CN216213628U - 一种薄电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种薄电池，包括相对设置的两片封装层，其中一片所述封装层的与另一片所述封装层相对一侧的表面上铺设有正极集电极层，所述正极集电极层的表面上再设置至少一个正极片；另一片所述封装层的与所述其中一片封装层相对一侧的表面上铺设有负极集电极层，所述负极集电极层的表面上再设置至少一个负极片，一电池隔膜分隔所述正极集电极层与所述负极集电极层而设且沿两片所述封装层的横向呈波浪形设置，所述正极片和所述负极片在所述封装层的横向上沿所述电池隔膜左右交替设置。本实用新型通过增大单位体积电池中正极与电池隔膜之间和负极与电池隔膜之间的接触界面，能够达到提高薄电池性能的目的。

Description

一种薄电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其是一种薄电池。

背景技术

传统的薄电池通常采用堆叠型结构，由第一基材层/第一集流体/正极/隔膜/负极/第二基材层依次堆叠而成，所述负极可以直接选用锌箔，也可以选用“含锌负极浆料层/第二集电极”的堆叠结构，薄电池还包括正极极耳和负极极耳，所述正、负极极耳通常呈条状，所述正极极耳的一端与所述正极集电极固定连接、另一端延伸至所述第一基材层的外侧并用于与用电器具的正极电连接，所述负极极耳的一端与所述锌箔或第二集电极固定连接、另一端延伸至所述第二基材层的外侧并用于与用电器具的负极电连接。

现有的薄电池的正极和负极均为平板结构，且所述正极的面向隔膜一面和所述负极的面向隔膜的一面均是平面，所述隔膜平铺夹设于所述正极与所述负极之间起到隔离正、负极避免短路的作用。所述电池内的所述正极、隔膜和负极之间均充斥着电解液，电解液是电化学反应时离子传输的载体，隔膜通常具有良好的吸电解液的能力，因此，隔膜的存在也使得电化学反应时其能够保持必要的电解液，从而在正负极之间形成离子传输的通道。

目前，提升电池性能的手段大多集中在对正极、负极、电解液的配方和制作工艺的优化上。但这些优化手段对电池性能的提升有限。而随着电子产品行业的迅速发展，对电池性能的要求提出了越来越高的要求，特别是薄电池由于其体积较小、放电电流较小，不适用于较大电流的用电器具，因此，其电池性能（例如放电电流）的提升尤为重要。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种薄电池，其通过增大单位体积电池中正极与电池隔膜之间和负极与电池隔膜之间的接触界面，达到提高电池性能的目的。

一种薄电池，包括相对设置的两片封装层，其中一片所述封装层的与另一片所述封装层相对一侧的表面上铺设有正极集电极层，所述正极集电极层的表面上再设置至少一个正极片；另一片所述封装层的与所述其中一片封装层相对一侧的表面上铺设有负极集电极层，所述负极集电极层的表面上再设置至少一个负极片，一电池隔膜分隔所述正极集电极层与所述负极集电极层而设且沿两片所述封装层的横向呈波浪形设置，所述正极片和所述负极片在两片所述封装层的横向上沿所述电池隔膜左右交替设置。

本实用新型的所述电池隔膜位于所述正极集电极层与所述负极集电极层之间且沿两片所述封装层的横向呈波浪形设置，所述正极片和所述负极片再在两片所述封装层的横向上沿所述电池隔膜左右交替设置，使得所述正极片与所述负极片彼此错位设置，且所述正极片与所述负极片之间左右分布，加上，所述电池隔膜沿两片所述封装层的横向呈波浪形设置，所述正极片和所述负极片在所述封装层的横向上沿所述电池隔膜左右交替设置，增大了单位体积电池中正极片与电池隔膜之间和负极片与电池隔膜之间的接触界面，提高了电池负载能力和电池放电性能，使得电池性能得以提升。

