CN220821673U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池。所述电池包括芯包和封装膜，芯包包括依次层叠设置的第一隔离膜、第一电极、第二隔离膜、第二电极和第三隔离膜；所述封装膜包覆所述芯包；其中，所述第一隔离膜与所述封装膜之间以及所述第三隔离膜与所述封装膜之间均设置支撑板；所述支撑板粘结于所述封装膜的内表面中。本实用新型在隔离膜与封装膜之间设置支撑板，且支撑板粘结于封装膜的内表面中，支撑板夹紧了电池中的芯包结构，可防止电极和第二隔离膜的移动，防止了电池短路，提升了电池的安全性能，还可使第一电极和第二电极接触更紧密，降低电池内阻，提升测试数据的可靠性。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，涉及一种电池，尤其涉及一种锂离子软包电池。

背景技术

目前主要用于评测锂离子电池的电化学性能及其物化性能的电池结构有以下几种，扣式电池、圆柱电池，扣式电池虽然评测周期短，但是扣式电池存在测试项目单一、一致性差、无法进行安全等电化学性能测试的缺点；而圆柱电池及其软包电池存在制作周期长、材料之间测试过程干扰因素多、无法进行单极片的热扩散研究等缺点。

为解决上述问题，现有技术中可以采用单片电池或对称电池进行测试，第一电极、隔离膜、第二电极直接封装在铝塑膜内进行测试，能够快速、准确的测试其材料及其极片的电化学性能，但是存下下述问题：

1)现有方法制作的单片电池/对称电池厚度较薄，测试过程不易拿取，且内部第一电极、第二电极及隔离膜容易褶皱，易发生短路危险；

2)现有方法制作的单片电池/对称电池只有第一电极和第二电极两片极片，极片无束缚力，封装后极片易移动，电芯阻抗较大，电性能较差，从而使得数据测试的可靠性下降。

因此，如何提升单片电池/对称电池的安全性和数据测试的可靠性，是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池。本实用新型在隔离膜与封装膜之间设置支撑板，且支撑板粘结于封装膜的内表面中，支撑板夹紧了电池中的芯包结构，可防止电极和第二隔离膜的移动，防止了电池短路，提升了电池的安全性能，还可使第一电极和第二电极接触更紧密，降低电池内阻，提升测试数据的可靠性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种电池，所述电池包括芯包和封装膜，芯包包括依次层叠设置的第一隔离膜、第一电极、第二隔离膜、第二电极和第三隔离膜；所述封装膜包覆所述芯包；

其中，所述第一隔离膜与所述封装膜之间以及所述第三隔离膜与所述封装膜之间均设置支撑板；所述支撑板粘结于所述封装膜的内表面中。

作为本实用新型一个优选的技术方案，电池中极耳伸出的方向为长度方向，垂直于电池中极耳伸出的方向为宽度方向，所述支撑板的宽度大于所述第一隔离膜以及所述第三隔离膜的宽度，所述支撑板的长度小于所述第一隔离膜以及所述第三隔离膜的长度。

作为本实用新型一个优选的技术方案，沿电池中极耳伸出的方向，所述支撑板中远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第一隔离膜的边缘对齐，

和/或，所述支撑板中远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第三隔离膜的边缘对齐。

作为本实用新型一个优选的技术方案，沿电池中极耳伸出的方向，所述第一隔离膜的长度与所述支撑板的长度的差值为3～5mm，

和，所述第三隔离膜的长度与所述支撑板的长度的差值为3～5mm。

作为本实用新型一个优选的技术方案，沿垂直于电池中极耳伸出的方向，所述支撑板的宽度与所述第一隔离膜的宽度的差值为1～3mm，

和，所述支撑板的宽度与所述第三隔离膜的宽度的差值为1～3mm。

作为本实用新型一个优选的技术方案，第一隔离膜、所述第二隔离膜和所述第三隔离膜形成两个具有一端隔离膜袋，所述第一电极和第二电极分别置于所述两个隔离膜袋中。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述第一电极和第二电极各自独立地包括正极极片和/或负极极片。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述第一电极为正极极片，所述第二电极为负极极片；

