CN220021548U - 一种绝缘膜、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种绝缘膜、电池和用电装置。绝缘膜包括绝缘基层和弹性复合层。弹性复合层附着于绝缘基层的边缘部分，以使得绝缘膜在弹性复合层位置的厚度大于其它位置的厚度，其中弹性复合层适于挤压电池的极片边缘区域。根据本实用新型的绝缘膜，在实现绝缘功能的同时，对极片的边缘区域形成挤压，使正负极片与隔膜能够紧密贴合，缩短锂离子的传输路径，从而消除瓶颈区，降低极片的减薄区域的析锂风险。

Description

一种绝缘膜、电池和用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言涉及一种绝缘膜、电池和用电装置。

背景技术

锂离子电池主要由电芯、绝缘膜、电解液、外壳等组成，为保证安全性能，电芯一般用绝缘膜包裹从而得以与外壳隔绝。目前绝缘膜一般采用聚丙烯材质，整体厚度一致。

在实际生产中，受设备和工艺限制，极片边缘区域存在削薄区，削薄区厚度和面密度均小于正常涂布区域厚度，导致极片膨胀后削薄区对应位置极片与绝缘膜不能很好的贴合，增加了充放电过程中锂离子传输路径，在使用过程中可能会出现析锂的现象，从而导致电池性能下降甚至产生安全隐患。

因此，需要一种电池绝缘膜、电池和用电装置，以至少部分地解决以上问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本实用新型第一方面提供了一种绝缘膜，用于电池，所述绝缘膜包括：

绝缘基层；

弹性复合层，所述弹性复合层附着于所述绝缘基层的边缘部分，以使得所述绝缘膜在所述弹性复合层位置的厚度大于其它位置的厚度，其中所述弹性复合层适于挤压所述电池的极片的减薄区域。

根据本实用新型的绝缘膜，在实现绝缘功能的同时，对极片的边缘区域形成挤压，使正负极片与隔膜能够紧密贴合，缩短锂离子的传输路径，从而消除瓶颈区，降低极片的边缘区域的析锂风险。

可选地，所述绝缘基层包括底膜部和相对地连接于所述底膜部的两侧的覆盖部，且所述覆盖部能够相对于所述底膜部弯折，所述弹性复合层靠近所述覆盖部远离所述底膜部的一侧设置。

可选地，所述弹性复合层距离所述覆盖部远离所述底膜部一侧的边缘5-20mm。

可选地，两个所述覆盖部分别设置于所述底膜部的相对的两侧，在所述弹性复合层靠近所述底膜部一侧至远离所述底膜部一侧的方向上，所述弹性复合层的尺寸为5-50mm。

可选地，所述覆盖部沿第一方向的尺寸大于所述底膜部沿所述第一方向的尺寸，所述覆盖部包括平铺区域和相对地连接于所述平铺区域的沿所述第一方向两侧的折弯区域，所述弹性复合层沿所述第一方向的尺寸与所述平铺区域沿所述第一方向的尺寸一致。

可选地，所述绝缘基层的厚度为0.05-0.5mm；并且/或者所述弹性复合层的厚度为0.1-5mm。

可选地，沿远离所述底膜部的方向，所述弹性复合层的厚度逐渐增大。

可选地，所述弹性复合层是发泡聚氨酯层、发泡聚丙烯层、物理发泡聚乙烯层、化学交联聚乙烯发泡材料层、乙烯/醋酸乙烯共聚树酯层、聚醚嵌段酰胺层、丙烯基弹性体层、泡沫硅橡胶层、丁苯橡胶层、异戊橡胶层、顺丁橡胶层、三元乙丙橡胶层或二氧化硅气凝胶层。

可选地，所述弹性复合层的厚度能够被压缩1％-99％。

优选地，所述弹性复合层的厚度能够被压缩30％-80％。

可选地，所述弹性复合层构造为多孔结构。

可选地，所述弹性复合层的孔隙率为1％-99％。

优选地，所述弹性复合层的孔隙率为40％-90％。

本实用新型第二方面提供了一种电池，所述电池包括：

外壳，所述外壳内形成容纳腔；

电芯，所述电芯设置于所述容纳腔中，所述电芯包括极片，所述极片的边缘区域构造为减薄区域，所述极片在所述减薄区域位置的厚度小于所述极片的其它涂覆有活性材料的区域的厚度；

上述第一方面所述的绝缘膜，所述绝缘膜包覆所述电芯，且至少部分所述弹性复合层适于与所述减薄区域抵接。

本实用新型第三方面提供了一种用电装置，包括上述第二方面所述的电池。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的原理。

