CN219759758U - 铝塑膜、电池和电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铝塑膜、电池和电子设备，属于电池技术领域。铝塑膜包括：内防护层、金属层和外防护层，内防护层、金属层和外防护层依次层叠布置；金属层朝向内防护层的表面涂覆第一活性材料。本实用新型的铝塑膜，金属层能够作为电芯结构的集流体，提高了铝塑膜在电池中的利用率，有利于提高电芯的能量密度。

Description

铝塑膜、电池和电子设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种铝塑膜、电池及电子设备。

背景技术

随着科技的不断进步，移动电子设备和电动汽车等技术的不断发展对锂离子电池的能量密度提出了更高的挑战。虽然锂离子电池具有极高的理论能量密度，然而在实际电池构造中，大量的非活性物质而又不可缺少的组件如铝塑膜、隔膜等，大大降低了电池的能量密度。因此高效利用这些必要组件在提升电池能量密度方面具有重要的意义。

实用新型内容

本实用新型提供了一种铝塑膜、电池和电子设备，能够解决使用铝塑膜降低电池能量密度的问题。

所述技术方案如下：

一方面，提供了一种铝塑膜，所述铝塑膜包括：内防护层、金属层和外防护层，所述内防护层、所述金属层和所述外防护层依次层叠布置；

所述金属层朝向所述内防护层的表面涂覆第一活性材料。

在一些实施例中，所述铝塑膜用于封装电芯，所述电芯的外层的至少部分涂覆第二活性材料；

所述内防护层用于与所述第二活性材料接触，所述金属层用于与所述电芯中的对应所述第一活性材料的第一电极电性连接。

在一些实施例中，所述铝塑膜还包括第一极耳，所述第一极耳连接于所述金属层朝向所述内防护层的表面；所述第一极耳用于电性连接所述第一电极。

在一些实施例中，所述第一活性材料为正极活性材料，所述第二活性材料为负极活性材料，且所述第二活性材料的涂覆量大于所述第一活性材料的涂覆量。

在一些实施例中，

所述金属层为铝金属层；

和/或，

所述金属层的厚度为D1的取值范围为30um-50um。

在一些实施例中，所述内防护层包括改性聚丙烯膜层和流延聚丙烯膜层；

所述改性聚丙烯膜层位于所述金属层的内侧，所述第一活性材料位于所述改性聚丙烯膜层和所述金属层之间；

所述流延聚丙烯膜层位于所述改性聚丙烯膜层的内侧。

在一些实施例中，所述外防护层包括粘合层和尼龙层；

所述粘合层位于所述金属层的外侧，所述尼龙层位于所述粘合层的外侧，所述粘合层将所述金属层和所述尼龙层粘合连接。

另一方面，提供了一种电池，所述电池包括：本实用新型所述的铝塑膜，以及电芯；所述铝塑膜封装于所述电芯的外侧。

在一些实施例中，所述电芯包括卷绕布置的第一金属箔、第二金属箔和隔膜，所述隔膜位于所述第一金属箔和所述第二金属箔之间；

所述第二金属箔的至少部分形成所述电芯的最外圈，且位于最外圈的所述第二金属箔的至少部分表面涂覆有第二活性材料。

在一些实施例中，所述第一金属箔的内外两侧分别涂覆所述第一活性材料，所述第二金属箔的内外两侧分别涂覆所述第二活性材料；

所述电芯还包括第一电极，所述第一电极分别与所述第一金属箔、所述金属层电性连接。

再一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的电池。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

本实用新型的铝塑膜，通过在金属层涂覆第一活性材料，使得金属层能够作为电芯结构的集流体，一方面在不影响膜材强度的前提下，提高了铝塑膜在电池中的利用率，有利于提高电芯的能量密度，另一方面电芯外侧的单面区和空箔区也能得到利用，进一步的提高电芯的能量密度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的铝塑膜的叠层示意图；

图2是本实用新型实施例提供的铝塑膜封装电芯的结构示意图一；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本实用新型实施例提供的铝塑膜封装电芯的结构示意图二；