或，所述第一电极为负极极片，所述第二电极为正极极片；

或，所述第一电极和第二电极均为正极极片或均为负极极片。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述第一电极和第二电极均为正极极片或均为负极极片时，所述第一电极与所述第二电极之间存在电势差。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述支撑板包括亚力克板或聚碳酸酯板。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述支撑板的厚度为1～3mm。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述电池中极耳的焊接处设置保护层。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述保护层的厚度为0.1～0.3mm。

作为本实用新型一个优选的技术方案，所述电池包括锂离子电池。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型在隔离膜与封装膜之间设置支撑板，且支撑板粘结于封装膜的内表面中，支撑板夹紧了电池中的芯包结构，增加了电池的厚度和硬度，方便拿取，可防止电极和第二隔离膜的移动，防止了电池短路，提升了电池的安全性能，还可使第一电极和第二电极接触更紧密，降低电池内阻，提升测试数据的可靠性。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式中提供的电池的横截面的结构示意图。

图2为本实用新型具体实施方式中电池的芯包结构的结构示意图(芯包结构包括第一隔离膜、第一电极、第二隔离膜、第二电极和第三隔离膜)。

图3为本实用新型具体实施方式中提供的带有支撑板的封装膜的结构示意图。

图4为本实用新型具体实施方式中提供的由第一隔离膜、所述第二隔离膜和所述第三隔离膜构成开口的封装袋结构的结构示意图。

图5为本实用新型具体实施方式中开口的封装袋结构与第一电极和第二电极的位置关系的结构示意图。

图6为由图3与图5结合得到的电池的拆分结构示意图。

图7为实施例3与对比例3提供的电池的电化学阻抗谱图。

其中，1-第一隔离膜，2-第一电极，3-第二隔离膜，4-第二电极，5-第三隔离膜，6-封装膜，7-支撑板，A-图2，B-图5。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本领域技术人员理应了解的是，本实用新型中必然包括用于实现工艺完整的必要管线、常规阀门和通用泵设备，但以上内容不属于本实用新型的主要发明点，本领域技术人员可以基于工艺流程和设备结构选型可以自行增设布局，本实用新型对此不做特殊要求和具体限定。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

现有技术中将阳极片、隔膜、阴极片直接组装成芯包结构，然后封装于封装膜中，形成单片电池；现有技术中对称电池的制备方法为：将全电池调节至指定电荷状态后拆解，对极片进行裁剪得到完全相同两片正极或负极，然后再将这两片相同的正极或负极极片重新组装得到对称电池。

而无论是单片电池还是对称电池，均存在以下问题：

1)现有方法制作的单片电池/对称电池只有一组电极片，极耳焊接过程需功率超小焊接设备，电池厂生产设备功率较高不能满足，焊接过程出现极耳焊透问题，适用范围窄，良品率低；

2)现有方法制作的单片电池/对称电池厚度较薄，测试过程不易拿取，且内部第一电极、第二电极及隔离膜容易褶皱，易发生短路危险；

3)现有方法制作的单片电池/对称电池只有第一电极和第二电极两片极片，极片无束缚力，封装后极片易移动，且电芯阻抗较大，电性能较差。

因此，为了解决上述问题，本实用新型提出以下技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供一种电池，如图1、图2和图3所示，所述电池包括芯包和封装膜6，芯包包括依次层叠设置的第一隔离膜1、第一电极2、第二隔离膜3、第二电极4和第三隔离膜5；所述封装膜6包覆所述芯包；

其中，所述第一隔离膜1与所述封装膜6之间以及所述第三隔离膜5与所述封装膜6之间均设置支撑板7；所述支撑板7粘结于所述封装膜6的内表面中。

封装膜6可以为铝塑膜。

本实用新型在隔离膜(第一隔离膜/第三隔离膜)与封装膜之间设置支撑板，且支撑板粘结于封装膜的内表面中，增加了电池的厚度和硬度，方便拿取；支撑板夹紧了芯包，可防止电极和第二隔离膜的移动，防止了电池短路，提升了电池的安全性能；还可使第一电极和第二电极接触更紧密，降低电池内阻，提升测试数据的可靠性。

