CN216750228U - 一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池极耳技术领域，公开了一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，包括金属片，所述金属片正反两面均依次平行设有外部保护区、极耳胶区和内部保护区；所述外部保护区和内部保护区分别设有保护涂层；所述保护涂层与极耳胶区有部分重合；所述极耳胶区还包括未重合的位于中部的热封保留区和位于金属片两侧边缘的极耳胶肩。本实用新型可有效消弱极耳与极片超声焊接时，热能对内侧极耳胶的不利热影响，同时可有效消弱极耳与铜排激光焊接时，产生的高温对外侧极耳胶的不利热影响；可有效保护电池内部电解液对极耳钝化层、镀层和极耳胶的腐蚀老化作用，也可有效隔离外部环境对极耳和极耳胶的侵蚀老化作用。

Description

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳

技术领域

本实用新型涉及锂电池极耳技术领域，尤其涉及一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳。

背景技术

目前，锂电池已被广泛应用于多个领域中，人们对锂电池的要求也越来越高，而锂电池的漏液、脱落及腐蚀等问题并没有得到很好的解决，严重影响了锂电池的安全性能。锂电池通常由外壳、收容于外壳内的电解液、收容于外壳内的卷芯及盖帽组成，卷芯两端设有极耳。锂电池的极耳是由金属片和极耳胶热压形成的。在锂电池制备过程中，卷芯的极耳的封装质量是影响锂电池的漏液、脱落及腐蚀等问题的关键因素。

公开号为CN106384804A的中国发明专利公开了锂电池用陶瓷极耳及其极耳胶及其制作方法，包括金属带和包覆于金属带外侧的极耳胶，所述极耳胶中间层为陶瓷层，所述陶瓷层的两面干式复合或流延共挤复合有聚烯烃树脂层；所述金属带边缘连接处通过电化学腐蚀或具有圆弧形的砂轮打磨形成有弧形倒角。其不足之处在于：在中间增加涂层，等同于在极耳截面方向上增加4个非相似物质的界面(陶瓷与聚烯烃界面)，不耐受软包锂离子电池使用过程中的电解液侵蚀，且界面越多，漏液风险越大；相对的陶瓷涂层与上下两层聚烯烃树脂层结合力较弱，由于锂离子电池长期循环过程中产生的气体，导致顶封极耳处需承受气体压力聚集，故相对传统三层共挤极耳胶，该陶瓷夹层极耳有分层风险；由于陶瓷涂层耐高温，导致极耳与铝塑膜顶部热封时，极耳金属基材边缘与极耳胶以及极耳两侧胶肩与铝塑膜连接处存在热熔不充分或者过度风险，产生局部微孔和缝隙而发生漏液。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，克服极耳胶由于极耳与铝塑膜顶部热封时产生的热熔影响，并且避免外部环境和电解液的侵蚀，防止漏液、脱落，提高锂离子软包电池极耳的使用寿命。

本实用新型的具体技术方案为：

本实用新型提供了一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，包括金属片，所述金属片正反两面均依次平行设有外部保护区、极耳胶区和内部保护区；所述外部保护区和内部保护区分别设有保护涂层；所述保护涂层与极耳胶区有部分重合；所述极耳胶区还包括未重合的位于中部的热封保留区和位于金属片两侧边缘的极耳胶肩。

当锂离子软包电池组装时，需要将正负极片与极耳进行超声焊接，由于金属基材的热传导，导致近焊接区域极耳胶产生不同程度的热熔影响，严重时在焊接后会出现发白起皮区域，导致极耳耐电解液腐蚀能力变差，所组成的电芯生命周期缩短。外部保护区和内部保护区的保护涂层就起到保护作用，传导焊接时的部分热量，减小极耳胶受到的热熔影响，提高锂离子软包电池的使用周期。在电池Pack阶段，铜排与极耳进行激光焊接，高能激光热量通过基材对极耳胶产生的热影响，严重时溢胶区域起皮，导致极耳胶耐外部环境侵蚀能力变差，通过极耳内外区域的保护涂层，还可以削弱Pack组装中的焊接对极耳胶的不利热影响。

另外，对极耳内外侧风险区域，按两者生产加工和实际使用环境中影响因素进行针对性喷涂不同保护涂层，解决内外侧区域面临的不同的不利影响因素。极耳外部即锂离子软包电池外部的高温高湿环境，包括水蒸气、水汽盐分，活泼气体等，对金属基材表面钝化层、镀层以及基材与极耳胶粘接界面产生侵蚀。锂离子软包电池内部，长期使用过程中电解液中的有机物、盐类、酸类等，对金属基材表面钝化层、镀层以及基材与极耳胶粘接界面也会产生侵蚀，且相对于外部环境更需要得到保护。外部保护区和内部保护区的保护涂层就对外部环境和电解液的侵蚀起到保护作用，有效防止外露部分极耳在不良环境中的侵蚀，提高极耳的耐腐蚀性，防止锂离子软包电池发生漏液，提高极耳耐久性能，提升软包电池长期使用寿命。