图5是本实用新型实施例提供的铝塑膜封装电芯的外观结构示意图；

图6是相关技术中的铝塑膜封装电芯的结构示意图；

图7是图6中B处的局部放大图。

图中的附图标记分别表示为：

100、铝塑膜；200、电芯；

1、内防护层；101、改性聚丙烯膜层；102、流延聚丙烯膜层；

2、金属层；

3、外防护层；301、粘合层；302、尼龙层；

4、第一活性材料；

5、第二活性材料；

6、第一极耳；

7、第一电极；

8、第一金属箔；

9、第二金属箔；

10、隔膜；

11、第二电极；

12、绝缘胶体。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型请和简化描述，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。

除非另有定义，本实用新型实施例所用的所有技术术语均具有与本领域普通技术人员通常理解的相同的含义。

相关技术中参考图6、7所示，采用铝塑膜a封装电芯b，电芯b由第一金属箔c、第二金属箔e和隔膜g卷绕形成，第一金属箔c相对于第二金属箔e的表面涂覆第一活性材料d，第二金属箔e相对于第一金属箔c的表面涂覆第二活性材料f，从而电芯b能够与电解液发生反应。但最外圈的第一金属箔c的外表面，由于缺乏与之反应的第二金属箔e及第二活性材料f，最外圈的第一金属箔c的外表面为非工作面(或称为死空间)，这一非工作面的存在无疑会降低电池的能量密度。

此外，相关技术中还采用减薄非活性组件的基材的方式提升电池的能量密度，但减薄基材会导致电芯强度下降，在制造运输和使用过程中造成电芯的可靠性不足。

因此，本实用新型提供了一种铝塑膜，金属层能够作为电芯结构的集流体，提高了铝塑膜在电池中的利用率，提高电芯的能量密度。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

一方面，结合图1所示，提供了一种铝塑膜1000，铝塑膜1000包括：内防护层1、金属层2和外防护层3，内防护层1、金属层2和外防护层3依次层叠布置；金属层2朝向内防护层1的表面涂覆第一活性材料4。

本实施例的铝塑膜1000，通过在金属层2涂覆第一活性材料4，使得金属层2能够作为电芯200结构的集流体，一方面在不影响膜材强度的前提下，提高了铝塑膜1000在电池中的利用率，有利于提高电芯200的能量密度，另一方面电芯200外侧的单面区和空箔区也能得到利用，进一步的提高电芯200的能量密度。

在一些可能的实现方式中，第一活性材料4可以为正极活性材料、负极活性材料中的其中之一。

可选地，第一活性材料4为正极活性材料时，第一活性材料4包括但不限于锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂材料、镍钴锰酸锂(俗称三元)或者三元+少量锰酸锂等等。

另一可选地，第一活性材料4为负极活性材料时，第一活性材料4包括但不限于石墨、近似石墨结构的碳等等。

结合图2所示，在一些实施例中，铝塑膜100用于封装电芯200，电芯200的外层的至少部分涂覆第二活性材料5；内防护层1用于与第二活性材料5接触，金属层2用于与电芯200中的对应第一活性材料4的第一电极7电性连接。

本实施例的铝塑膜100在封装电芯200时，可以在电芯200的外层涂覆第二活性材料5，第二活性材料5与第一活性材料4相对应，内防护层1起到隔膜10的作用，从而充分利用电芯200的死空间以及铝塑膜100的结构空间，提高电池的电能密度。

可以理解的，电芯200的外层的至少部分，可以是电芯200的外层的其中一个部分区域涂覆第二活性材料5，也可以是电芯200的外层的其中多个部分区域涂覆第二活性材料5，或者是电芯200的外层的全部区域都涂覆第二活性材料5。示例性地，参考图2，电芯200的外层的顶部区域、左侧区域和底部区域涂覆第二活性材料5。