本实用新型提供的技术方案中，支撑板需要粘结在封装膜的内表面，如果支撑板直接与电极的表面接触，则会导致粘结过程中易对电极造成破坏；如果支撑板板直接粘结于隔离膜表面，又会出现隔离膜过薄，粘结过程隔离膜易褶皱，操作难度高，良品率低的问题。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，第一隔离膜1、第二隔离膜3和第三隔离膜5的尺寸均大于第一电极2以及第二电极4的尺寸。

本实用新型中的支撑板，分别为第一隔离膜处的支撑板和第三隔离膜处的支撑板，其尺寸的限定均为直接接触的结构间的比较。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，电池中极耳伸出的方向为长度方向，垂直于电池中极耳伸出的方向为宽度方向，所述支撑板7的宽度大于所述第一隔离膜1以及所述第三隔离膜5的宽度，所述支撑板7的长度小于所述第一隔离膜1以及所述第三隔离膜5的长度。

本实用新型中，支撑板的宽度大于对应位置的隔离膜的宽度，支撑板的长度小于对应位置的隔离膜的宽度，更有利于封装膜和极耳的封装。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，沿电池中极耳伸出的方向，所述支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第一隔离膜1的边缘对齐，

和，所述支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第三隔离膜5的边缘对齐。

进一步地，沿电池中极耳伸出的方向，所述第一隔离膜1的长度与所述支撑板7的长度的差值为3～5mm，

和/或，所述第三隔离膜5的长度与所述支撑板7的长度的差值为3～5mm。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，沿垂直于电池中极耳伸出的方向，所述支撑板7的宽度与所述第一隔离膜1的宽度的差值为1～3mm，

和，所述支撑板7的宽度与所述第三隔离膜3的宽度的差值为1～3mm。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，如图4所示，第一隔离膜1、第二隔离膜3和第三隔离膜5形成两个具有一端开口的隔离膜袋，例如，第一隔离膜1、第二隔离膜3、第三隔离膜5相对应的三条边粘接后形成两个一端开口的隔离膜袋，第一电极2和第二电极4分别置于两个隔离膜袋中。

隔离膜袋结构可以有效防止因隔离膜褶皱或位置变化造成的短路，且测试完成后，更易将第一电极和第二电极分离进行劣化分析。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，所述第一电极2和第二电极4各自独立地包括正极极片和/或负极极片。

具体地，所述第一电极2为正极极片，所述第二电极4为负极极片；

或，所述第一电极2为负极极片，所述第二电极4为正极极片；

或，所述第一电极2和第二电极4均为正极极片或均为负极极片。

更进一步地，所述第一电极2和第二电极4均为正极极片或均为负极极片时，所述第一电极2与所述第二电极4之间存在电势差。

本实用新型中，第一电极和第二电极中的极片类型不同时，为单片电池结构，而极片结构相同时，则为对称电池结构。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，所述支撑板7包括亚力克板或聚碳酸酯板。

本实用新型中的支撑板的板材类型，不仅仅为上述亚克力板或聚碳酸酯板(PC板)，其他的不与电解液发生反应的透明板材，本实用新型均适用。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，所述支撑板7的厚度为1～3mm。

本实用新型中，支撑板的厚度过薄，不利于第一电极和第二电极紧密接触，起不到降低电池内阻作用；而过厚，封装膜冲坑深度增加，易造成封装膜破损漏液。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，如图5和6所示(图2中形成的结构A和图5中形成的结构B共同组成了图6)，所述电池中极耳的焊接处设置保护层。

