本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及電池及其電芯。
背景技術(shù):
鋰離子電池由于其較高的能量密度,較高的電壓等優(yōu)點(diǎn),越來越多的應(yīng)用在不同的電子設(shè)備中。
鋰離子電池是由正極片、負(fù)極片以及隔膜卷繞或者層疊而成。其中,隔膜在鋰離子電池中起到隔絕正極片和負(fù)極片,防止電子導(dǎo)通的作用,此外由于隔膜具有多孔性結(jié)構(gòu),極易吸附電解液,允許充放電時(shí)鋰離子快速通過,當(dāng)電池因異常原因產(chǎn)生熱量,熱量在內(nèi)部累積,使電池升高的一定的溫度時(shí),隔膜中的微孔閉合,承載電流的鋰離子不能通過,從而截?cái)嚯娏?,防止溫度進(jìn)一步升高,有效避免產(chǎn)生更大的危害。
隔膜在保障鋰離子電池的安全性中具有至關(guān)重要的作用。但是隔膜由于其工藝特點(diǎn),是雙向或單向熱拉伸后才成膜或造孔的,在受熱閉孔的過程中,其會(huì)發(fā)生收縮,特別是在縱向(TD方向),由于隔膜兩端沒有限制,收縮會(huì)更加嚴(yán)重,導(dǎo)致正極片和負(fù)極片邊緣裸露出來,進(jìn)而導(dǎo)致正極片和負(fù)極片直接發(fā)生接觸,造成電池短路,產(chǎn)生更大熱量,甚至導(dǎo)致隔膜更大面積熔融,從而產(chǎn)生正極片和負(fù)極片更大面積地接觸,進(jìn)一步加劇短路,產(chǎn)熱失控,極易發(fā)生起火或者爆炸事故。
為避免上述情況,需要在隔膜兩端對(duì)隔膜進(jìn)行固定,防止隔膜在受熱時(shí)發(fā)生嚴(yán)重收縮。傳統(tǒng)的固定方式是采用膠紙固定,黏附在隔膜的兩端對(duì)隔膜進(jìn)行固定,但是膠紙存在一定的缺陷,首先是耐電解液差,注入電解液后在電解液的侵蝕下,粘結(jié)力變差,固定作用失效;其次,膠紙只能固定住最外圈隔膜,而電芯是卷繞或?qū)盈B結(jié)構(gòu)的,內(nèi)部隔膜層數(shù)較多,內(nèi)部的隔膜并不能被膠紙固定?。淮送?,鋰離子電池在發(fā)生異常時(shí),會(huì)產(chǎn)生熱量,膠紙?jiān)诟邷叵抡辰Y(jié)力會(huì)更差,甚至直接脫離,導(dǎo)致黏附固定的作用失效,不能有效預(yù)防隔膜的縱向收縮。因此,傳統(tǒng)采用膠紙固定隔膜的方式效果不佳。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
基于此,有必要針對(duì)傳統(tǒng)對(duì)隔膜的固定效果不佳,隔膜受熱容易收縮,造成正極片和負(fù)極片裸露而引起電池短路的缺陷,提供一種電池及其電芯。
一種鋰電池,包括:第一隔膜、正極片、第二隔膜和負(fù)極片,所述正極片包括一體連接的正極片本體和正極延伸部,所述負(fù)極片包括一體連接的負(fù)極片本體和負(fù)極延伸部,所述第一隔膜、所述正極片本體、所述第二隔膜和所述負(fù)極片本體依次層疊卷繞形成電芯本體,所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別凸出設(shè)置于所述電芯本體的一端,所述電芯本體靠近所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部的一端設(shè)置有第一黏膠體,所述電芯本體遠(yuǎn)離所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部的一端設(shè)置有第二黏膠體,所述第一黏膠體分別與所述第一隔膜和所述第二隔膜連接,所述第二黏膠體分別與所述第一隔膜以及所述第二隔膜連接。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的長(zhǎng)度大于所述正極片本體的長(zhǎng)度。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的長(zhǎng)度大于所述負(fù)極片本體的長(zhǎng)度。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述正極片本體和所述負(fù)極片本體的長(zhǎng)度相異設(shè)置。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述負(fù)極片本體的長(zhǎng)度大于所述正極片本體的長(zhǎng)度。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述電芯本體具有矩形截面。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述電芯本體具有橢圓形截面。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述電芯本體具有圓形截面。
一種電池,包括封裝殼體,還包括:上述任一實(shí)施例所述的電芯,所述封裝殼體包覆于所述電芯的外側(cè)。
在一個(gè)實(shí)施例中,所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別至少部分外露于所述封裝殼體。
上述電池及其電芯,通過黏膠將電芯本體兩端的各層的第一隔膜和第二隔膜相互黏接,使得第一隔膜和第二隔膜的兩端被固定,當(dāng)?shù)谝桓裟ず偷诙裟な軣岷?,由于其兩端都被固定而限制,因此第一隔膜和第二隔膜無法收縮,使得第一隔膜和第二隔膜的固定效果更佳,有效避免正極片和負(fù)極片暴露而引起的短路。
附圖說明
