CN219677382U - 一种绝缘膜、电芯、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种绝缘膜、电芯、电池及用电设备,所述绝缘膜用于包覆电芯外表面，包括第一膜片，用于包覆所述电芯的最大侧面；导热部，设置在所述第一膜片的一个侧面上，所述导热部突出于所述第一膜片，所述导热部的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。本实用新型解决现有电芯充放电时表面温度一致性差,从而影响电芯实际释放能量大小和电芯的长期循环稳定性的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指一种绝缘膜、电芯、电池及用电设备。
背景技术
目前，市场上应用的锂离子电池主要分为为钴酸锂电池、三元材料电池和磷酸铁锂电池，都已成为新能源汽车和储能领域重点研究方向之一。近几年来，用户对新能源汽车的循环寿命需求日益增长，如何提升电池循环寿命是锂离子电池领域重点研究方向之一。
锂离子电池在使用过程中，随着电芯充放电过程的进行，电芯内部不断释放出能量，导致电芯内部和表面温度发生变化，直接影响电芯的循环寿命和稳定性。在电芯能量释放过程中，电芯表面温度从上到下(即从电芯出极耳的一端<电芯顶部>到电芯远离极耳的另一端<电芯底部>)呈现梯度递减，电芯内部一致性变差，随之电芯的循环性能受到影响。
电芯在持续能量释放过程中，通过绝缘膜和电池壳体传递到外界，电芯外表面产生梯度热量。当前，电芯在结构设计中，在电芯持续工作过程中，由于电芯表面温度一致性变差，直接影响电芯实际释放能量大小和电芯的长期循环稳定性，从而影响到客户的体验效果。
实用新型内容
为此，本实用新型的目的在于提供一种绝缘膜、电芯、电池及用电设备,解决现有电芯充放电时表面温度一致性差,从而影响电芯实际释放能量大小和电芯的长期循环稳定性的问题。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案：
第一方面,本实用新型提供一种绝缘膜，用于包覆电芯外表面，包括：
第一膜片，用于包覆所述电芯的最大侧面；
导热部，设置在所述第一膜片的一个侧面上，所述导热部突出于所述第一膜片，所述导热部的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
在本实用新型的一个实施例中，所述导热部的厚度为0.3±0.05mm。
在本实用新型的一个实施例中，所述导热部点涂于所述第一膜片外。
在本实用新型的一个实施例中，还包括：第二膜片和第三膜片；
所述第二膜片连接所述第一膜片和第三膜片，所述第二膜片用于包覆所述电芯的顶面或底面；
所述第三膜片和所述第一膜片用于包覆所述电芯相对的两个最大侧面，所述第三膜片在与所述第一膜片相同的一个侧面上设置有导热部，所述导热部的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
在本实用新型的一个实施例中，所述第二膜片包覆于所述电芯的顶面，所述第二膜片上开设有避让孔。
在本实用新型的一个实施例中，所述第二膜片包覆于所述电芯的底面，所述第二膜片上开设有若干通孔。
在本实用新型的一个实施例中，述第一膜片、第二膜片、第三膜片一体成型连接.