本实用新型中，在极耳的焊接处均设置保护层，保护层可以为单层结构，也可以为多层结构，防止极耳焊接过程中出现焊透现象，提升良品率，降低对焊接设备的要求。

具体地，所述保护层的厚度为0.1～0.3mm。

作为具体实施方式中一个优选的技术方案，所述电池包括锂离子电池。

需要说明：

本实用新型中的电极结构、隔离膜结构、材质及制备方法均为常规技术选择(第一隔离膜、第二隔离膜和第三隔离膜均为常规的隔膜结构)。

本实用新型中，电池的制备过程为常规技术手段，本领域技术人员可获知的，且已公开的技术手段，本实用新型均适用。

示例性地，本实用新型提供一种制备过程：

将第一隔离膜、第二隔离膜和第三隔离膜的三条边进行封装(例如，粘接)，形成两个具有一端开口的隔离膜袋结构(由第二隔离膜隔开)，将第一电极、第二电极分别置于两个隔离膜袋中；将第一电极/第二电极上的箔极耳焊接外接极耳，在焊接时极耳上设置有保护片，焊接完成后，焊接位置贴高温胶带，得到极耳结构；支撑板采用粘胶的方式固定于冲好坑的封装膜(铝塑膜)内表面上，并将芯包固定于带有两块板材的封装膜之间(为了防止芯包移动，可以采用燕尾夹进行预固定)，进行封装；将封装好的单片电池/对称电池进行烘烤、注液；进一步的单片电池/对称电池注液前水分需达标，且注液时需进行环境控制；得到待使用的电池结构。

下述实施例和对比例中的制备方法均参考示例中的方法。

实施例1

本实施例提供一种单片电池，基于上述具体实施方式提供的电池结构(具体结构如图1、图2和图3所示)：

其中，第一电极2为正极极片，第二电极4为负极极片；支撑板7(亚克力板)的厚度为2mm；

电池中极耳伸出的方向为长度方向，垂直于电池中极耳伸出的方向为宽度方向：

支撑板7的宽度大于第一隔离膜1和第三隔离膜5的宽度，支撑板7的长度小于第一隔离膜1和第三隔离膜5的长度；

支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与对应的第一隔离膜1(即直接接触)的边缘对齐，支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与对应的第三隔离膜5(即直接接触)的边缘对齐；

第一隔离膜1的长度与对应的支撑板7(即直接接触的支撑板)的长度的差值为4mm，第三隔离膜5的长度与对应的支撑板7(即直接接触的支撑板)的长度的差值为4mm；

支撑板7的宽度与对应的第一隔离膜1的宽度的差值为2mm，支撑板7的宽度与第三隔离膜5的宽度的差值为2mm。

实施例2

本实施例与实施例1的区别为，本实施例中：

第一隔离膜1、第二隔离膜3和第三隔离膜5形成两个具有一端开口的隔离膜袋，第一隔离膜1、第二隔离膜3、第三隔离膜5相对应的三条边粘接后形成两个一端开口的隔离膜袋，第一电极2和第二电极4分别置于两个隔离膜袋中；

其余结构与参数与实施例1保持一致。

实施例3

本实施例提供一种对称电池，基于上述具体实施方式提供的电池结构(具体结构如图4-图6中所示)：

其中，第一电极2为正极极片，第二电极4为正极极片；支撑板7(PC板)的厚度为1mm；

第一隔离膜1、第二隔离膜3和第三隔离膜5形成两个具有一端开口的隔离膜袋，第一隔离膜1、第二隔离膜3、第三隔离膜5相对应的三条边粘接后形成两个一端开口的隔离膜袋，第一电极2和第二电极4分别置于两个隔离膜袋中；

电池中极耳伸出的方向为长度方向，垂直于电池中极耳伸出的方向为宽度方向：

支撑板7的宽度大于第一隔离膜1和第三隔离膜5的宽度，支撑板7的长度小于第一隔离膜1和第三隔离膜5的长度；

支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与对应的第一隔离膜1(即直接接触)的边缘对齐，支撑板7中远离所述电池中极耳的一端的边缘与对应的第三隔离膜5(即直接接触)的边缘对齐；

