一种电池及制备方法

文档序号:275315 发布日期:2021-11-19 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种电池及制备方法 (Battery and preparation method thereof ) 是由 王生旭 刘关心 陈杰 杨山 于子龙 于 2021-07-19 设计创作,主要内容包括:本发明属于电池的技术领域,具体涉及一种电池,包括第一极片(11)、第二极片(12)和用于隔离所述第一极片(11)和所述第二极片(12)的隔离膜(13),所述隔离膜(13)设置有袋状空间,所述第一极片(11)或所述第二极片(12)容纳于所述袋状空间。本发明通过隔离膜隔离第一极片和第二极片,避免极片因碰撞或跌落发生偏移,有助于提高电池的安全性。此外,本发明还公开了一种电池的制备方法。(The invention belongs to the technical field of batteries, and particularly relates to a battery which comprises a first pole piece (11), a second pole piece (12) and an isolating film (13) for isolating the first pole piece (11) from the second pole piece (12), wherein the isolating film (13) is provided with a bag-shaped space, and the first pole piece (11) or the second pole piece (12) is accommodated in the bag-shaped space. The first pole piece and the second pole piece are isolated by the isolating film, so that the pole pieces are prevented from deviating due to collision or falling, and the safety of the battery is improved. In addition, the invention also discloses a preparation method of the battery.)

一种电池及制备方法

技术领域

本发明属于电池的技术领域,具体涉及一种电池及制备方法。

背景技术

如今,各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池,具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点,在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。锂离子电池由于具有比能量大、比功率高、电压平台高、自放电小、循环寿命长、环境污染小和无记忆效应等优点,从而被广泛应用于动力、消费和储能方面。常规锂离子电池多为卷绕结构或叠片结构,相比卷绕电芯,叠片电池在能量密度方面更占优势。

目前常规的叠片电池通常采用阳极片、隔膜、阴极片依次堆叠的方式,利用相邻层之前的尺寸差来形成Overhang,从而达到设计安全的效果,然而这样的情况下,电芯很容易因使用过程中发生的碰撞,造成极片偏移从而产生安全隐患。

发明内容

本发明的目的之一在于:针对现有技术的不足,提供一种电池,通过隔离膜隔离第一极片和第二极片,避免极片因碰撞或跌落发生偏移,有助于提高电池的安全性。

为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

一种电池,第一极片、第二极片和用于隔离所述第一极片和所述第二极片的隔离膜,所述隔离膜设置有袋状空间,所述第一极片或所述第二极片容纳于所述袋状空间。

优选的,所述第一极片和所述第二极片的尺寸均小于所述隔离膜的尺寸,所述第二极片的尺寸大于所述第一极片的尺寸。

优选的,所述隔离膜包括第一密封边、第二密封边、第三密封边及开口边,所述第一密封边和所述第二密封边相对设置,所述第三密封边和所述开口边相对设置。

优选的,所述第一密封边、所述第二密封边及所述第三密封边的宽度为0.5-2mm。

优选的,所述隔离膜位于所述第一极片的上下两侧,所述第二极片位于所述隔离膜的内部。

优选的,所述隔离膜设置有开口,所述开口的一侧通过热压粘合。

优选的,所述第二极片在长度及宽度方向超出所述第一极片的距离为0.01-3mm;所述隔离膜在长度及宽度方向超出所述第一极片的距离为0.6-3mm。

本发明的目的之二在于提供一种电池的制备方法,包括如下步骤:

S1、制备隔离膜;

S2、将第二极片放置隔离膜内部,并对开口边进行热压,形成密封边;

S3、将第一极片放置在隔离膜的外侧;

S4、在第一极片的外侧放置隔离膜;

S5、重复步骤S2至S4,完成电池的制备。

优选的,所述步骤S1中,所述隔离膜通过热压形成。

优选的,所述步骤S2中,对开口边进行热压,包括条状热压或点状热压。

本发明的有益效果在于,本发明包括第一极片、第二极片和用于隔离所述第一极片和所述第二极片的隔离膜,所述隔离膜设置有袋状空间,所述第一极片或所述第二极片容纳于所述袋状空间。由于电芯很容易因使用过程中发生的碰撞,造成极片偏移从而产生安全隐患,因此,针对叠片电池易发生极片偏移,在隔离膜内部设置用于容置第二极片或第一极片的袋状空间,保证了第二极片或第一极片始终固定在隔离膜内部,实现对第二极片或第一极片的袋状空间限制,不会因跌落或碰撞等机械因素造成第一极片和第二极片接触,有助于提高电池的安全性能,当第二极片设在隔离膜内部,即在该袋状空间内,第一极片设置在隔离膜内部袋状空间的外侧,或当第一极片设在隔离膜内部,第二极片设置在隔离膜内部袋状空间的外侧,第一极片和第二极片之间通过隔离膜相互绝缘,降低第一极片和第二极片发生接触的概率,有助于提高电池的安全性,其中,隔离膜在放入第二极片后,通过热封对隔离膜进行封闭,保证第二极片不会因碰撞,跌落等机械动作发生偏移,从而保证了避免第二极片与第一极片接触,有助于提高电池安全性能。本发明通过隔离膜隔离第一极片和第二极片,避免极片因碰撞或跌落发生偏移,有助于提高电池的安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本发明示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本发明的电芯的结构示意图。