圖1為一實(shí)施例的電芯的一方向透視結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為一實(shí)施例的電芯的另一方向結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為一實(shí)施例的電芯的又一方向結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于理解本實(shí)用新型,下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式。但是,本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來實(shí)現(xiàn),并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地,提供這些實(shí)施方式的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。
需要說明的是,當(dāng)元件被稱為“設(shè)置于”另一個(gè)元件,它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件,它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的,并不表示是唯一的實(shí)施方式。
除非另有定義,本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的,不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
例如,一種電芯,包括:第一隔膜、正極片、第二隔膜和負(fù)極片,所述正極片包括一體連接的正極片本體和正極延伸部,所述負(fù)極片包括一體連接的負(fù)極片本體和負(fù)極延伸部,所述第一隔膜、所述正極片本體、所述第二隔膜和所述負(fù)極片本體依次層疊卷繞形成電芯本體,所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別凸出設(shè)置于所述電芯本體的一端,所述電芯本體靠近所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部的一端設(shè)置有第一黏膠體,所述電芯本體遠(yuǎn)離所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部的一端設(shè)置有第二黏膠體,所述第一黏膠體分別與所述第一隔膜和所述第二隔膜連接,所述第二黏膠體分別與所述第一隔膜以及所述第二隔膜連接。
例如,一種電池,包括封裝殼體上述實(shí)施例中的所述電芯,所述封裝殼體包覆于所述電芯的外側(cè),所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別至少部分外露于所述封裝殼體。
在一個(gè)實(shí)施例中提供一種電池,所述電池為鋰離子電池,包括:封裝殼體(圖未示)和電芯,所述封裝殼體包覆于所述電芯的外側(cè),例如,所述封裝殼體包覆所述電芯,所述電芯的所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別部分凸出于所述封裝殼體,即所述電芯的所述正極延伸部和所述負(fù)極延伸部分別部分凸出于所述封裝殼體之外并露置于外部環(huán)境中,所述電芯的其余部分包覆于所述封裝殼體;且所述封裝殼體內(nèi)灌注有電解液,如圖1至圖3所示,所述電芯100包括第一隔膜121、正極片130、第二隔膜122和負(fù)極片140,所述正極片130包括一體連接的正極片本體131和正極延伸部132,所述負(fù)極片140包括一體連接的負(fù)極片本體141和負(fù)極延伸部142,所述第一隔膜121、所述正極片本體131、所述第二隔膜122和所述負(fù)極片本體141依次層疊卷繞形成電芯本體110,所述正極延伸部132和所述負(fù)極延伸部142分別凸出設(shè)置于所述電芯本體110的一端,所述電芯本體110靠近所述正極延伸部132和所述負(fù)極延伸部142的一端設(shè)置有第一黏膠體151,所述電芯本體110遠(yuǎn)離所述正極延伸部132和所述負(fù)極延伸部142的一端設(shè)置有第二黏膠體152,所述第一黏膠體151分別與所述第一隔膜121以及所述第二隔膜122連接,所述第二黏膠體152分別與所述第一隔膜121以及所述第二隔膜122連接。
具體地,第一隔膜121和第二隔膜122用于正極片本體131和負(fù)極片本體141,使得正極片本體131和負(fù)極片本體141之間絕緣,而正極延伸部132和負(fù)極延伸部142用于凸出于所述封裝殼體,以連接外部元件,例如,該正極延伸部132和負(fù)極延伸部142為極耳,例如,正極延伸部132沿垂直于電芯本體110的卷繞方向凸起于所述電芯本體110,負(fù)極延伸部142沿垂直于電芯本體110的卷繞方向凸起于所述電芯本體110,例如,正極延伸部132和負(fù)極延伸部142凸起方向相同,即正極延伸部132和負(fù)極延伸部142凸起于電芯本體110的同一端。例如,正極延伸部132和負(fù)極延伸部142間隔設(shè)置,這樣,由于正極延伸部132和負(fù)極延伸部142之間具有一定距離,能夠有效避免兩者之間直接連接而引起短路。
值得一提的是,該第一黏膠體151和第二黏膠體152能夠有效固定第一隔膜121和第二隔膜122,例如,所述電芯本體110包括多個(gè)間隔層疊的隔膜層,例如,每一隔膜層之間設(shè)置有正極片本體或負(fù)極片本體,每一隔膜層的一端均通過該第一黏膠體151與另一隔膜層連接,每一隔膜層的另一端均通過該第二黏膠體152與另一隔膜層連接,這樣,使得電芯本體110的各隔膜層的兩端之間均能夠通過第一黏膠體151和第二黏膠體152穩(wěn)固地固定,有效避免各隔膜層受熱而收縮。
具體地,將第一隔膜121、正極片130、第二隔膜122和負(fù)極片140卷繞成電芯本體110后,在電芯本體110的兩端分別澆注或滴灌膠液,使得各隔膜層之間,即從兩端膠液滲透至各隔膜層之間,隨后采用加熱或提供光照的方式,使得膠液固化,在電芯本體110的兩端形成第一黏膠體151和第二黏膠體152,第一黏膠體151和第二黏膠體152充分將電芯本體110的隔膜層兩端固定,使得第一隔膜121和第二隔膜122的兩端固定。