结合图2、4所示，在一些实施例中，铝塑膜100还包括第一极耳6，第一极耳6连接于金属层2朝向内防护层1的表面；第一极耳6用于电性连接第一电极7。

利用连接于金属层2上的第一极耳6，将金属层2与电芯200的第一电极7连接，从而实现金属层2的集流体功能。

在一些实施例中，第一活性材料4为正极活性材料，第二活性材料5为负极活性材料，且第二活性材料5的涂覆量大于第一活性材料4的涂覆量。

在一些实施例中，金属层2的厚度为D1的取值范围为30um-50um。当金属层2的厚度D1满足上述取值范围时，本实施例的铝塑膜100具有良好的产品表现。

可选地，金属层2的厚度D1，例如为30um、32um、34um、36um、38um、40um、42um、44um、46um、48um、50um。

进一步的，金属层2的厚度D1为40um。

结合图1、4所示，在一些实施例中，内防护层1包括改性聚丙烯膜层101和流延聚丙烯膜层102；改性聚丙烯膜层101位于金属层2的内侧(即靠近电芯2000的一侧)，第一活性材料4位于改性聚丙烯膜层101和金属层2之间；流延聚丙烯膜层102位于改性聚丙烯膜层101的内侧(即靠近电芯2000的一侧)。

利用改性聚丙烯膜层101和流延聚丙烯膜层102的内防护层1，既能实现耐高压、耐高温的隔离防护功能，又能起到隔膜的功能。

其中，聚丙烯因具有密度低、耐化学性好、综合性能优良等特点，改性聚丙烯是基于聚丙烯原料对其性能和其他方面的一些改进，如增强聚丙烯(PP)材料的冲击、拉伸强度、弹性等。本实施例中改性聚丙烯(Modified Propylene Polymer，MPP)的改性方向为抗高温、耐外压。

流延聚丙烯膜层102采样CPP薄膜，CPP薄膜即流延聚丙烯薄膜castpolypropylene，也称未拉伸聚丙烯薄膜，通过流延挤塑工艺生产的聚丙烯(PP)薄膜。

结合图1所示，在一些实施例中，外防护层3包括粘合层301和尼龙层302；粘合层301位于金属层2的外侧(即背离电芯2000的一侧)，尼龙层302位于粘合层301的外侧(即背离电芯2000的一侧)，粘合层301将金属层2和尼龙层302粘合连接。

利用粘合层301将尼龙层302粘接在金属层2的外侧，利用尼龙层302增加铝塑膜100外部的强度、耐热性、耐寒性，并为电芯200提供外部的结构支撑。

在一些实施例中，金属层2为铝金属层，铝金属层具有反射热源、屏蔽电磁波的功能，涂覆第一活性材料4后，又可作为电芯200的集流体，参与电池反应，提高了电池的能量密度。

另一方面，结合图2-5所示，本实施例提供了一种电池，电池包括：本实用新型的铝塑膜100，以及电芯200；铝塑膜100封装于电芯200的外侧。

本实施例的电池采用了本实用新型的铝塑膜100，具有本文所有实施例的全部有益技术效果。

结合图2、3所示，在一些实施例中，电芯200包括卷绕布置的第一金属箔8、第二金属箔9和隔膜10，隔膜10位于第一金属箔8和第二金属箔9之间；第二金属箔9的至少部分形成电芯200的最外圈，且位于最外圈的第二金属箔9的至少部分表面涂覆有第二活性材料5。

从而本实施例的电池，可以充分利用第二金属箔9上的死空间以及铝塑膜100的结构空间，提高电池的电能密度。

在一些实施例中，隔膜10为一种经特殊成型的高分子薄膜，薄膜有微孔结构，可以让锂离子自由通过，而电子不能通过。

在一些可能的实现方式中，电池还包括有机电解液，有机电解液填充于铝塑膜100的封装空间内，有机电解液溶解有六氟磷酸锂的碳酸酯类溶剂。

结合图2、5所示，在一些实施例中，第一金属箔8的内外两侧分别涂覆第一活性材料4，第二金属箔9的内外两侧分别涂覆第二活性材料5；电芯200还包括第一电极7和第二电极，第一电极7分别与第一金属箔8、金属层2电性连接，第二电极与第二金属箔9电性连接，第一电极7和第二电极延伸至电池的外部。