第一隔离膜1的长度与对应的支撑板7(即直接接触的支撑板)的长度的差值为3mm，第三隔离膜5的长度与对应的支撑板7(即直接接触的支撑板)的长度的差值为3mm；

支撑板7的宽度与对应的第一隔离膜1的宽度的差值为1mm，支撑板7的宽度与第三隔离膜5的宽度的差值为1mm。

实施例4

本实施例与实施例3的区别为，本实施例中支撑板7的厚度为3mm。

其余结构与参数与实施例3保持一致。

对比例1

本对比例与实施例3的区别为，本对比例中未设置第一隔离膜1和第三隔离膜5。

其余结构与参数与实施例3保持一致。

对比例2

本对比例与实施例3的区别为，本对比例中支撑板7分别粘结于对应的第一隔离膜1和第三隔离膜5的表面。

其余结构与参数与实施例3保持一致。

对比例3

本对比例与实施例3的区别为，本对比例中不含有支撑板7。

其余结构与参数与实施例3保持一致。

图7为实施例3与对比例3提供的电池的电化学阻抗谱图，实施例3的电芯阻抗明显低于对比例3的电芯阻抗，这说明加入支撑板后，电芯的阻抗明显降低，这与第一电极和第二电极接触更紧密，锂离子传输距离更近，传输阻力更小有关。

将实施例1-4与对比例1-3提供的电池结构分别进行测试，具体的测试过程为：通过电池测试系统Land CT2001A进行1C恒流充放电循环测试，电压范围为2.0-3.65V。

测试结果的准确度如表1所示。

表1

从表1可以得出：

从实施例1与实施例2的数据结果可知，电池中，第一隔离膜、所述第二隔离膜和所述第三隔离膜构成开口的封装袋结构，可更好地实现固定第一电极和第二电极的作用，提高电芯寿命。

从实施例3-4与对比例1-3的数据结果可知，本实用新型提供的电池结构中，支撑板与第一隔离膜和第三隔离膜协同配合，且必须粘结于封装膜表面，才能解决单片电池/对称电池测试过程不易拿取，第一电极、第二电极及隔离膜容易褶皱，易发生短路且极片无束缚力，封装后极片易移动，电芯阻抗较大的问题。

综上所述，本实用新型在隔离膜与封装膜之间设置支撑板，且支撑板粘结于封装膜的内表面中，支撑板夹紧了电池中的芯包结构，增加了电池的厚度和硬度，方便拿取，可防止电极和第二隔离膜的移动，防止了电池短路，提升了电池的安全性能，还可使第一电极和第二电极接触更紧密，降低电池内阻，提升测试数据的可靠性。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括芯包和封装膜，芯包包括依次层叠设置的第一隔离膜、第一电极、第二隔离膜、第二电极和第三隔离膜；所述封装膜包覆所述芯包；

其中，所述第一隔离膜与所述封装膜之间以及所述第三隔离膜与所述封装膜之间均设置支撑板；所述支撑板粘结于所述封装膜的内表面中。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，电池中极耳伸出的方向为长度方向，垂直于电池中极耳伸出的方向为宽度方向，所述支撑板的宽度大于所述第一隔离膜以及所述第三隔离膜的宽度，所述支撑板的长度小于所述第一隔离膜以及所述第三隔离膜的长度。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，沿电池中极耳伸出的方向，所述支撑板远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第一隔离膜的边缘对齐，

和/或，所述支撑板中远离所述电池中极耳的一端的边缘与所述第三隔离膜的边缘对齐。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，沿电池中极耳伸出的方向，所述第一隔离膜的长度与所述支撑板的长度的差值为3～5mm，

和，所述第三隔离膜的长度与所述支撑板的长度的差值为3～5mm。

5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，沿垂直于电池中极耳伸出的方向，所述支撑板的宽度与所述第一隔离膜的宽度的差值为1～3mm，

和，所述支撑板的宽度与所述第三隔离膜的宽度的差值为1～3mm。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，第一隔离膜、所述第二隔离膜和所述第三隔离膜形成两个具有一端开口的隔离膜袋，所述第一电极和第二电极分别置于所述两个隔离膜袋中。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一电极和第二电极各自独立地包括正极极片和/或负极极片；

所述第一电极为正极极片，所述第二电极为负极极片；

或，所述第一电极为负极极片，所述第二电极为正极极片；

或，所述第一电极和第二电极均为正极极片或均为负极极片；

所述第一电极和第二电极均为正极极片或均为负极极片时，所述第一电极与所述第二电极之间存在电势差。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述支撑板包括亚力克板或聚碳酸酯板；

所述支撑板的厚度为1～3mm。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池中极耳的焊接处设置保护层；

所述保护层的厚度为0.1～0.3mm。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池包括锂离子电池。