附图中：

图1为根据本申请的一种实施方式的绝缘膜的展开结构示意图；

图2为根据本申请的一种实施方式的电池的极片的示意图；

图3为根据本申请的一种实施方式的电池的绝缘膜包裹电芯的示意图。

附图标记说明：

100：绝缘膜

110：绝缘基层

111：底膜部

112：覆盖部

113：折弯区域

114：平铺区域

120：弹性复合层

D1：第一方向

D2：第二方向

10：极芯

11：极片

12：集流体

13：减薄区域

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

本实用新型中所引用的诸如“第一”和“第二”的序数词仅仅是标识，而不具有任何其他含义，例如特定的顺序等。而且，例如，术语“第一部件”其本身不暗示“第二部件”的存在，术语“第二部件”本身不暗示“第一部件”的存在。需要说明的是，本文中所使用的术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明目的，并非限制。

现在，将参照附图更详细地描述根据本实用新型的示例性实施例。

本申请提供一种用于电池的绝缘膜100。电池中设有电芯，绝缘膜100用于包裹电芯，以将外壳和电芯之间绝缘隔开。参考图2，电芯包括极片11，如正极片和负极片，相同的极片(如正极片之间或负极片之间)通过集流体12电连接。极片11的边缘具有减薄区域13，极片11在减薄区域13处的厚度小于所述极片的其它涂覆有活性材料的区域的厚度。例如，在一种可选实施方式中，极片11在减薄区域13处的厚度沿靠近极片11边缘的方向逐渐减小。

绝缘膜100的具体结构参考图1，绝缘膜100包括绝缘基层110和弹性复合层120。弹性复合层120附着于绝缘基层110的边缘部分，以使得绝缘膜100在弹性复合层120位置的厚度大于其它位置的厚度，其中弹性复合层120适于挤压电池的电芯的极片11边缘区域，即如图3中示出的挤压减薄区域13。

根据本实用新型的绝缘膜，在实现绝缘功能的同时，对极片的边缘区域形成挤压，使极片与隔膜能够紧密贴合，缩短锂离子的传输路径，从而消除瓶颈区，降低极片的边缘区域的析锂风险。

其中，绝缘基层110主要起到绝缘和提供热熔点与结构件连接的功能，优选采用聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯对苯二甲酸酯等材质，上述材料具有耐高温、化学稳定性好，耐腐蚀等特性，且具有较好的热熔性，能够增加与结构件的连接效果。绝缘基层110的厚度优选为0.05-0.5mm。

绝缘基层110包括底膜部111和覆盖部112。两个覆盖部112相对地连接于底膜部111的两侧，且覆盖部112能够相对于底膜部111弯折。具体而言，底膜部111沿第一方向D1延伸，两个覆盖部112分别设置于底膜部111的沿第二方向D2的两侧，其中第二方向D2正交于第一方向D1。第一方向D1也可以称之为绝缘基层110的宽度方向，第二方向D2也可以称之为绝缘基层110的长度方向。

弹性复合层120的厚度优选为0.1-5mm，其设置于覆盖部112的间隔于底膜部111的边缘区域，并沿第一方向D1延伸。覆盖部112的沿第一方向D1的尺寸大于底膜部111沿第一方向D1的尺寸，以使得覆盖部112还能够包裹住电芯的侧面。例如，覆盖部112可以包括平铺区域114和相对地连接于平铺区域114的沿第一方向D1的两侧的折弯区域113。优选地，弹性复合层120距离覆盖部112的边缘5-20mm。弹性复合层120沿第二方向D2的尺寸为5-50mm，或者说弹性复合层120的宽度为5-50mm。弹性复合层120沿第一方向D1的尺寸与平铺区域114沿第一方向D1的尺寸一致，即弹性复合层120的长度与平铺区域114的宽度尺寸一致。

当绝缘膜100包裹电芯时，如图3所示的，电芯的端部对应于绝缘基层110的底膜部111设置，而两个覆盖部112分别从电芯的两侧弯折覆盖电芯，且覆盖部112的沿第一方向D1两侧的折弯区域113弯折并包裹住电芯的侧面。优选地，电芯的端部与底膜部111之间还可以设置绝缘支撑件，以进一步提高电芯和外壳之间的电绝缘性。

由于弹性复合层120具有一定弹性，因此可以对极片11边缘的减薄区域13形成一定的持续积压，使二者能够紧密贴合。其中，弹性复合层120的厚度能够被压缩1％-99％，以提供所需的弹性力。示例性地，弹性复合层120可以选用乙烯/醋酸乙烯共聚树酯、聚醚嵌段酰胺、丙烯基弹性体、丁苯橡胶、异戊橡胶、顺丁橡胶、三元乙丙橡胶等。即，弹性复合层120可以是乙烯/醋酸乙烯共聚树酯层、聚醚嵌段酰胺层、丙烯基弹性体层、丁苯橡胶层、异戊橡胶层、顺丁橡胶层或三元乙丙橡胶层等。

作为一种实现方式，弹性复合层120构造为多孔结构，多孔结构也可以是弹性复合层120具有弹性且能够被压缩的原因。这种多孔结构可以在初始阶段吸收并储存一定量的电解液，并在使用过程中随着极片11膨胀而使得弹性复合层120受到压缩缓慢释放电解液，由此能够改善极片11高度方向上电解液分布，从而改善锂离子电池寿命。其中，弹性复合层120的孔隙率为1％-99％。示例性地，弹性复合层120还可以选用发泡聚氨酯、发泡聚丙烯、物理发泡聚乙烯、化学交联聚乙烯发泡材料、泡沫硅橡胶、二氧化硅气凝胶等。即，弹性复合层120可以是发泡聚氨酯层、发泡聚丙烯层、物理发泡聚乙烯层、化学交联聚乙烯发泡材料层、泡沫硅橡胶层、二氧化硅气凝胶层等。

为保证弹性复合层120对极片11减薄区域13既能够提供一定范围的压力，确保极片11贴合紧密，同时不至于压力过大导致电解液被挤向其他区域从而导致另外的析锂失效模式，弹性复合层120的厚度优选能够被压缩30％-80％，孔隙率优选为40％-90％。

本实用新型第二方面提供了电池，电池包括外壳和电芯。外壳内形成容纳腔，电芯设置于容纳腔中。电芯的边缘构造为减薄区，绝缘膜100的至少部分边缘区域对应于电芯的至少部分边缘区域，具体而言绝缘膜100弹性复合层120压接于减薄区域13。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (15)

1.一种绝缘膜，用于电池，其特征在于，所述绝缘膜包括：

绝缘基层；

弹性复合层，所述弹性复合层附着于所述绝缘基层的边缘部分，以使得所述绝缘膜在所述弹性复合层位置的厚度大于其它位置的厚度，其中所述弹性复合层适于挤压所述电池的极片的减薄区域。

2.根据权利要求1所述的绝缘膜，其特征在于，所述绝缘基层包括底膜部和相对地连接于所述底膜部的两侧的覆盖部，且所述覆盖部能够相对于所述底膜部弯折，所述弹性复合层靠近所述覆盖部远离所述底膜部的一侧设置。

3.根据权利要求2所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层距离所述覆盖部远离所述底膜部一侧的边缘5-20mm。

4.根据权利要求2所述的绝缘膜，其特征在于，两个所述覆盖部分别设置于所述底膜部的相对的两侧，在所述弹性复合层靠近所述底膜部一侧至远离所述底膜部一侧的方向上，所述弹性复合层的尺寸为5-50mm。

5.根据权利要求4所述的绝缘膜，其特征在于，所述覆盖部沿第一方向的尺寸大于所述底膜部沿所述第一方向的尺寸，所述覆盖部包括平铺区域和相对地连接于所述平铺区域的沿所述第一方向两侧的折弯区域，所述弹性复合层沿所述第一方向的尺寸与所述平铺区域沿所述第一方向的尺寸一致。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的绝缘膜，其特征在于，

所述绝缘基层的厚度为0.05-0.5mm；并且/或者

所述弹性复合层的厚度为0.1-5mm。

7.根据权利要求2-5中任一项所述的绝缘膜，其特征在于，沿远离所述底膜部的方向，所述弹性复合层的厚度逐渐增大。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层是发泡聚氨酯层、发泡聚丙烯层、物理发泡聚乙烯层、化学交联聚乙烯发泡材料层、乙烯/醋酸乙烯共聚树酯层、聚醚嵌段酰胺层、丙烯基弹性体层、泡沫硅橡胶层、丁苯橡胶层、异戊橡胶层、顺丁橡胶层、三元乙丙橡胶层或二氧化硅气凝胶层。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层的厚度能够被压缩1％-99％。

10.根据权利要求9所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层的厚度能够被压缩30％-80％。

11.根据权利要求9所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层构造为多孔结构。

12.根据权利要求11所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层的孔隙率为1％-99％。

13.根据权利要求12所述的绝缘膜，其特征在于，所述弹性复合层的孔隙率为40％-90％。

14.一种电池，其特征在于，所述电池包括：

外壳，所述外壳内形成容纳腔；

电芯，所述电芯设置于所述容纳腔中，所述电芯包括极片，所述极片的边缘区域构造为减薄区域，所述极片在所述减薄区域位置的厚度小于所述极片的其它涂覆有活性材料的区域的厚度；

根据权利要求1-13中任一项所述的绝缘膜，所述绝缘膜包覆所述电芯，且至少部分所述弹性复合层适于与所述减薄区域抵接。

15.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求14所述的电池。