优选的，所述正极片或所述负极片的数量≥两个，增大正极片与负极片之间的有效反应面积。

优选的，所述电池隔膜交替与所述正极集电极层和所述负极集电极层相抵触，所述正极片充满所述电池隔膜与所述正极集电极层之间的空间，所述负极片充满所述电池隔膜与所述负极集电极层之间的空间。此时，所述正极片与所述负极片之间的有效反应面积最大。

优选的，所述电池隔膜呈三角波浪形或正玄波浪形或方波浪形等均可。

所述薄电池还包括正极极耳，所述正极极耳的一端与所述正极集电极层固定连接，所述正极极耳的另一端伸出所述其中一片封装层外。优选的，所述正极极耳为一金属片，所述正极极耳与湿的所述正极集电极层之间面对面直接接触进行粘贴固定。本实用新型采用金属片的正极极耳，所述正极极耳能够承受更大的拉拔力，同时，所述正极极耳与外电路的连接方式也更多（例如导电胶、铆接、焊接等均可）；并且，所述正极极耳与湿的所述正极集电极层之间面对面直接接触，待所述正极集电极层变干之后，所述正极极耳与所述正极集电极层就会自然粘贴固定在一起，所述正极极耳与所述正极集电极层之间保持紧密贴合，接触阻抗小，提高电池性能；同时也不存在铆接所带来的连接点周围组织发生塑性变化而变硬的问题，避免正极极耳连接位置处发生弯折断裂，并且，正极集电极层无需向外延伸形成一条状结构作为极耳，正极集电极层的印刷更简单、且省料。进一步的，所述其中一片封装层与所述另一片封装层之间通过胶合层粘接封边实现封口。更优选的，所述正极集电极层和所述正极极耳夹设在所述胶合层与所述其中一片封装层之间，所述正极极耳不容易被撕下来。

同样的，所述薄电池还包括负极极耳，所述负极极耳的一端与所述负极集电极层固定连接，所述负极极耳的另一端伸出所述另一片封装层外。优选的，所述负极极耳为一金属片，所述负极极耳与湿的所述负极集电极层之间面对面直接接触进行粘贴固定。本实用新型采用金属片的负极极耳，所述负极极耳能够承受更大的拉拔力，同时，所述负极极耳与外电路的连接方式也更多；并且，所述负极极耳与湿的所述负极集电极层之间面对面直接接触，待所述负极集电极层变干之后，所述负极极耳与所述负极集电极层就会自然粘贴固定在一起，使得所述负极极耳与所述负极集电极层之间保持紧密贴合，接触阻抗小，提高电池性能；同时也避免铆接所带来的负极极耳连接位置处发生弯折断裂的问题，并且，集电极层的印刷也更简单、且省料。更优选的，所述负极集电极层和所述负极极耳夹设在所述胶合层与所述另一片封装层之间，所述负极极耳不容易被撕下来。

附图说明

图1为对比例1的薄电池的纵向剖视结构示意图；

图2为实施例1的薄电池的纵向剖视结构示意图；

图3为实施例2的薄电池的纵向剖视结构示意图。

具体实施方式

结合附图具体说明本实用新型的较佳实施方式：

实施例1

如图2所示，一种薄电池，包括相对设置的两片封装层（10、20），其中一片所述封装层10的与另一片所述封装层20相对一侧的表面上铺设有正极集电极层30，所述正极集电极层30的表面上再设置三个正极片40；另一片所述封装层20的与所述其中一片封装层10相对一侧的表面上铺设有负极集电极层50，所述负极集电极层50的表面上再设置三个负极片60，一电池隔膜70分隔所述正极集电极层30与所述负极集电极层50而设且沿两片所述封装层（10、20）的横向呈波浪形设置，所述正极片40和所述负极片60再在两片所述封装层（10、20）的横向上沿所述电池隔膜70左右交替设置；

其中，所述电池隔膜70交替与所述正极集电极层30和所述负极集电极层50相抵触，所述正极片充满所述电池隔膜70与所述正极集电极层30之间的空间，所述负极片充满所述电池隔膜70与所述正极集电极层30之间的空间；

