CN220544163U - 锂电池的抗褶皱隔膜、电芯及其锂电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：包括裸膜和涂覆膜，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面或双面的间歇性涂覆层，所述裸膜和涂覆膜相延续且其在单个电池电芯中的层数比例符合下述关系式：7％≤y/(x+y)≤30％，其中，y为单个电池电芯中涂覆膜的层数，x为单个电池电芯中裸模的层数。本实用新型还公开了使用该抗褶皱隔膜的电芯及其锂电池。本实用新型通过对电芯隔膜的改进，使成品电芯的褶皱程度得到极大的改善，通过调整涂覆膜在整个电芯隔膜中所占的比例，可以有效地调整成品电芯的褶皱程度。
Description
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池的抗褶皱隔膜、电芯及其锂电池。
背景技术
锂电池装置具有能量转换效率大、循环寿命长、组装便捷等诸多优势。在汽车领域与储能领域应用广泛。随着行业的发展，对锂电池的性能和成本要求越来越高，因此需要一种即能保持锂电池性能又能降低锂电池成本的方案。
现有的降本方案之一，是通过选择PP裸膜，但PP裸膜会导致电芯的褶皱，影响性能及安全性能。为此，本领域技术人员尝试了各种方法改善锂电池隔膜褶皱的技术问题，常见的方式包括：1、改变锂电池电解液的特性，使隔膜在电解液中的应力释放效应减弱，但是电解液的调整对锂电池各项性能影响较大，工艺非常复杂；2、在制备锂电池之前，释放隔膜应力，该方式成本较高，且会对环境造成污染；3、改变隔膜的晶区与非晶区结构，提升隔膜的抗褶皱能力，如公开号为CN109702977A，名称为“一种抗电解液褶皱锂离子电池隔膜制备方法及制得的隔膜”的中国发明专利申请文件中公开了一种抗电解液褶皱锂离子电池隔膜，能够较好解决隔膜褶皱问题，但是可能存在引入其他副作用问题，例如导致锂电池自放电过大，或者高模量隔膜可能引起锂电池电芯在循环使用过程中更容易“S”型变形等。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种锂电池的抗褶皱隔膜及其锂电池。
为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：
一种锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：包括裸膜和涂覆膜，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面或双面的间歇性涂覆层，所述裸膜和涂覆膜相延续且其在单个电池电芯中的层数比例符合下述关系式：7％≤y/(x+y)≤30％，其中，y为单个电池电芯中涂覆膜的层数，x为单个电池电芯中裸模的层数。
进一步地，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面的间歇性涂覆层，所述10％≤y/(x+y)≤30％。
进一步地，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面的间歇性涂覆层，所述15％≤y/(x+y)≤25％。
进一步地，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层双面的间歇性涂覆层，所述10％≤y/(x+y)≤25％。
进一步地，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层双面的间歇性涂覆层，所述15％≤y/(x+y)≤20％。
进一步地，所述涂覆膜中,涂覆层与裸膜层的面积比为25-70％:1。
进一步地，所述裸膜为为PP膜。
本实用新型的另一方面，还提供一种锂电池的电芯，包括正极极片、负极极片和隔膜，其特征在于：所述隔膜为前述抗褶皱隔膜，所述抗褶皱隔膜的涂覆膜位于电芯的起始端。
进一步地,所述涂覆膜位于电芯的起始端且单独构成电芯的第1-3层。
本实用新型的另一方面，还提供一种锂电池，包括壳体与前述电芯。
本实用新型通过对电芯隔膜的改进，具体地，通过对构成电芯内侧(电芯的起始端)的隔膜进行间歇性涂覆，使成品电芯的褶皱程度得到极大的改善。通过调整涂覆膜在整个电芯隔膜中所占的比例，可以有效地调整成品电芯的褶皱程度。
与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：