本实用新型热封保留区是对高温封装区域进行保留，防止涂层对封装界面产生影响，对极耳胶肩不进行喷涂涂层，是为了防止顶封边缘溶胶受到涂层影响，产生空隙导致漏液。

作为优选，所述保护涂层为陶瓷涂层、特氟龙涂层、氧化铝涂层、聚酯涂层、纳米氧化硅涂层或防晒隔热保护漆涂层；所述外部保护区和内部保护区的保护涂层为相同或不同。保护涂层的熔点均较高，耐高温性较好，并且具备良好的耐腐蚀性，避免极耳收到酸、盐、活泼气体等的侵蚀。

作为优选，所述保护涂层的厚度为不大于极耳胶区厚度的两倍。保护涂层涂覆宽度比较大的，涂覆厚度要低于极耳胶厚度，避免导致封装后凸起，但太薄的保护涂层的耐腐蚀和耐高温性能不足；保护涂层涂覆宽度不大，涂覆厚度则没有较大影响，但厚度太厚不利于锂离子软包电池的密封封装，有漏液风险。

作为优选，所述部分重合的宽度为0.5～10mm，更优选的宽度为1～5mm。保护涂层的宽幅和部分重合宽度需要根据原有设计中焊接焊印到极耳胶的距离、热封封头宽度、极耳胶宽度进行调节，以不影响热封和焊接效果为宜。

作为优选，除去部分重合的宽度，所述外部保护区的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为0～5mm；所述内部保护区的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为0～5mm。

作为优选，所述部分重合与热封保留区间存在未封保留区；所述未封保留区的宽度为1～2mm。

作为优选，所述金属片的边缘进行压边或削薄处理；所述金属片的顶角进行倒角处理。

与现有技术相比，本实用新型具有以下技术效果：

(1)可有效消弱极耳与极片超声焊接时，热能对内侧极耳胶的不利热影响，同时可有效消弱极耳与铜排激光焊接时，产生的高温对外侧极耳胶的不利热影响；

(2)可有效保护电池内部电解液(有机物、盐类、酸类等)对极耳钝化层、镀层和极耳胶的腐蚀老化作用，也可有效隔离外部环境(高温高湿，活泼气体，盐分等)对极耳和极耳胶的侵蚀老化作用。

附图说明

图1为本实用新型中一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳的结构示意图；

图2为本实用新型中一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳的左视图；

图3为为本实用新型中实施例2的结构示意图。

附图标记为：金属片1、外部保护区2、极耳胶区3、热封保留区4、内部保护区5、未封保留区6。

具体实施方式

以下用具体实施例来说明本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不限于此：

总实施例

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，金属片1的边缘进行压边或削薄处理，其顶角进行倒角处理。金属片1正反两面均依次平行设有外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2和内部保护区5分别设有保护涂层，其中，保护涂层可为陶瓷涂层、特氟龙涂层、氧化铝涂层、聚酯涂层、纳米氧化硅涂层或防晒隔热保护漆涂层，外部保护区2和内部保护区5的保护涂层为相同或不同。另外，保护涂层的厚度为不大于极耳胶区3厚度的两倍，需根据材料进行优选，且最大厚度不能影响正常热封即可。

保护涂层与极耳胶区3各存在宽度为0.5～10mm的部分重合，更优选的宽度为1～5mm。外部保护区2的保护涂层在金属片1上的涂覆宽度为0～5mm，不影响裁切和热封为宜，相对内侧，外侧金属上可适当外延。内部保护区5的保护涂层在金属片1上的涂覆宽度为0～5mm。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部需要留有用于对锂离子软包电池进行封装的热封保留区4，另外，部分重合与热封保留区4间还会存在未封保留区6，未封保留区6的宽度为1～2mm。还需要留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。极耳胶区3使用商用极耳胶和自制极耳胶均可。

实施例1

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，如图1所示，金属片1的边缘进行压边处理，其顶角进行倒角处理，长度和宽度均为45mm，厚度为200μm。金属片1正反两面均依次平行设有宽度为5mm、14mm、4mm的外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2设有防晒隔热保护漆涂层，内部保护区5分别设有特氟龙涂层。

如图2所示，内保护涂层与极耳胶区3存在宽度为2mm的部分重合，外保护涂层与极耳胶区存在3mm的部分重合。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部留有宽度为7mm的热封保留区4，未封保留区6在热封保留区4的内外侧其宽度为1mm,还留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。同时内部保护区5在金属片1上涂覆宽度为2mm，外部保护区2在金属片1上涂覆宽度为2mm。即外部保护区2和内部保护区5的保护涂层的总涂覆宽度分别为5mm和4mm。极耳胶区3使用的极耳胶为三层共挤PP灰胶，极耳胶厚度为100μm。