在一些可能的实现方式中，第一金属箔8的外圈末端利用绝缘胶体进行包覆，如此第一金属箔8的工作长度小于第二金属箔9的工作长度，保证N/P大于或等于1。

可选地，第一金属箔8为铝箔，第二金属箔9为铜箔，第一活性材料4为正极活性材料，第二活性材料5为负极材料，第一电极7为正极，第二电极为负极。

本实施例的电池，采用的铝塑膜100不仅起到了电芯封装的作用，而且利用了铝塑膜100中的金属层2作为正极材料的集流体，且铝塑膜100表层的内防护层1隔离了正负极材料，起到了隔膜10的作用。

此外，电芯外层的单面区(死空间)以及空箔区都被进一步利用，涂覆上了活性物质。因此，电芯中非活性物质的利用率得到了提升，而且不会降低箔材的强度，可以在不影响电芯可靠性的情况下，有效提高电芯的能量密度。

再一方面，本实施例还提供一种电子设备，该电子设备包括如上的电池。

在一些实施例中，电子设备例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑或可穿戴设备等具有电池的设备。

在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的原则之内，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 (11)

1.一种铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜(100)包括：内防护层(1)、金属层(2)和外防护层(3)，所述内防护层(1)、所述金属层(2)和所述外防护层(3)依次层叠布置；

所述金属层(2)朝向所述内防护层(1)的表面涂覆第一活性材料(4)。

2.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜(100)用于封装电芯(200)，所述电芯(200)的外层的至少部分涂覆第二活性材料(5)；

所述内防护层(1)用于与所述第二活性材料(5)接触，所述金属层(2)用于与所述电芯(200)中的对应所述第一活性材料(4)的第一电极(7)电性连接。

3.根据权利要求2所述的铝塑膜，其特征在于，所述铝塑膜(100)还包括第一极耳(6)，所述第一极耳(6)连接于所述金属层(2)朝向所述内防护层(1)的表面；所述第一极耳(6)用于电性连接所述第一电极(7)。

4.根据权利要求2所述的铝塑膜，其特征在于，所述第一活性材料(4)为正极活性材料，所述第二活性材料(5)为负极活性材料，且所述第二活性材料(5)的涂覆量大于所述第一活性材料(4)的涂覆量。

5.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，

所述金属层(2)为铝金属层；

和/或，

所述金属层(2)的厚度为D1的取值范围为30um-50um。

6.根据权利要求1所述的铝塑膜，其特征在于，所述内防护层(1)包括改性聚丙烯膜层(101)和流延聚丙烯膜层(102)；

所述改性聚丙烯膜层(101)位于所述金属层(2)的内侧，所述第一活性材料(4)位于所述改性聚丙烯膜层(101)和所述金属层(2)之间；

所述流延聚丙烯膜层(102)位于所述改性聚丙烯膜层(101)的内侧。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的铝塑膜，其特征在于，所述外防护层(3)包括粘合层(301)和尼龙层(302)；

所述粘合层(301)位于所述金属层(2)的外侧，所述尼龙层(302)位于所述粘合层(301)的外侧，所述粘合层(301)将所述金属层(2)和所述尼龙层(302)粘合连接。

8.一种电池，其特征在于，所述电池包括：权利要求1-7中任一项所述的铝塑膜(100)，以及电芯(200)；所述铝塑膜(100)封装于所述电芯(200)的外侧。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电芯(200)包括卷绕布置的第一金属箔(8)、第二金属箔(9)和隔膜(10)，所述隔膜(10)位于所述第一金属箔(8)和所述第二金属箔(9)之间；

所述第二金属箔(9)的至少部分形成所述电芯(200)的最外圈，且位于最外圈的所述第二金属箔(9)的至少部分表面涂覆有第二活性材料(5)。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述第一金属箔(8)的内外两侧分别涂覆所述第一活性材料(4)，所述第二金属箔(9)的内外两侧分别涂覆所述第二活性材料(5)；

所述电芯(200)还包括第一电极(7)，所述第一电极(7)分别与所述第一金属箔(8)、所述金属层(2)电性连接。

11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：权利要求8-10中任一项所述的电池。