1、在不明显增加成本的同时可有效地改善电芯的褶皱程度。
2、可操作性强，可在现有的电芯生产产线上实施，只需对隔膜进行改造，使其包括相延续的涂覆膜和裸膜，并通过涂覆膜和裸膜在长度比例上的设置，使隔膜的涂覆膜部分位于每一电芯的起始端并达到相应的占比，即可有效地改善成品电芯的褶皱程度，实施成本低，改善效果显著。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为电芯的结构示意图；
图2为本实用新型实施例1的结构示意图；
图3为本实用新型实施例1涂覆膜102的结构示意图；
图4为本实用新型实施例2涂覆膜102的结构示意图；
图5为本实用新型实施例7的结构示意图；
图中，抗褶皱隔膜100、裸膜101、涂覆膜102、裸膜层102a、涂覆层102b；正极极片1、隔膜2、负极极片3、电芯4。
具体实施方式
在锂电池的生产过程中，尺寸相匹配的正极极片1、隔膜2、负极极片3、隔膜2卷绕形成电芯4，因此，原则上，电芯4的每一层均包括正极极片1、隔膜2、负极极片3、隔膜2，如图1所示。
实施例1
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。如图2，图3所示，本锂电池的抗褶皱隔膜100，包括裸膜101和涂覆膜102，所述涂覆膜102包括裸膜层102a和位于裸膜层单面的间歇性涂覆层102b，所述裸膜101和涂覆膜102相延续且其在单个电芯中的层数比例符合下述关系式：
15％≤y/(x+y)≤25％，其中，y为单个电芯中涂覆膜102的层数，x为单个电芯中裸模101的层数；x+y则构成整个电芯的层数。作为一种具体的实施方式，在本实施例中，y/(x+y)＝25％。
涂覆膜102中,涂覆层102b与裸膜层102a的面积比为25-70％:1。作为一种具体的实施方式，以单面涂覆面密度0.8g/m2为例，涂覆的材料为现有的涂层材料，如聚偏二氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯等，沿涂覆膜102的长度方向，在涂覆膜102的裸膜层102a上，大致等间距地设置若干涂覆层102b，涂覆层102b的宽度与裸膜层102a一致，涂覆层102b与裸膜层102a单面的面积比为60％：1(若折合成与裸膜层102a双面的面积比例关系则为30％：1)
所述裸膜101、裸膜层102a均为PP膜。
实施例2
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。本实施例与实施例1的不同之处在于：在本实施例中，y/(x+y)＝20％；涂覆膜102为单面涂覆聚偏二氟乙烯胶液(PVDF)，涂覆密度0.9g/m2，涂覆层102b与裸膜层102a单面的面积比为50％：1。其中，聚偏二氟乙烯胶液含量为3.5％～4％。
实施例3
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。本实施例与实施例1的不同之处在于：在本实施例中，y/(x+y)＝15％；涂覆膜102为单面涂覆聚偏二氟乙烯胶液，涂覆密度0.9g/m2，涂覆层102b与裸膜层102a单面的面积比为65％：1。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于：y/(x+y)＝10％。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于：y/(x+y)＝5％。
实施例4
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。本实施例与实施例1的不同之处在于：
如图4所示，本锂电池的抗褶皱隔膜100，包括裸膜101和涂覆膜102，所述涂覆膜102包括裸膜层102a和位于裸膜层双面的间歇性涂覆层102b，所述裸膜101和涂覆膜102相延续且其在单个电芯中的层数比例符合下述关系式：
10％≤y/(x+y)≤25％，其中，y为单个电芯中涂覆膜102的层数，x为单个电芯中裸模101的层数；x+y则构成整个电芯的层数。作为一种具体的实施方式，在本实施例中，y/(x+y)＝20％。
涂覆膜102中,涂覆层102b与裸膜层102a的面积比为25-70％:1。作为一种具体的实施方式，在涂覆膜102为双面涂覆聚偏二氟乙烯胶液，涂覆密度0.8g/m2，涂覆层102b与裸膜层102a双面的面积比为50％：1。