图2为本发明的隔离膜的结构示意图。

图3为本发明的隔离膜条状热压示意图。

图4为本发明的隔离膜点状热压示意图。

其中,附图标记说明如下:

1-电芯;

11-第一极片;

12-第二极片;

13-隔离膜;131-第一密封边;132-第二密封边;133-第三密封边;134-开口边;135-第四密封边。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题,基本达到技术效果。

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。

在发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1~4对本发明作进一步详细说明,但不作为对本发明的限定。

实施方式一

电池,包括第一极片11、第二极片12和用于隔离第一极片11和第二极片12的隔离膜13,隔离膜13设置有袋状空间,第一极片11或第二极片12容纳于袋状空间。

由于电芯1很容易因使用过程中发生的碰撞,造成极片偏移从而产生安全隐患,因此,针对叠片电池易发生极片偏移,在隔离膜13内部设置用于容置第二极片12或第一极片11的袋状空间,保证了第二极片12或第一极片11始终固定在隔离膜13内部,实现对第二极片12或第一极片11的袋状空间限制,不会因跌落或碰撞等机械因素造成第一极片11和第二极片12接触,有助于提高电池的安全性能,当第二极片12设在隔离膜13内部,即在该袋状空间内,第一极片11设置在隔离膜13内部袋状空间的外侧,或当第一极片11设在隔离膜13内部,第二极片12设置在隔离膜13内部袋状空间的外侧,第一极片11和第二极片12之间通过隔离膜13相互绝缘,降低第一极片11和第二极片12发生接触的概率,有助于提高电池的安全性,其中,隔离膜13在放入第二极片12后,通过热封对隔离膜13进行封闭,保证第二极片12不会因碰撞,跌落等机械动作发生偏移,从而保证了避免第二极片12与第一极片11接触,有助于提高电池安全性能。

具体的,第一极片11为阴极片,第二极片12为阳极片,但本发明不以此为限,第一极片11还可为阳极片,相应的,第二极片12为阴极片。

在根据本发明的电池中,第一极片11和第二极片12的尺寸均小于隔离膜13的尺寸,第二极片12的尺寸大于第一极片11的尺寸。具体的,通过相邻层之间的尺寸差,形成Overhang,有助于提高电池的安全性,且第二极片12的宽度和长度大于第一极片11的宽度和长度,降低第一极片11和第二极片12发生接触的概率,隔离膜13的长度和宽度均大于第一极片11和第二极片12,将第一极片11或第二极片12限制在隔离膜13内,也有助于降低第一极片11和第二极片12发生接触的概率,提高电池的安全性。

在根据本发明的电池中,隔离膜13包括第一密封边131、第二密封边132、第三密封边133及开口边134,第一密封边131和第二密封边132相对设置,第三密封边133和开口边134相对设置。于本实施方式中,第一极片11或第二极片12从开口边134放入隔离膜13内部,第一密封边131、第二密封边132、第三密封边133起到阻挡第一极片11或第二极片12的作用,即将第一极片11或第二极片12限制在隔离膜13中,具体的,将两个隔膜重合在一起,对其中的三个侧边进行热压,形成第一密封边131、第二密封边132及第三密封边133,且第一密封边131和第二密封边132相对设置,第三密封边133和开口边134相对设置,确保第一极片11或第二极片12可放入隔离膜13,在放入极片后,对开口边134进行热压,可形成第四密封边135,实现隔离第一极片11和第二极片12。

在根据本发明的电池中,第一密封边131、第二密封边132及第三密封边133的宽度为0.5-2mm。限定密封边的宽度,防止密封边的宽度过大,影响第一极片11或第二极片12正常放入隔离膜13,且避免隔离膜13内部袋状空间较小,不利于提高隔离膜13内部的袋状空间利用率;同时,还避免隔离膜13的封边成本增加。

本发明的工作原理是:

针对叠片电池易发生极片偏移,在隔离膜13内部设置用于容置第二极片12或第一极片11的袋状空间,保证了第二极片12或第一极片11始终固定在隔离膜13内部,实现对第二极片12或第一极片11的袋状空间限制,不会因跌落或碰撞等机械因素造成第一极片11和第二极片12接触,有助于提高电池的安全性能,当第二极片12设在隔离膜13内部,即在该袋状空间内,第一极片11设置在隔离膜13内部袋状空间的外侧,或当第一极片11设在隔离膜13内部,第二极片12设置在隔离膜13内部袋状空间的外侧,第一极片11和第二极片12之间通过隔离膜13相互绝缘,降低第一极片11和第二极片12发生接触的概率,有助于提高电池的安全性,其中,隔离膜13在放入第二极片12后,通过热封对隔离膜13进行封闭,保证第二极片12不会因碰撞,跌落等机械动作发生偏移,从而保证了避免第二极片12与第一极片11接触,有助于提高电池安全性能。

实施方式二

与实施方式一不同的是:本实施方式的隔离膜13位于第一极片11的上下两侧,第二极片12位于隔离膜13的内部,隔离膜13设置有开口,开口的一侧通过热压粘合。隔离膜13起到绝缘的作用,保证第二极片12和第一极片11之间保持绝缘,降低第二极片12和第一极片11之间发生接触,导致短路的概率。增加开口,便于放置第二极片12或第一极片11到隔离膜13的内部,且开口的一侧通过热压粘合,工艺较简单,有助于降低电池的生产成本,具体的,隔离膜的开口一侧134未涂覆陶瓷,可通过热压粘合,但本发明不以此为限,还可以是其它粘接方式,如胶纸粘接等。

其他结构与实施方式一相同,这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是:本实施方式的第二极片12在长度及宽度方向超出第一极片11的距离为0.01-3mm;隔离膜13在长度及宽度方向超出第一极片11的距离为0.6-3mm。于本实施方式中,根据实际生产需求,可以限定第二极片12在长度及宽度方向超出第一极片11的距离,即形成Overhang,有助于提高电池的安全性,且限定隔离膜13在长度及宽度方向超出第一极片11的距离,降低第二极片12和第一极片11发生接触的概率,有助于提高电池的安全性。

其他结构与实施方式一相同,这里不再赘述。

对比实施方式

与实施方式一不同的是:本实施方式隔膜没有隔离膜13,采用第二极片12、隔膜、第一极片11依次堆叠的方式。

其他结构与实施方式一相同,这里不再赘述。

将制得的3种实例方式的电池进行滚筒、跌落的安全测试,每种测试各测5个电池,若没有出现冒烟,着火,爆炸现象为通过测试,结构如表1所示;

表1

序号 实例方式一 实例方式二 对比实施方式
滚筒通过率 5/5 5/5 1/5
跌落通过率 5/5 5/5 0/5

可以看出,通过使用本发明的方法,电池安全性提升,滚筒、跌落安全测试都能通过,实施方式1和实例方式二的通过率均高于对比实施方式,可得出,通过增加隔离膜13,第二极片12或第一极片11被限制在隔离膜13内部袋状空间中,保证了第一极片11或第二极片12始终固定在隔离膜13中,不会因跌落或碰撞等机械因素造成第一极片11和第二极片12接触,有助于提高电池的安全性能。

电池的制备方法

电池的制备方法,包括如下步骤:

S1、制备隔离膜13;

S2、将第二极片12放置隔离膜13内部,并对开口边134进行热压,形成密封边;

S3、将第一极片11放置在隔离膜13的外侧;

S4、在第一极片11的外侧放置隔离膜13;

S5、重复步骤S2至S4,完成电池的制备。

需要说明的是:在步骤S6中,将若干个实施方式一结构的叠芯进行堆叠,即可形成叠片电池

优选的,步骤S1中,隔离膜13通过热压形成。具体的,将两个平面隔膜重合在一起,对其中的三个侧边进行热压,形成第一密封边131、第二密封边132及第三密封边133,且第一密封边131和第二密封边132相对设置,第三密封边133和开口边134相对设置,确保第一极片11或第二极片12可放入隔离膜13,在放入极片后,对开口边134进行热压,可形成第四密封边135,实现隔离第一极片11和第二极片12。

优选的,参见图3和图4所示,步骤S2中,对开口边134进行热压,包括条状热压或点状热压。根据实际生产和成本需求,可以采用条状热压或点状热压,对开口边134进行热压。

根据上述说明书的揭示和教导,本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此,本发明并不局限于上述的具体实施方式,凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外,尽管本说明书中使用了一些特定的术语,但这些术语只是为了方便说明,并不对本发明构成任何限制。

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