第二方面,本实用新型还提供一种电芯,包括所述绝缘膜，所述绝缘膜包覆在所述电芯外表面，其中：设置有导热部的一侧面远离所述电芯。
第三方面,本实用新型还提供一种电池,包括所述电芯,还包括：壳体，所述导热部与所述壳体的内壁接触。
第四方面,本实用新型还提供一种用电设备，包括所述电池。
本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
1、本实用新型设置绝缘膜包覆在电芯外,将电芯与壳体绝缘分隔,避免电芯和壳体接触短路；
2、在绝缘膜的膜片上梯度设置导热部,能够在电芯发热的第一时间对电芯散热，及时控制电芯散热一致性；
3、凸出设置的导热部能够与电池壳体接触，从而将电芯的热量通过壳体传递到外部，有效提高了电芯在持续工作中的散热效果。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
图1是本实用新型的绝缘膜的实施例1的结构示意图；
图2是本实用新型的绝缘膜的实施例2的结构示意图；
图3是本实用新型的绝缘膜的实施例2另一形式的结构示意图。
说明书附图标记说明：1、第一膜片；2、导热部；3、第二膜片；4、第三膜片；5、避让孔；6、通孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
在实践中,参照图1所示，本实用新型的发明人发现,随着电芯充放电过程的进行，电芯内部不断释放出能量，导致电芯内部和表面温度发生变化，直接影响电芯的循环寿命和稳定性,并且对电芯的表面进行测温发现,在电芯能量释放过程中，电芯的不同位置的表面温度是不同的,电芯表面温度从上到下(即从电芯出极耳的一端<电芯顶部>到电芯远离极耳的另一端<电芯底部>)呈现梯度递减，电芯内部一致性变差，随之电芯的循环性能受到影响。
为了解决电芯发热及发热问题随位置梯度变化的问题,中国专利CN 112072205A公开了一种用于电池导热的绝缘膜及其电池，其中，用于电池导热的绝缘膜覆盖于所述电池的外侧，所述电池具有设于长度方向的一端部的极柱或极耳，导热系数从设有所述极柱或极耳的一端沿所述电池的长度方向呈梯度递减。该专利虽然能够根据电池的散热特点，于产热量高的极柱或极耳外侧设置导热系数高的绝缘膜，于长度方向远离极柱或极耳的一端设置低导热系数的绝缘膜，通过绝缘膜的导热系数的梯度变化，来实现电池热量的快速传递，保证电池各部位温度的一致性，改善电池的使用寿命；但是该专利的绝缘膜是设置在电池外的,一方面新增了产品结构,增加产品生产工序,造成产品成本和制造时间的增加,另一方面,当电池进行充放电时，电芯内部会发热，热量由电芯传递给电池壳体，表现为电池发热,由于存在时间差，当电芯发热时，电池壳体不一定发热,其散热效果不佳。
本实用新型的绝缘膜,利用了现有的电池内部结构中的绝缘膜，行业里也叫mylar膜，用于将电芯和电池壳体绝缘,因此，本方案不需要新增结构，而是利用了现有的mylar膜，不需要新增贴附工序，降低了生产成本；在绝缘膜的膜片上设置突出的导热部,能够与电池的壳体接触，从而将电芯的热量通过壳体传递到外部，有效提高了电芯在持续工作中的散热效果,能够在电芯发热的第一时间对电芯散热；并且,根据电芯的发热特性,设置导热部呈梯度分布,提高电芯表面温度一致性。
下面结合具体实施例，对本实用新型的绝缘膜作进一步解释。
实施例1
参照图1所示,本实用新型提供一种绝缘膜，包括第一膜片1和突出设置在第一膜片1一个侧面上的导热部2，其中：第一膜片1用于包覆在电芯的外表面，本实施例中的电芯为长方体结构，具有六个表面，包括：设置有极耳的顶面、与所述顶面对应的底面、以及设置在所述顶面与底面之间的四个侧面,四个侧面包括两个对应设置的小侧面和两个对应设置的大侧面，所述第一膜片1用于包覆所述电芯的最大侧面；导热部2在第一膜片1上并不是均匀分布设置的，根据对电芯的表面进行测温发现,在电芯能量释放过程中，电芯表面温度从上到下(即从电芯出极耳的一端<电芯顶部>到电芯远离极耳的另一端<电芯底部>)呈现梯度递减，本实施例中设置导热部2的目的是能够将电芯产生的热量快速导出，因此，在相对温度高的位置，应该更多的设置导热部2，在相对温度低的位置，可以尽量减少导热部2的数量，因此，所述导热部2的设置密度与电芯表面温度是相关的，即沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