实施例2

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，金属片1的边缘进行压边处理，其顶角进行倒角处理，长度和宽度为45mm，厚度为300μm。金属片1正反两面均依次平行设有宽度为5mm、14mm、5mm的外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2设有防晒隔热保护漆涂层，内部保护区5分别设有特氟龙涂层。

如图3所示，内保护涂层与极耳胶区3存在宽度为3mm的部分重合，外保护涂层与极耳胶区存在2mm的部分重合，部分重合与热封保留区4间存在宽度为1mm的未封保留区6。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部留有宽度为7mm的热封保留区4，还留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。同时外部保护区2在金属片1上涂覆宽度为3mm，内部保护区5在金属片1上涂覆宽度为2mm，即外部保护区2和内部保护区5的保护涂层的总涂覆宽度均为5mm。极耳胶区3使用的极耳胶为三层共挤PP灰胶，极耳胶厚度为100μm。

实施例3

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，金属片1的边缘进行压边处理，其顶角进行倒角处理，长度和宽度均为45mm，厚度为400μm。金属片1正反两面均依次平行设有宽度为7mm、14mm、4mm的外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2设有聚酯涂层，内部保护区5分别设有陶瓷涂层。

保护涂层与极耳胶区3各存在宽度为2mm的部分重合，外部保护区2的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为5mm，内部保护区5的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为2mm。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部留有宽度为10mm的热封保留区4(8mm)和未封保留区6(4内外侧各1mm)，还留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。极耳胶区3使用的极耳胶为三层共挤PP灰胶，极耳胶厚度为100μm。

实施例4

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，金属片1的边缘进行压边处理，其顶角进行倒角处理，长度44mm,宽度为60mm(极耳胶的长度方向)，厚度为200μm。金属片1正反两面均依次平行设有宽度为7mm、16mm、5mm的外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2设有陶瓷涂层，内部保护区5设有防晒保护漆涂层。

保护涂层与极耳胶区3均存在宽度为2.5mm的部分重合，外部保护区2的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为4.5mm，内部保护区5的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为2.5mm。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部留有宽度为9mm的热封保留区4，部分重合与热封保留区4间存在宽度为1mm的未封保留区6，还留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。极耳胶区3使用的极耳胶为三层共挤PP灰胶，极耳胶厚度为150μm。

实施例5

一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳包括金属片1，金属片1的边缘进行压边处理，其顶角进行倒角处理，长度为44mm和宽度为60mm(极耳胶的长度方向)，厚度为400μm。金属片1正反两面均依次平行设有宽度为7mm、16mm、4mm的外部保护区2、极耳胶区3和内部保护区5。外部保护区2设有聚酯涂层，内部保护区5分别设有特氟龙涂层。

保护涂层与极耳胶区3存在宽度为2mm的部分重合，外部保护区2的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为5mm，内部保护区5的保护涂层在金属片上的涂覆宽度为2mm。除去部分重合区域，极耳胶区3的中部留有宽度为10mm的热封保留区4，部分重合与热封保留区4间存在宽度为1mm的未封保留区6，还留有超过金属片1两侧边缘的极耳胶肩。极耳胶区3使用的极耳胶为三层共挤PP白胶，极耳胶厚度为150μm。

表1各组别极耳的各部分宽度(mm)

本实用新型中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本实用新型中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，包括金属片（1），其特征在于，所述金属片（1）正反两面均依次平行设有外部保护区（2）、极耳胶区（3）和内部保护区（5）；所述外部保护区（2）和内部保护区（5）分别设有保护涂层；所述保护涂层与极耳胶区（3）有部分重合；所述极耳胶区（3）还包括未重合的位于中部的热封保留区（4）和位于金属片（1）两侧边缘的极耳胶肩。

2.如权利要求1所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述保护涂层为陶瓷涂层、特氟龙涂层、氧化铝涂层、聚酯涂层、纳米氧化硅涂层或防晒隔热保护漆涂层。

3.如权利要求2所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述外部保护区（2）和内部保护区（5）的保护涂层为相同或不同。

4.如权利要求3所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述部分重合的宽度为0.5~10mm。

5.如权利要求4所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，除去部分重合的宽度，所述外部保护区（2）的保护涂层在金属片（1）上的涂覆宽度为0~5mm。

6.如权利要求5所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，除去部分重合的宽度，所述内部保护区（5）的保护涂层在金属片（1）上的涂覆宽度为0~5mm。

7.如权利要求6所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述部分重合与热封保留区（4）间存在未封保留区（6）。

8.如权利要求7所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述未封保留区（6）的宽度为1~2mm。

9.如权利要求1所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述金属片（1）的边缘进行压边或削薄处理。

10.如权利要求9所述的一种可双侧保护的锂离子软包电池极耳，其特征在于，所述金属片（1）的顶角进行倒角处理。

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