CN218548592U - 一种无极耳软包电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种无极耳软包电池，包括电芯、正极封装膜、负极封装膜，正极封装膜和负极封装膜分别包括导电层和不导电层，不导电层之间具有能够露出导电层的凹槽，电芯包括正极片和负极片，正极片和负极片的极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接。本申请的无极耳软包电池，电芯的正极片外接极耳在电池内部与正极封装膜导电层电连接，负极片极耳也在电池内部与负极封状膜的导电层电连接，封装后不引出极耳，电池整体带电，省去极耳所占的空间，可以提高成组时的空间利用率。

Description

一种无极耳软包电池

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，具体涉及一种无极耳软包电池。

背景技术

目前全球生态环境的破坏、能源匮乏和世界各国发展新能源政策等原因推动锂离子电池的大力发展。锂离子电池具有高功率密度、高工作电压、高使用寿命等优异的电化学性能，使得它广泛的应用于信息技术、电动汽车和混合动力汽车、航空航天等领域。

随着电动汽车产业迅速发展，作为动力电源，锂离子电池的需求持续大幅增长。在功率密度和能量密度提升的同时，对动力锂离子电池的安全性提出了更高要求。一种新型的复合集流体材料(金属导电层-高分子支撑层-金属导电层构成)在“点接触”内短路时，导电层在短路点受力开裂剥离或在短路大电流作用下瞬间熔断，毫秒内切断短路电流回路；在“面接触”内短路时，支撑层在短路面受热熔融收缩形成集流体结构局部坍塌，在热失控前切断短路电流回路。并且复合集流体中间层采用轻量化高分子材料，重量和厚度均比纯金属集流体有所降低，从而将电池内更多空间让给活性物质，实现了电池能量密度的提升。复合集流体技术既可以解决电池内短路引发热失控的问题，又兼顾了电池的能量密度、寿命等性能。另外，无极耳结构电芯无需引出极耳结构，电池的两个大面作为电池的正负级，从而提升了电池空间利用率，提高了电池成组的便利性、成组的效率及成组的可靠性和能量密度。

无极耳电芯及制备方法多有报道，如专利CN206758546U公开了一种无极耳超薄软包电芯，其采用在常规铝塑膜上设置缺口的形式，实现电芯与外层铝塑膜导电的目的，并且在外侧要通过金属片焊接。但由于铝塑膜结构三层结构紧密，且厚度小，厚度一般在100μm左右，在现有铝塑膜的结构上去除上下两层难以实现；去除保护层和热封层的铝塑膜厚度只有35μm左右，焊接困难；正负极都使用铝，会造成电化学腐蚀，易发生安全问题。因此提供一种结构简单，易于量产的高安全无极耳软包电池是必要的。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供一种高安全无极耳软包电池，降低了电池内因短路引起的热失控风险的同时能够提高电池成组的便利性、成组的效率及成组的可靠性。

具体的，采用如下技术方案

本申请提供了一种无极耳软包电池，包括电芯、正极封装膜、负极封装膜，所述正极封装膜和负极封装膜包裹电芯，所述正极封装膜和负极封装膜的边缘相密封，所述正极封装膜和负极封装膜分别包括导电层和不导电层，所述导电层和不导电层是通过胶水层热封以粘结，在所述正极封装膜和负极封装膜的导电层上叠层有不导电层，所述不导电层上具有能够露出导电层的凹槽，所述电芯包括正极片和负极片，所述正极片和负极片具有极耳，所述极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接。

一种具体的实施方式，所述正极封装膜或负极封装膜的导电层位于远离所述电芯的一面，所述不导电层位于靠近所述电芯的一面。

一种具体的实施方式，所述胶水层为MPP。

一种具体的实施方式，所述极耳通过弯折的方式与正极封装膜、负极封装膜的导电层连接是指部分极耳发生弯折后，该弯折部分通过凹槽与导电层电连接。

一种具体的实施方式，所述凹槽的长度为所述电芯长度的20％～40％。

一种具体的实施方式，所述正极片或负极片具有一个或者两个及以上，所述正极片或负极片的每个极耳与所述导电层的连接方式相同，优选的，所述正极片包括复合集流体。

一种具体的实施方式，所述极耳的宽度为所述极片的宽度的35％～63％。

一种具体的实施方式，所述极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接是指所述弯折部分与导电层直接接触或焊接，或通过导电胶或导电胶带将弯折部分与导电层粘结。

一种具体的实施方式，

所述正极封装膜的导电层为铝箔或钢箔；或者

所述负极封装膜的导电层为铜箔、镍箔或钢箔；或者

所述不导电层为PP或PET。

一种具体的实施方式，所述不导电层的厚度为0.03mm～0.10mm；或者，

所述导电层和不导电层之间的胶水层的厚度为0.003mm～0.015mm；或者，

所述正极封装膜的导电层和负极封装膜的导电层的厚度为0.01mm～0.07mm。

附图说明

附图用于更好地理解本申请，不构成对本申请的不当限定。其中：

图1正极片剖视结构示意图

图2正极片结构示意图

图3负极片剖视结构示意图

图4负极片结构示意图

图5无极耳软包电池剖视结构示意图

图6正极封装膜剖视结构示意图

图7负极封装膜剖视结构示意图

附图标记列表

1、电芯；2、正极封装膜；3、负极封装膜；11、正极片；12、负极片；13、隔膜；111、正极涂覆层；112、正极未涂覆区；113、正极第一箔材层；114、基体层；115、正极第二箔材层；116、正极片外接极耳；117、正极片焊点；121、负极涂覆层；122、负极未涂覆区/负极片极耳；123、负极箔材层；21、第一导电层；22、第一胶水层；23、第一不导电层；24、第一凹槽；31、第二导电层；32、第二胶水层；33、第二不导电层；34、第二凹槽。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请的实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

本申请提供了一种正极片，其可以用无极耳软包电池，如图1所示，包括复合集流体、涂覆层111和外接极耳116，以及未涂覆区112，如图2所示，所述复合集流体包括基体层114和位于基体层两侧的第一箔材层113和第二箔材层115，涂覆层111分别涂覆于第一箔材层113和第二箔材层115，在复合集流体的一端，具有未涂覆区112，如图2所示，外接极耳116通过焊点117焊接于复合集流体的第一箔材层113或者第二箔材层115的未涂覆区112，在一种优选的实施例中，外接极耳116有两个，分别焊接于复合集流体的第一箔材层113的未被涂覆层覆盖的区域和第二箔材层115的未涂覆区112。

在本申请一种优选的实施方式中，

所述第一箔材层113为铝箔、镍箔或不锈钢；

进一步优选的实施方式中，所述第二箔材层115为铝箔、镍箔或不锈钢；或者

进一步优选的实施方式中，所述基体层为PET或PP；

进一步优选的实施方式中，所述外接极耳116为铝、镍或不锈钢。

进一步优选的实施方式中，所述极耳的宽度为所述极片的宽度的35％～63％，例如可以为40％、45％、50％、55％、60％。

本申请进一步提供了一种电芯，其可以用于无极耳软包电池，在一种结构中，包括一个或多个正极片，所述正极片为如前所述的正极片；和一个或多个负极片，所述负极片如图3和图4所示，包括箔材层123、涂覆层121和外接极耳122，涂覆层121分别涂覆于箔材层123的两侧，箔材层123的一端还具有未涂覆区122，即负极片极耳122，所述箔材层123为铜箔或镍箔，和位于所述正极片和负极片之间的隔膜。

本申请还提供了一种无极耳软包电池。如图5所示，包括电芯1、正极封装膜2、负极封装膜3，该正极封装膜2和负极封装膜3边缘相密封并将电芯1包裹着。所述电芯1为如前所述的任一种结构的电芯，其包括一个或多个正极片11和一个或多个负极片12，及位于正极片11、负极片12之间的隔膜13，正极片外接极耳116和负极片极耳122通过弯折的方式在电池内部经过与负极封装膜、正极封装膜的凹槽与封装膜的导电层电连接，软包电池外部无外露极耳。

在一种优选的实施方式中，所述极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接。进一步优选的实施方式中，部分极耳发生弯折后，该弯折部分通过凹槽与导电层电连接。

所述电连接可以是本领域内任何一种能够实现连接后导电的方式进行连接，在一种优选的实施方式中，所述电连接是指所述弯折部分与导电层直接接触或焊接，或通过到导电胶或导电胶带将弯折部分与导电层粘结。

所述凹槽的长度不受影响，只要能够使得电芯的正极端或负极端能够通过凹槽与隔离组件的导电层电连接，在一种优选的实施方式中，所述凹槽的长度为所述电芯长度的20％～40％，例如可以为21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％、36％、37％、38％、39％，在优选的凹槽长度下，能够保证极耳与封装膜的导电层连接面积足够大，保证电传输效率，同时又防止极耳太长妨碍叠片，影响生产制造。

在一种具体的结构中，其中，结合图6所示，本申请中的正极封装膜2包括三层材料，分别为第一导电层21、第一不导电层23和位于第一不导电层23与第一导电层21之间的第一胶水层22，并且第一不导电层23上设有凹槽24；在包裹电芯时，第一导电层21位于外层，第一不导电层23位于内层；第一导电层21通过凹槽24与电芯1的正极片的正极端电连接。

所述正极封装膜的导电层的材质可以是本领域内用于电池的任何一种能够导电的材质，在一种优选的实施方式中，所述正极封装膜的导电层为铝箔或钢箔。

其中，结合图7所示，本申请中的负极封装膜3包括三层材料，分别为第二导电层31、第二不导电层33和位于第二不导电层33与第二导电层31之间的第二胶水层32，并且第二不导电层33上设有凹槽34；在封装时，第二导电层31位于外层，第二不导电层33位于内层；第二导电层31通过凹槽34与电芯1的负极片的负极端电连接。