需要说明的是，在本实施例中，参照图中的虚线所示，设置了导热部2分为三个密度梯度，设置三个密度梯度的密度比例从电芯顶部到电芯底部为5:3:2；在其他实施例中，可以根据实际的测温情况，设置更多或更少(不能少于两个)的密度梯度，并且，也可以设置不同密度梯度中的导热部2的比例数量。
需要说明的是，在本实施例中，所述绝缘膜是利用了现有的电池内部结构中的绝缘膜，行业里也叫mylar膜，用于将电芯和电池壳体绝缘，因为将电芯装配在电池壳体中时，需要设置电芯与壳体中预留一定的空隙，为电芯提供一定的膨胀空间，因此，在本实施例中为了提高导热部2的导热效果，设置导热部2突出于第一膜片1，即导热部2具有一定的厚度，根据电芯和壳体之间的空隙，设置所述导热部2的厚度为0.3±0.05mm，使得导热部2能与电池壳体的内壁直接接触，因此导热部2能及时将电芯内部的热量导出，并通过电池壳体散发到电池外部去，散热速度更快，效果更好。
需要说明的是，导热部2和电池壳体内壁之间也可以事先留有距离，当电芯充放电过程中发生膨胀时，导热部2受挤压从而与电池壳体内壁接触，从而将电芯内部的热量导出，并通过电池壳体散发到电池外部去。
具体地,在本实施例中，设置导热部2既能够传递热量又不能影响电芯在壳体内的膨胀，因此，优选地设置所述导热部2为导热硅胶，导热硅胶既能够传递热量又能够形变，不会影响电芯的膨胀；本方案中的绝缘膜的导热硅胶可以根据导热硅胶参数规格，选用导热效果良好的导热硅胶流体成品，导热硅胶在性能方面，导热率2.0～5.0W/mK，使用温度区间在-50～200℃和耐压值≤15KV等；在使用方面，导电硅胶应使用方便，无毒无害，对金属无腐蚀性，以及符合国际绿色标准。
具体地，所述导热硅胶可以通过点胶机点涂在所述第一膜片1上，既可以在包覆绝缘膜之前就将绝缘膜进行点胶，然后再将点胶完成的绝缘膜装配在电芯上；也可以在电芯在装配过程中，在将未涂覆导电硅胶的绝缘膜包覆在电芯上之后，再通过点胶机设备对覆有绝缘膜进行梯度点涂硅胶。
在其他实施例中，可以设置所述导热部2为导热片，可以直接贴敷在所述第一膜片1上，也可以设置所述导热部2为其他能够交换热量且具备一定弹性的材质制成。
具体地，在本实施例中，所述电芯具有两个对应设置的大侧面，因此，采用本实施例的绝缘膜需要分别包覆在两个电芯外的最大侧面外。
实施例2
参照图2所示,与实施例1不同的是，本实施例中的绝缘膜还包括第二膜片3和第三膜片4；所述第二膜片3连接所述第一膜片1和第三膜片4，所述第二膜片3用于包覆所述电芯的顶面或底面；所述第三膜片4和所述第一膜片1用于包覆所述电芯相对的两个最大侧面，所述第三膜片4在与所述第一膜片1相同的一个侧面上设置有导热部2，所述导热部2的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
在本实施例中，针对电芯具有两个对应设置的最大侧面的结构特点，设置了所述绝缘膜包括分别包覆在两个最大侧面的第一膜片1和第三膜片4，设置所述第二膜片3能够连接第一膜片1和第三膜片4，并且贴敷在电芯的顶面或底面，使整个绝缘膜半包覆的设置在电芯外，设置一片绝缘膜即可实现对电芯的两个最大侧面的包覆。
参照图2所示，所述第二膜片3包覆于所述电芯的顶面，即设置所述绝缘膜能够从电芯顶面向电芯底面的方向包覆电芯，所述绝缘膜被顶盖压住固定，所述第二膜片3上开设有避让孔5，所述避让孔5供极柱穿过。
参照图3所示，所述第二膜片3包覆于所述电芯的底面，即设置所述绝缘膜能够从电芯底面向电芯顶面的方向包覆电芯，所述绝缘膜在顶盖位置处进行热熔固定，所述第二膜片3上开设有若干通孔6，方便壳体中的电解液进入到电芯中，浸润电芯。
本实用新型还提供了一种电芯,包括所述绝缘膜，所述绝缘膜为上述实施例中的一种，所述绝缘膜包覆在所述电芯外表面，其中：设置有导热部2的一侧面远离所述电芯，本实用新型的主要设计要点在于绝缘膜本身的结构改进，对于电芯的其他结构，例如电芯的极耳部分就不再一一赘述。