所述电池隔膜70呈正玄波浪形。

采用如下的薄电池的制作工艺来制作实施例1的薄电池，其包括以下步骤：（1）准备两片封装层（10、20），并在其中一片所述封装层10 的任一侧表面上印刷一层正极集电极层30，在另一片所述封装层20的任一侧表面上印刷一层负极集电极层50，并对所述正极集电极层30和所述负极集电极层50进行烘干；（2）再采用准备好的正极浆料在所述正极集电极层30表面丝网印刷至少一条第一条状结构（横截面呈方形），所述第一条状结构为正极片40，并通过控制所述正极浆料的粘稠度，以及在印刷后进行静置，在静置过程中所述正极片40的上边沿向两侧塌陷，从而使所述正极片40的横截面由方形变为类圆弧弧形；；（3）同时，采用准备好的负极浆料在所述负极集电极层50表面丝网印刷至少一条第二条状结构（横截面呈方形），所述第二条状结构为负极片60，所述负极片60与所述正极片40彼此错位设置；并通过控制所述正极浆料的粘稠度，以及在印刷后进行静置的时间，使所述负极片60的上边沿向两侧塌陷，从而使所述负极片60的横截面由方形变为弧形；（4）接着，在所述正极片40的上方铺设一电池隔膜70，所述电池隔膜70分隔所述正极集电极层30与所述负极集电极层50而设，并将所述另一片封装层20盖设在所述正极片40上方，并保持所述电池隔膜70沿两片所述封装层（10、20）的横向呈波浪形设置，所述正极片40和所述负极片60在两片所述封装层（10、20）的横向上沿所述电池隔膜70左右交替设置；（5）最后，对所述两片封装层（10、20）进行周向封口。

实施例1的薄电池的负载能力、放电性能数据如下表1所示。

表1

编号	开压/V	1KΩ负载电压/V	短路电流/mA
				1	1.642	1.583	51.0
2	1.644	1.581	48.2
				3	1.645	1.586	49.4
4	1.644	1.853	52.3
				5	1.645	1.582	51.9

实施例2

实施例2的薄电池，与实施例1的薄电池的不同之处在于：如图3所示，所述电池隔膜70均呈方波浪形。

在制作实施例2的薄电池时，通过控制所述正极浆料的粘稠度，以及在印刷后进行静置的时间，使所述正极片40和负极片60的横截面均呈方形。

实施例2的薄电池的负载能力、放电性能数据如下表2所示。

表2

编号	开压/V	1KΩ负载电压/V	短路电流/mA
				1	1.645	1.581	45.2
2	1.644	1.583	47.8
				3	1.646	1.581	44.9
4	1.645	1.584	45.2
				5	1.646	1.583	44.1

对比例1

对比例1采用现有的层叠式的薄电池结构。对比例1的薄电池与实施例1的薄电池的不同之处在于：如图1所示，所述正极片40与所述负极片60之间叠加设置，且所述正极片40的面向所述电池隔膜70一面和所述负极片60的面向所述电池隔膜70的一面均为平面。

对比例1的薄电池的负载能力、放电性能数据如下表3所述。

表3

编号	开压/V	1KΩ负载电压/V	短路电流/mA
				1	1.646	1.578	39.3
2	1.644	1.573	42.0
				3	1.644	1.579	38.4
4	1.643	1.574	39.5
				5	1.645	1.578	40.9

当然，本实用新型的所述电池隔膜70的波浪形可以但不限于上述的正玄波浪形或方波浪形，其可以为三角波浪形、梯形波浪形等均可。本实用新型的所述正极片40和所述负极片60的数量并不限于附图中的三个，其也可以是一个或两个或多于三个等。

实施例1和实施例2的薄电池可做如下改进：

（1）如图2和图3所示，所述薄电池还包括正极极耳80，所述正极极耳80的一端与所述正极集电极层30固定连接，所述正极极耳80的另一端伸出所述其中一片封装层10外。优选的，如图2和图3所示，所述正极极耳80为一金属片，所述正极极耳80与湿的所述正极集电极层30面对面直接接触进行粘贴固定。本申请人通过用手抓紧所述正极极耳80的外端并向外水平拉拔所述正极极耳80的方式对所述正极极耳80的连接牢固性进行了测试，结果发现：既便所述正极极耳80外端被拉断裂，所述正极极耳（具体为：与所述正极集电极层30粘接在一起的一段所述正极极耳81）却依然牢固的连接在所述正极集电极层30上。当然，本实用新型的正极极耳80也可以通过导电胶或铆接的方式固定连接在所述正极集电极层30上。进一步的，如图2和图3所示，所述其中一片封装层10与所述另一片封装层20之间通过胶合层100粘接封边实现封口。更优选的，如图2和图3所示，所述正极集电极层30和所述正极极耳80夹设在所述胶合层100与所述其中一片封装层10之间，所述正极极耳80不容易被撕下来。

（2）同样的，如图2和图3所示，所述薄电池还包括负极极耳90，所述负极极耳90的一端与所述负极集电极层50固定连接，所述负极极耳90的另一端伸出所述另一片封装层20外。优选的，如图2和图3所示，所述负极极耳90为一金属片，所述负极极耳90与湿的所述负极集电极层50之间面对面直接接触进行粘贴固定。本申请人通过用手抓紧所述负极极耳90的外端并向外水平拉拔所述负极极耳90的方式对所述负极极耳90的连接牢固性进行了测试，结果发现：既便所述负极极耳90外端被拉断裂，所述负极极耳（具体为：与所述负极集电极层50粘接在一起的一段所述负极极耳91）却依然牢固的连接在所述负极集电极层50上。当然，本实用新型的负极极耳90也可以通过导电胶或铆接的方式固定连接在所述负极集电极层50上。更优选的，如图2和图3所示，所述负极集电极层50和所述负极极耳90夹设在所述胶合层100与所述另一片封装层20之间，所述负极极耳90不容易被撕下来。

（3）在具体实施过程中，所述两片封装层（10、20）均采用PET薄膜或PVC薄膜或PE薄膜或复合薄膜等。所述正极集电极层30和所述负极集电极层50均采用碳浆层或银浆层或含碳混合浆料层等。所述正极极耳80和所述负极极耳90均采用铝箔或镍箔或铜箔。所述电池隔膜70采用浆层纸或多孔聚合物薄膜等。

Claims (6)

1.一种薄电池，包括相对设置的两片封装层，其中一片所述封装层的与另一片所述封装层相对一侧的表面上铺设有正极集电极层，所述正极集电极层的表面上再设置至少一个正极片；另一片所述封装层的与所述其中一片封装层相对一侧的表面上铺设有负极集电极层，所述负极集电极层的表面上再设置至少一个负极片，其特征在于：一电池隔膜分隔所述正极集电极层与所述负极集电极层而设且沿两片所述封装层的横向呈波浪形设置，所述正极片和所述负极片在所述封装层的横向上沿所述电池隔膜左右交替设置。

2.根据权利要求1所述的一种薄电池，其特征在于：所述正极片或所述负极片的数量≥两个。

3.根据权利要求1所述的一种薄电池，其特征在于：所述电池隔膜交替与所述正极集电极层和所述负极集电极层相抵触，所述正极片充满所述电池隔膜与所述正极集电极层之间的空间，所述负极片充满所述电池隔膜与所述负极集电极层之间的空间。

4.根据权利要求1所述的一种薄电池，其特征在于：所述电池隔膜呈三角波浪形或正玄波浪形或方波浪形。

5.根据权利要求1所述的一种薄电池，其特征在于：所述薄电池还包括正极极耳，所述正极极耳的一端与所述正极集电极层固定连接，所述正极极耳的另一端伸出所述其中一片封装层外；所述正极极耳为一金属片，所述正极极耳与湿的所述正极集电极层之间面对面直接接触进行粘贴固定。

6.根据权利要求1所述的一种薄电池，其特征在于：所述薄电池还包括负极极耳，所述负极极耳的一端与所述负极集电极层固定连接，所述负极极耳的另一端伸出所述另一片封装层外；所述负极极耳为一金属片，所述负极极耳与湿的所述负极集电极层之间面对面直接接触进行粘贴固定。

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