CN214153122U - 不均匀涂胶隔膜以及具有该隔膜的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种不均匀涂胶隔膜以及具有该隔膜的电池，不均匀涂胶隔膜包括隔膜基体，以及涂覆于隔膜基体上的胶体层，胶体层包括基本区以及补偿区，补偿区设于隔膜基体的两端部，基本区设于两个补偿区之间且与补偿区相连，补偿区的厚度大于基本区的厚度。与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本申请中的隔膜的涂胶层采用两边厚中间薄的结构，工艺简单易操作，在不改变涂胶隔膜原始优点的前提下，能有效的与极片削薄区贴合，极大提升锂离子电池的安全性能，同时，卷绕过程中整体区域厚度一致性增强，卷芯变形风险减小。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体地，涉及一种不均匀涂胶隔膜以及具有该隔膜的电池。
背景技术
现有的涂胶隔膜通常在基膜的表面涂覆一层均匀的高分子聚合物，在热压条件下使得正极极片、隔膜、负极极片紧密贴实，提升了锂离子电池电化学性能，同时降低电池卷芯装配难度。
但是，锂离子电池在实际生产过程中，由于设备及工艺限制，正负极极片削薄区厚度远低于极片中间区域，致使正负极极片削薄区与隔膜未能完全贴合，存在一定的空隙，在锂离子电芯使用过程中会有一定的析锂风险。而且，由于极片未能与隔膜完全贴合固定，极片模切产生的端面毛刺在充放电过程中随极片体积变化位移极易刺穿隔膜形成短路，存在一定程度上锂离子电池安全风险。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种不均匀涂胶隔膜以及具有该隔膜的电池，解决现有技术中极片未能与隔膜完全贴合固定造成锂离子电池容易短路的问题。。
根据本实用新型提供的不均匀涂胶隔膜，包括隔膜基体，以及涂覆于隔膜基体上的胶体层，胶体层包括基本区以及补偿区，补偿区设于隔膜基体的两端部，基本区设于两个补偿区之间且与补偿区相连，补偿区的厚度大于基本区的厚度。
可选的，两个补偿区对称分布于隔膜基体的两端部。
可选的，补偿区的厚度沿着隔膜基体的中心线至侧边的方向上逐渐增大。
可选的，不均匀涂胶隔膜的胶体层对称设于隔膜基体的上下两个侧面。
本申请的另一方面还提供了一种电池，具有如上所述的不均匀涂胶隔膜，包括依次层叠设置的不均匀涂胶隔膜、正极极片、不均匀涂胶隔膜以及负极极片。
可选的，不均匀涂胶隔膜的补偿区对应地置于正极极片的削薄区，且胶体层与正极极片密封贴合。
可选的，不均匀涂胶隔膜的补偿区对应地置于负极极片的削薄区，且胶体层与负极极片密封贴合。
与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：本申请中的隔膜的涂胶层采用两边厚中间薄的结构，工艺简单易操作，在不改变涂胶隔膜原始优点的前提下，能有效的与极片削薄区贴合，极大提升锂离子电池的安全性能。同时，卷绕过程中整体区域厚度一致性增强，卷芯变形风险减小。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为现有技术的均匀涂胶的隔膜结构示意图；
图2为本实施例提供的不均匀涂胶的隔膜结构示意图；
图3为现有技术中均匀涂胶隔膜电池卷芯横截面示意图；
图4为本实施例提供的不均匀涂胶隔膜电池卷芯横截面示意图。
附图中的标记对应的名称说明：
1-基膜，2-均匀涂胶层，3-隔膜基体；4-胶体层；5-基本区；6-补偿区；6A-补偿区；7-负极极片；8-正极极片；9-均匀涂胶隔膜；10-不均匀涂胶隔膜；11-削薄区；11A-削薄区。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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。
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合实例对本实用新型的实质性特点和优势做进一步说明，但本实用新型并不局限于所列实施例。
请参阅图1，现有技术中的均匀涂胶隔膜，包括基膜1以及其表面的均匀涂胶层2。其中均匀涂胶层2通过喷涂在基膜1表面形成均匀涂胶层2，隔膜1每个区域涂胶量保持一致，使得涂胶隔膜各方向厚度保持不变。
该种电池在生产和使用的过程中存在较多问题：在基膜1的表面涂覆一层均匀的高分子聚合物，在热压条件下使得正极极片、隔膜、负极极片紧密贴实，是为了提升锂离子电池电化学性能，同时降低电池卷芯装配难度。但是，锂离子电池在实际生产过程中，由于设备及工艺限制，正负极极片削薄区厚度远低于极片中间区域，致使正负极极片削薄区与隔膜未能完全贴合，存在一定的空隙，在锂离子电芯使用过程中会有一定的析锂风险。而且，由于极片未能与隔膜完全贴合固定，极片模切产生的端面毛刺在充放电过程中随极片体积变化位移极易刺穿隔膜形成短路，存在一定程度上锂离子电池安全风险。
基于上述的技术问题，本实施例中提供的不均匀涂胶隔膜，包括隔膜基体3，以及涂覆于隔膜基体上的胶体层4，胶体层4包括基本区5以及补偿区6，补偿区6设于隔膜基体3的两端部，基本区5设于两个补偿区6之间，且基本区5的两端分别与两个补偿区6相连，且补偿区6的厚度大于基本区3的厚度。
具体的，高分子聚合物通过喷涂在隔膜基体3的表面形成胶体层4，涂覆过程中基隔膜基体3横向两侧近边处的补偿区6涂胶量高于中间基本区5的涂胶量，最后在隔膜基体3表面形成不均匀涂胶层，具体表现为涂胶隔膜两侧厚中间薄。
并且，两个补偿区6对称分布于隔膜基体3的两端部。补偿区6的厚度沿着隔膜基体3的中心线至侧边的方向上逐渐增大。这样的设置能够更好的使得极片与隔膜基体3进行贴合。
优选的，不均匀涂胶隔膜的胶体层3对称设于隔膜基体的上下两个侧面。在隔膜进行压膜过程中上下两个侧面分别与正极极片以及负极极片接和，因此两侧面均需要进行不均匀涂胶的处理。
按照锂离子电池生产工序，将隔膜与正负极片进行卷绕、热压得到电池卷芯。图3为现有技术中均匀涂胶隔膜电池卷芯横截面示意图，其中包括正极极片8、负极极片7以及均匀涂胶隔膜9。完成卷绕、热压工序后电池卷芯边缘均匀涂胶隔膜9与正极极片8、负极极片7并未充分接触，正负极片削薄区与涂胶隔膜间隙过大。
本实施例还提供的一种电池，如图4所示，具有如上所述的不均匀涂胶隔膜，它包括依次层叠设置的不均匀涂胶隔膜10、正极极片8、不均匀涂胶隔膜10以及负极极片7。
不均匀涂胶隔膜10的补偿区6对应地置于正极极片8的削薄区11，且胶体层4与正极极片8密封贴合。同样地，不均匀涂胶隔膜10的补偿区6A对应地置于负极极片7的削薄区11A，且胶体层4与负极极片7密封贴合。
正负极片两侧削薄区与不均匀隔膜两侧厚涂覆补偿区厚度刚好相互补偿，卷芯中隔膜-负极片-隔膜-正极片夹层厚度一致性保持较好。完成卷绕、热压工序后的电池卷芯中不均匀涂胶隔膜与正极极片、负极极片完全贴合，消除了极片削薄区与隔膜卷绕后间隙，卷芯平整度得以提高。
本实用新型的优点
(1)不均匀涂胶隔膜生产简单。在现有涂胶隔膜生产工艺上改变隔膜两侧涂覆量，使得涂胶隔膜厚度呈现中间薄两侧微厚的趋势；
(2)电芯卷绕、热压工序完成后，卷芯大面厚度一致性较好，有效改善卷芯易变形特点；
(3)电池工作过程中极片削薄区与隔膜紧密贴实，降低了充放电过程中负极片产生黑斑及析锂的风险。
(4)极片削薄区与隔膜紧密贴合使得极片模切产生的端面毛刺能被厚涂胶层固定，降低了充放电过程中极片膨胀收缩位移导致的毛刺穿透隔膜而造成的短路风险。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (7)
1.一种不均匀涂胶隔膜，其特征在于，包括隔膜基体，以及涂覆于所述隔膜基体上的胶体层，所述胶体层包括基本区以及补偿区，所述补偿区设于所述隔膜基体的两端部，所述基本区设于所述两个所述补偿区之间且与所述补偿区相连，所述补偿区的厚度大于所述基本区的厚度。
2.根据权利要求1所述的不均匀涂胶隔膜，其特征在于，两个所述补偿区对称分布于所述隔膜基体的两端部。
3.根据权利要求2所述的不均匀涂胶隔膜，其特征在于，所述补偿区的厚度沿着所述隔膜基体的中心线至侧边的方向上逐渐增大。
4.根据权利要求3所述的不均匀涂胶隔膜，其特征在于，所述不均匀涂胶隔膜的胶体层对称设于所述隔膜基体的上下两个侧面。
5.一种电池，其特征在于，具有如权利要求1-4中任一项所述的不均匀涂胶隔膜，包括依次层叠设置的所述不均匀涂胶隔膜、正极极片、所述不均匀涂胶隔膜以及负极极片。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述不均匀涂胶隔膜的补偿区对应地置于所述正极极片的削薄区，且所述胶体层与所述正极极片密封贴合。
7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述不均匀涂胶隔膜的补偿区对应地置于所述负极极片的削薄区，且所述胶体层与所述负极极片密封贴合。
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| WO2023240749A1 (zh) * | 2022-06-16 | 2023-12-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件、电池单体、电池和用电设备 |
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