本实用新型还提供一种电池,包括上述实施例中的电芯,还包括：壳体，所述导热部2与所述壳体的内壁接触，导热部2能及时将电芯内部的热量导出，并通过电池壳体散发到电池外部去，本实用新型的主要设计要点在于绝缘膜本身的结构改进，对于电池的其他结构，例如电池的壳体、顶盖部分就不再一一赘述。
本实用新型还提供一种用电设备，包括上述实施例中的电池，本实用新型的主要设计要点在于绝缘膜的结构改进，对于用电设备的其他结构，例如用电设备的电连接部分、机械结构部分就不再一一赘述。
用电设备可以是汽车、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。汽车可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本实用新型的实施例对上述用电设备不做特殊限制。
本实用新型实施例的电芯，包括正极极片、负极极片和隔膜。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种绝缘膜，用于包覆电芯外表面，其特征在于，包括：
第一膜片(1)，用于包覆所述电芯的最大侧面；
导热部(2)，设置在所述第一膜片(1)的一个侧面上，所述导热部(2)突出于所述第一膜片，所述导热部(2)的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
2.根据权利要求1所述的绝缘膜，其特征在于：所述导热部(2)的厚度为0.3±0.05mm。
3.根据权利要求1所述的绝缘膜，其特征在于：所述导热部(2)点涂于所述第一膜片(1)外。
4.根据权利要求1所述的绝缘膜，其特征在于：还包括：第二膜片(3)和第三膜片(4)；
所述第二膜片(3)连接所述第一膜片(1)和第三膜片(4)，所述第二膜片(3)用于包覆所述电芯的顶面或底面；
所述第三膜片(4)和所述第一膜片(1)用于包覆所述电芯相对的两个最大侧面，所述第三膜片在与所述第一膜片(1)相同的一个侧面上设置有导热部(2)，所述导热部(2)的设置密度沿所述电芯的高度方向、从电芯的顶部到电芯的底部呈梯度递减分布。
5.根据权利要求4所述的绝缘膜，其特征在于：所述第二膜片(3)包覆于所述电芯的顶面，所述第二膜片(3)上开设有避让孔(5)。
6.根据权利要求4所述的绝缘膜，其特征在于：所述第二膜片(3)包覆于所述电芯的底面，所述第二膜片(3)上开设有若干通孔(6)。
7.根据权利要求4所述的绝缘膜，其特征在于：所述第一膜片(1)、第二膜片(3)、第三膜片(4)一体成型连接。
8.一种电芯，其特征在于：包括如权利要求1～7任意一项所述的绝缘膜，所述绝缘膜包覆在所述电芯外表面，其中：设置有导热部(2)的一侧面远离所述电芯。
9.一种电池，其特征在于：包括如权利要求8所述的电芯，还包括：壳体，所述导热部(2)与所述壳体的内壁接触。
10.一种用电设备，其特征在于：包括如权利要求9所述的电池。
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2023
- 2023-05-12 CN CN202321140820.1U patent/CN219677382U/zh active Active
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 68, Xin'anjiang Road, Southeast Street, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee after: Jiangsu Zhengli New Energy Battery Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 68, Xin'anjiang Road, Southeast Street, Changshu City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215000 Patentee before: Jiangsu Zenergy Battery Technologies Co.,ltd Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |