平整。而且，负极极片3的两侧均被粘贴固定，有利于提高负极极片3与隔膜1之间的稳定性。可选地，负极极片3的两面分别设有两组黏胶位11，这样能够将负极极片3的两面都与隔膜1固定，保障负极极片3的稳定。

可选地，负极留白区312的宽度为0.2mm-4mm，这样便于负极极片3的模切，避免负极活性物质层32在负极极片3模切时被切割而导致掉粉。优选地，负极留白区312的宽度为1.0mm-2.0mm，这样既能够保障黏胶位11的面积，保障负极极片3与隔膜1的粘接强度，同时能够保障负极活性物质层32的面积，保障电芯结构的能量密度。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图7，负极极片3的宽度大于正极极片2的宽度，隔膜1包裹于负极极片3外，这样在电芯结构充电时，能够促进锂离子由正极极片2向负极极片3移动，避免析锂，防止产生锂枝晶，提高电芯结构的质量和安全性能。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图1、图2及图7，正极极片2上设有正极极耳23，负极极片3上设有负极极耳33。电芯结构还包括正极导电片24和负极导电片34，正极导电片24与各正极极耳23相连，负极导电片34与各负极极耳33相连，正极导电片24伸出封装膜4，负极导电片34伸出封装膜4。通过采用正极导电片24连接正极极耳23，将电芯结构中所有正极极片2连接；采用负极导电片34连接负极极耳33，将电芯结构中所有负极极片3连接；通过正极导电片24和负极导电片34可与外部电路连接，实现电芯结构的充放电。

在一个实施例中，请参阅图1、图2及图7，正极极耳23和负极极耳33分别位于电芯体100相对的两侧，正极导电片24与正极极耳23的位置相对应，负极导电片34与负极极耳33的位置相对应。这样有利于电芯体100的封装，且有利于电芯结构的散热。

在另一个实施例中，正极极耳23和负极极耳33位于电芯体100的同一侧，正极导电片24与正极极耳23的位置相对应，负极导电片34与负极极耳33的位置相对应。这样有利于提高电芯体100的能量密度。

可选地，封装膜4为铝塑膜，在电芯体100制作完成后，可以通过铝塑膜实现电芯体100的封装，采用铝塑膜一方面便于封装，另一方面能够贴合在电芯体100表面，保障电芯结构的外观质量。

在本实用新型的一个实施例中，请参阅图3及图8，电芯结构为隔膜1呈Z型折叠的叠片结构。即，隔膜1为带状结构，隔膜1呈Z型折叠，正极极片2和负极极片3交替叠置在隔膜1的相邻两层之间。通过带状的隔膜1，可将各组黏胶位11连续设置在隔膜1上，方便将黏胶位11设于隔膜1上。

本实用新型实施例中还提供一种软包电池，软包电池包括上述任一实施例中的电芯结构。通过上述电芯结构，有利于减小软包电池的厚度，减小软包电池体积，提升软包电池的外观质量，避免由于电芯结构厚度差异造成软包电池外观或厚度异常；同时，避免采用终止胶带时终止胶带脱落后封入封装膜4中，有利于保障软包电池的质量。

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

Claims (10)

1.电芯结构，包括电芯体和包裹于所述电芯体外的封装膜，所述电芯体包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片交替层叠设置，其特征在于：所述隔膜上设有分别粘合固定所述正极极片和所述负极极片的多组黏胶位。

2.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述隔膜为陶瓷隔膜，所述黏胶位由涂覆于所述隔膜上的凝胶点热压后形成。

3.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：各组所述黏胶位包括呈阵列结构的多个所述黏胶位。

4.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述正极极片包括正极集流体层和设于所述正极集流体层上的正极活性物质层，所述正极集流体层包括覆盖有所述正极活性物质层的正极涂覆区和分别位于所述正极涂覆区两侧的正极留白区。

5.如权利要求4所述的电芯结构，其特征在于：所述正极留白区与相邻的隔膜之间通过所述黏胶位粘合；和/或，所述正极留白区的宽度为0.2mm-4mm。

6.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述负极极片包括负极集流体层和设于所述负极集流体层上的负极活性物质层，所述负极集流体层包括覆盖有所述负极活性物质层的负极涂覆区和分别位于所述负极涂覆区两侧的负极留白区。

7.如权利要求6所述的电芯结构，其特征在于：所述负极留白区与相邻的隔膜之间通过所述黏胶位粘合；和/或，所述负极留白区的宽度0.2mm-4mm。

8.如权利要求1至7任一项所述的电芯结构，其特征在于：所述正极极片上设有正极极耳，所述负极极片上设有负极极耳，所述电芯结构还包括连接各所述正极极耳的正极导电片和连接各所述负极极耳的负极导电片，所述正极导电片和所述负极导电片分别伸出所述封装膜。

9.如权利要求1至7任一项所述的电芯结构，其特征在于：所述电芯结构为隔膜呈Z型折叠的叠片结构。

10.软包电池，其特征在于：包括如权利要求1-9任一项所述的电芯结构。

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