CN217134449U - 锂离子电池电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂离子电池电芯。该锂离子电池电芯包括顶盖、极组和保护膜，该顶盖设置在极组的上部，保护膜包覆在极组的侧面和底面上，该保护膜包括第一聚丙烯层、铜层、第二聚丙烯层；铜层介于第一聚丙烯层与第二聚丙烯层之间，第一聚丙烯层或第二聚丙烯层与极组的表面接触。本申请的保护膜为一种三层夹心结构的保护膜，由于铝的熔点为660℃，铜材质的熔点为1000℃以上，当电芯热失控时，内部剧烈产热，因有铜材质的保护，对铝壳层起到缓冲的作用，给予了顶部防爆阀反应时间，不至于使铝壳立刻失效，从而避免了热失控蔓延到电芯而使其失效的问题。

Description

锂离子电池电芯

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种锂离子电池电芯。

背景技术

随着世界能源的减少及环境问题越来越严重，世界各国对新能源汽车越来越重视。目前新能源汽车发展越来越快，其中的动力电池作为新能源汽车的重要组成部分，它的安全性能是不容忽视的。尤其是随着汽车续航里程要求越来越高，电芯的能量密度在不断增加，使得电芯的安全性能逐渐降低。

电芯在发生热失控时，电芯内部在短时间内产生大量的热量，使得电芯内部的压力不断升高，将电芯盖板的防爆阀冲开，内部的气体及热量通过防爆阀冲出电芯，防止热量在电芯内部聚集引起周围电芯失效。然而，目前市面上使用的方壳电芯，壳体使用的材质为铝，壁厚一般为0.3～0.8mm，电芯在热失控产热过程中产生的大量热量易将铝壳瞬间融化，热失控现象会蔓延到周围电芯上从而易导致电芯失效。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种锂离子电池电芯，以解决现有技术中锂离子电池电芯热失控产热易导致电芯失效的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种锂离子电池电芯，包括顶盖、极组和保护膜，该顶盖设置在极组的上部，保护膜包覆在极组的侧面和底面上，该保护膜包括第一聚丙烯层、铜层、第二聚丙烯层；铜层介于第一聚丙烯层与第二聚丙烯层之间，第一聚丙烯层或第二聚丙烯层与极组的表面接触。

进一步地，上述第一聚丙烯层的厚度为30～50μm。

进一步地，上述第二聚丙烯层的厚度为30～50μm。

进一步地，上述铜层的厚度为20～50μm。

进一步地，上述第一聚丙烯层、铜层及第二聚丙烯层的厚度比为0.6～1:1:0.8～1。

进一步地，上述顶盖包括：盖板主体和下塑胶，盖板主体在极组上的投影覆盖极组；下塑胶设置在盖板主体和极组之间且突出极组边缘设置。

进一步地，上述下塑胶突出极组的位置为熔炼焊接区域，第一聚丙烯层或第二聚丙烯层与熔炼焊接区域焊接。

进一步地，上述熔炼焊接区域朝向保护膜的长度为3～5mm。

进一步地，上述锂离子电池电芯还包括防爆阀，防爆阀设置于顶盖的中心位置。

进一步地，上述保护膜的靠近顶盖的边与顶盖之间的距离为1～2mm。

应用本实用新型的技术方案，本申请采用保护膜对锂离子电池电芯进行包覆，其中的保护膜为一种三层夹心结构的保护膜，由于铝的熔点为660℃，铜材质的熔点为1000℃以上，当电芯热失控时，内部剧烈产热，因有铜材质的保护，对铝壳层起到缓冲的作用，给予了顶部防爆阀反应时间，不至于使铝壳立刻失效，从而避免了热失控蔓延到电芯而使其失效的问题。且第二聚丙烯层可以防止电芯在入壳过程中与铝壳口或者其它组件摩擦产生的金属异物掉入电芯内部造成电芯失效问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型一种实施例的锂离子电池电芯的正视图；

图2示出了图1的锂离子电池电芯的侧视图；

图3示出了根据本实用新型一种实施例提供的保护膜的组成结构示意图；

图4示出了根据本实用新型一种实施例的包覆极组前保护膜的平面展开结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

01、第一聚丙烯层；02、铜层；03、第二聚丙烯层；1、顶盖；2、极组；3、保护膜；4、下塑胶；5、熔炼焊接区域；6、防爆阀；31、第一包覆片；32、底部连接片；33、第二包覆片；34、第一侧边包覆片；35、第二侧边包覆片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如本实用新型背景技术所分析的，现有技术存在锂离子电池电芯热失控产热易导致电芯失效的问题。为了解决该问题，本实用新型提供了一种锂离子电池电芯。

在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种锂离子电池电芯，如图1所示，包括顶盖1、极组2和保护膜3，顶盖1设置在极组2的上部，保护膜3包覆在极组2的侧面和底面上，如图3所示，该保护膜3包括第一聚丙烯层01、铜层02、第二聚丙烯层03；铜层02介于第一聚丙烯层01与第二聚丙烯层03之间，第一聚丙烯层01或第二聚丙烯层03与极组2的表面接触。

采用保护膜3对锂离子电池电芯进行包覆，其中的保护膜3为一种三层夹心结构的保护膜，由于铝的熔点为660℃，铜材质的熔点为1000℃以上，当电芯热失控时，内部剧烈产热，因有铜材质的保护，对铝壳层起到缓冲的作用，给予了顶部防爆阀反应时间，不至于使铝壳立刻失效，从而避免了热失控蔓延到电芯而使其失效的问题。且第二聚丙烯层可以防止电芯在入壳过程中与铝壳口或者其它组件摩擦产生的金属异物掉入电芯内部造成电芯失效问题。

此外，如图4所示，保护膜3的平面展开结构包括：第一包覆片31、底部连接片32、第二包覆片33、第一侧边包覆片34、第二侧边包覆片35。其中第一包覆片31和第二包覆片33对应极组2的两个较大的侧面、底部连接片32对应极组2的底部，第一侧边包覆片34和第二侧边包覆片35拼合对应极组2的两个较小的侧面。第一聚丙烯层01为坚韧的聚酯类高分子材料，具有良好的表面平整性透明度和机械柔韧性，优选上述第一聚丙烯层01的厚度为30～50μm。

第二聚丙烯层03为坚韧的聚酯类高分子材料，优选第二聚丙烯层03的厚度为30～50μm，从而可以更好地紧固极组2，并防止锂离子电池电芯入壳的过程中划伤极组、防止壳体内部的异物及转运过程中的异物损伤极组。

保护膜3中间层的铜层02起到保护铝壳的作用，铝的熔点为660℃，铜材质的熔点为1000℃以上，当电芯热失控时，内部剧烈产热，优选上述铜层02的厚度为20～50μm，可以更好地对外层铝壳起到缓冲的作用，不至于使其立刻失效。

在本申请的一种实施例中，上述第一聚丙烯层01、铜层02及第二聚丙烯层03的厚度比为0.6～1:1:0.8～1。

本申请的保护膜3与传统的mylar pp材料膜的厚度相近，对锂离子电池电芯内部空间的影响较小，优选各层的比例在上述范围内，可以使各层之间更好地进行协同作用，从而使保护膜3的综合性能得以最大化发挥，进而使保护膜3兼顾强度和热缓冲作用。

在本申请的一种实施例中，如图1、图2所示，上述顶盖1包括：盖板主体和下塑胶4，盖板主体在极组2上的投影覆盖极组2；下塑胶4设置在盖板主体和极组之间且突出极组2边缘设置。

上述结构的锂离子电池电芯除盖板主体的部位均被保护膜3包覆，从而可以对极组2形成保护膜3的封闭式保护，当电芯热失控时，内部剧烈产热，通过铜层02可以更好地对外层铝壳起到缓冲的作用，不至于使其立刻失效。

在本申请的一些实施例中，上述下塑胶4突出极组2的位置为熔炼焊接区域5，第一聚丙烯层01或第二聚丙烯层03与熔炼焊接区域5焊接，从而将保护膜3固定到锂离子电池电芯的外部。

第一聚丙烯层01与第二聚丙烯层03中的其中一层通过加热熔融而实现与熔炼焊接区域5的焊接，另一层则为防止锂离子电池电芯在入壳过程中与铝壳口或者其它工装摩擦产生金属异物，掉入电芯内部有会造成电芯失效。

优选上述熔炼焊接区域5朝向保护膜3的长度为3～5mm，从而更好地在加热熔融的条件下将熔炼焊接区域5与第一聚丙烯层01(或第二聚丙烯层03)牢固的焊接在一起。

优选上述锂离子电池电芯还包括防爆阀6，防爆阀6设置于顶盖1的中心位置，从而提高锂离子电池电芯的安全性能。

优选保护膜3的靠近顶盖1的边与顶盖1之间的距离为1～2mm，从而防止入壳过程中保护膜3被夹在顶盖1与壳体之间。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

采用保护膜对锂离子电池电芯进行包覆，其中的保护膜为一种三层夹心结构的保护膜，由于铝的熔点为660℃，铜材质的熔点为1000℃以上，当电芯热失控时，内部剧烈产热，因有铜材质的保护，对铝壳层起到缓冲的作用，给予了顶部防爆阀反应时间，不至于使铝壳立刻失效，从而避免了热失控蔓延到电芯而使其失效的问题。且第二聚丙烯层可以防止电芯在入壳过程中与铝壳口或者其它组件摩擦产生的金属异物掉入电芯内部造成电芯失效问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种锂离子电池电芯，包括顶盖(1)、极组(2)和保护膜(3)，所述顶盖(1)设置在所述极组(2)的上部，所述保护膜(3)包覆在所述极组(2)的侧面和底面上，其特征在于，所述保护膜(3)包括：

第一聚丙烯层(01)；

铜层(02)；

第二聚丙烯层(03)；所述铜层(02)介于所述第一聚丙烯层(01)与所述第二聚丙烯层(03)之间，所述第一聚丙烯层(01)或所述第二聚丙烯层(03)与所述极组(2)的表面接触。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述第一聚丙烯层(01)的厚度为30～50μm。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述第二聚丙烯层(03)的厚度为30～50μm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述铜层(02)的厚度为20～50μm。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述第一聚丙烯层(01)、所述铜层(02)及所述第二聚丙烯层(03)的厚度比为0.6～1:1:0.8～1。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述顶盖(1)包括：

盖板主体，所述盖板主体在所述极组(2)上的投影覆盖所述极组(2)；

下塑胶(4)，设置在所述盖板主体和所述极组之间且突出所述极组(2)边缘设置。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述下塑胶(4)突出所述极组(2)的位置为熔炼焊接区域(5)，所述第一聚丙烯层(01)或所述第二聚丙烯层(03)与所述熔炼焊接区域(5)焊接。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述熔炼焊接区域(5)朝向所述保护膜(3)的长度为3～5mm。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述锂离子电池电芯还包括防爆阀(6)，所述防爆阀(6)设置于所述顶盖(1)的中心位置。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述保护膜(3)的靠近所述顶盖(1)的边与所述顶盖(1)之间的距离为1～2mm。

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