上述實(shí)施例中,通過黏膠將電芯本體110兩端的各層的第一隔膜121和第二隔膜122相互黏接,使得第一隔膜121和第二隔膜122的兩端被固定,當(dāng)?shù)谝桓裟?21和第二隔膜122受熱后,由于其兩端都被固定而限制,因此第一隔膜121和第二隔膜122無法收縮,使得第一隔膜121和第二隔膜122的固定效果更佳,有效避免正極片130和負(fù)極片140暴露而引起的短路。
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)正極片本體131的更好包覆,避免正極片本體131或負(fù)極片本體141外露于電芯本體110,且避免第一黏膠體151和第二黏膠體152黏附于正極片本體或者負(fù)極片本體上,在一個(gè)實(shí)施例中,如圖1所示,所述第一隔膜121和所述第二隔膜122的長(zhǎng)度大于所述正極片本體131的長(zhǎng)度,例如,所述第一隔膜121和所述第二隔膜122的長(zhǎng)度大于所述負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度。具體地,本實(shí)施例以及下面實(shí)施例中的長(zhǎng)度為由電芯本體110遠(yuǎn)離正極片130延伸部的一端至靠近正極片130延伸部的一端的距離,即在垂直于電芯本體110的卷繞方向上的距離,第一隔膜121、第二隔膜122、正極片本體131和負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度均沿此方向計(jì)算,本實(shí)施例中,由于第一隔膜121和第二隔膜122分別包覆于正極片130和負(fù)極片140的兩側(cè),且第一隔膜121和第二隔膜122的長(zhǎng)度分別大于正極片本體131和負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度,因此,能夠充分包覆正極片本體131和負(fù)極片本體141,當(dāng)?shù)谝桓裟?21和第二隔膜122受熱而輕微收縮時(shí),仍能夠充分包覆正極片本體131和負(fù)極片本體141,避免正極片本體131和負(fù)極片本體141外露,也避免正極片130和負(fù)極片140相互連接而引起短路,且能夠在滴灌膠液時(shí),避免膠液黏附于正極片本體或者負(fù)極片本體上,從而避免第一黏膠體151和第二黏膠體152黏附于正極片本體或者負(fù)極片本體上。
為了進(jìn)一步避免正極片本體131和負(fù)極片本體141相互接觸而引起短路,例如,如圖1所示,所述正極片本體131和所述負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度相異設(shè)置,例如,所述正極片本體131的長(zhǎng)度大于所述負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度,又如,所述負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度大于所述正極片本體131的長(zhǎng)度,這樣,即使第一隔膜121和第二隔膜122由于受熱而導(dǎo)致正極片本體131或者負(fù)極片本體141外露,由于正極片本體131和負(fù)極片本體141的長(zhǎng)度相異,因此,兩者不會(huì)同時(shí)外露,能夠進(jìn)一步有效避免正極本體和負(fù)極片本體141外露而相互接觸引起的短路。
為了使得膠液能夠滲透至第一隔膜121和第二隔膜122,使得第一隔膜121和第二隔膜122的兩端分別得到固定,具體地,在對(duì)電芯本體110的兩端進(jìn)行澆注或滴灌膠液時(shí),采用平壓機(jī)構(gòu),從電芯本體110的兩側(cè)對(duì)電芯本體110進(jìn)行平壓,進(jìn)而使得處于內(nèi)側(cè)各層的第一隔膜121和第二隔膜122能夠充分向兩端舒展,使得內(nèi)側(cè)各層的第一隔膜121和第二隔膜122的從兩端外露于電芯本體110,且使得第一隔膜121和第二隔膜122相對(duì)于正極片本體和負(fù)極片本體向兩端具有更大的延伸量,進(jìn)而使得滴灌的膠液能夠充分與第一隔膜121和第二隔膜122接觸,增大與第一隔膜121和第二隔膜122的接觸面積,且避免滴灌的膠液與正極片本體以及負(fù)極片本體接觸,使得滴灌膠液的效果更佳,進(jìn)而使得固化成型的第一黏膠體151和第二黏膠體152對(duì)第一隔膜121和第二隔膜122的固定效果更佳。在一個(gè)實(shí)施例中,將所述電芯本體110平壓至扁平矩形狀,例如,所述電芯本體110具有矩形截面,例如,將所述電芯本體110平壓至扁圓柱狀,例如,所述電芯本體110具有橢圓形截面。例如,所述電芯本體110具有圓形截面。
以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合,為使描述簡(jiǎn)潔,未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述,然而,只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾,都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式,其描述較為具體和詳細(xì),但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是,對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn),這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此,本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。