实施例5
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。本实施例与实施例4的不同之处在于：y/(x+y)＝15％，涂覆膜102为双面涂覆聚偏二氟乙烯胶液，涂覆密度0.8g/m2，涂覆层102b与裸膜层102a双面的面积比为60％：1。
实施例6
本实施例提供一种锂电池的抗褶皱隔膜100。本实施例与实施例4的不同之处在于：y/(x+y)＝10％，涂覆膜102为双面涂覆聚偏二氟乙烯胶液，涂覆密度0.8g/m2，涂覆层102b与裸膜层102a双面的面积比为65％：1。
对比例3
本对比例与实施例4的不同之处在于：y/(x+y)＝7％。
实施例7
如图5所示，本实施例提供一种锂电池的电芯4，包括正极极片1、负极极片3和隔膜2，所述隔膜2采用实施例1-6任一所述的锂电池的抗褶皱隔膜100，所述抗褶皱隔膜100的涂覆膜102位于电芯的起始端，即电芯的中心。作为一种具体的实施方式，在电芯的起始端，可以是以正极极片1、负极极片2与本抗褶皱隔膜100为构成电芯的一层的基本结构，也可以是不包括正极极片1、负极极片2，仅由两层本抗褶皱隔膜100构成起始的层结构，如：可以仅由两层本抗褶皱隔膜100构成电芯起始的1-3层，具体地，仅由两层本抗褶皱隔膜100中的涂覆膜102构成电芯起始的1-3层，涂覆膜102与裸膜101相延续，图5中，沿卷绕方向，A点之前的为涂覆膜102，A点之后的为裸膜101。
实施例8
本实施例提供一种锂电池，包括壳体与实施例6所述的电芯。
经测试，使用本实用新型的抗褶皱隔膜100形成的电芯，电芯截面褶皱得到很好的改善。测试结果如下表：
| 截面褶皱 | |
| 实施例1 | 无褶皱 |
| 实施例2 | 轻微褶皱 |
| 实施例3 | 轻微褶皱 |
| 对比例1 | 电芯褶皱，贯穿性褶皱≤1条/层 |
| 对比例2 | 严重褶皱 |
| 实施例4 | 无褶皱 |
| 实施例5 | 轻微褶皱 |
| 实施例6 | 轻微褶皱 |
| 对比例3 | 电芯褶皱，贯穿性褶皱≤1条/折 |
可以看出，采用本实用新型提供的锂电池的抗褶皱隔膜100，可有效的改善电芯的截面褶皱问题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (10)
1.一种锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：包括裸膜和涂覆膜，所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面或双面的间歇性涂覆层，所述裸膜和涂覆膜相延续且其在单个电池电芯中的层数比例符合下述关系式：7%≤y/（x+y）≤30%，其中，y为单个电池电芯中涂覆膜的层数，x为单个电池电芯中裸模的层数。
2.根据权利要求1所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层单面的间歇性涂覆层，10%≤y/（x+y）≤30%。
3.根据权利要求2所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于： 15%≤y/（x+y）≤25%。
4.根据权利要求1所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：所述涂覆膜包括裸膜层和位于裸膜层双面的间歇性涂覆层，10%≤y/（x+y）≤25%。
5.根据权利要求4所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于： 15%≤y/（x+y）≤20%。
6.根据权利要求1所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：所述涂覆膜中,涂覆层与裸膜层的面积比为25-70%:1。
7.根据权利要求1所述的锂电池的抗褶皱隔膜，其特征在于：所述裸膜为为PP膜。
8.一种锂电池的电芯，包括正极极片、负极极片和隔膜，其特征在于：所述隔膜为权利要求1-7任一所述的抗褶皱隔膜，所述抗褶皱隔膜的涂覆膜位于电芯的起始端。
9.根据权利要求8所述的锂电池的电芯，其特征在于：所述涂覆膜位于电芯的起始端且单独构成电芯的第1-3层。
10.一种锂电池，其特征在于：包括壳体与权利要求8-9任一所述的电芯。
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