所述负极封装膜的导电层的材质可以是本领域内用于电池的任何一种能够导电的材质，在一种优选的实施方式中，所述负极封装膜的导电层为铜箔、镍箔或钢箔。

所述胶水层可以是本领域内任何一种能够将上述导电层和不导电层粘结在一起的材质，在一种优选的实施方式中，所述胶水层为MPP(金属化聚丙烯)。

所述不导电层的材质可以是本领域内用于电池的任何一种不导电的材质，在一种优选的实施方式中，所述不导电层的材质为PP(聚丙烯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

所述不导电层的厚度不受影响，只要能够在电池中使用，在一种优选的无极耳软包电池结构中，其中，所述不导电层的厚度为0.03mm-0.10mm，例如可以为0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm。

所述胶水层的厚度不受影响，只要能够在电池中使用，并能够将上述导电层和不导电层粘结在一起，在一种优选的无极耳软包电池结构中，其中，所述胶水层的厚度为0.003mm-0.015mm，例如可以为0.004mm、0.005mm、0.006mm、0.007mm、0.008mm、0.009mm、0.01mm、0.011mm、0.012mm、0.013mm、0.014mm。

所述导电层的厚度不受影响，只要能够在电池中使用，在一种优选的无极耳软包电池结构中，其中，所述正极封装膜的导电层和负极封装膜的导电层的厚度为0.01mm-0.07mm，例如可以为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm。

在一种优选的无极耳软包电池结构中，其中，所述正极封装膜和负极封装膜的边缘密封压力为0.2-1.0MPa，例如可以为0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa，时间为2-6s，例如可以为3s、4s、5s，温度为170-210℃。例如可以175℃、180℃、185℃、190℃、195℃、200℃、205℃。

在一种优选的无极耳软包电池结构中，其中，正极封装膜2包括第一导电层21、第一不导电层23和第一胶水层22；其中，第一导电层为铝箔层，厚度为0.04mm，第一不导电层23的厚度为0.06mm，第一胶水层22的厚度为0.009mm；负极封装膜3包括第二导电层31、第二不导电层33和第二胶水层32，其中，第二导电层原为铜箔层，厚度为0.04mm，第二不导电层33的厚度为0.06mm，第二胶水层32的厚度为0.009mm；正极片中的复合集流体包括基体层114、正极第一箔材层113和正极第二箔材层115，其中，基体层为PET，厚度为10μm，正极第一箔材层和正极第二箔材层为铝，厚度为1μm。正极封装膜2和负极封装膜3的边缘密封压力为0.6MPa，时间为4s，温度为190℃。

实施例无极耳软包电池

本实施例中的一种高安全无极耳软包电池，包括电芯、正极封装膜和负极封装膜。

其中正极片涂覆材料为NCM三元材料，并且在未涂覆区上通过焊接铝箔引出外接极耳，负极片涂覆材料为石墨，正、负极片极耳方向相反放置，依次交叉堆叠在一起，中间通过隔膜隔开。

正极封装膜包括三层材料，分别为正极封装膜的导电层铝箔、第一不导电层(PP)和位于正极封装膜的导电层、第一不导电层(PP)之间的第一导电胶层，其中正极封装膜的导电层0.4mm，第一不导电层(PP)的厚度为0.06mm，第一导电胶层的厚度为0.009mm。

负极封装膜包括三层材料，分别为负极封装膜的导电层铜箔、第二不导电层(PP)和位于负极封装膜的导电层、第二不导电层(PP)之间的第二导电胶层，其中负极封装膜的导电层0.4mm，第二不导电层(PP)的厚度为0.06mm，第二导电胶层的厚度为0.009mm。

封装电芯时，正极封装膜和负极封装膜的边缘相密封将电芯包裹其中。正极封装膜的导电层位于外侧，第一不导电层(PP)位于内侧，正极封装膜的导电层与电芯正极片整合在一起的外接极耳通过导电胶电连接。负极封装膜导电层位于外侧，第二不导电层(PP)位于内侧，负极封装膜的导电层与电芯的负极通过导电胶电连接。正极封装膜和负极封装膜的边缘密封压力为0.6Mpa，时间为4s，温度为190℃。

制成的无极耳电池容量为15Ah，化成完成后，对5块电池进行1C恒流恒压充电，截止电流0.05C，搁置1h，以直径为5mm的耐高温钢针对其进行针刺测试，刺穿速率为25mm/s，垂直刺穿电池芯体，针在电池中停留1h，5块电池均不起火不爆炸，电池表面温度最高为57℃。

本申请的无极耳软包电池，电芯的正极片外接极耳在电池内部与正极封装膜导电层电连接，负极片极耳也在电池内部与负极封状膜的导电层电连接，封装后不引出极耳，电池整体带电，省去极耳所占的空间，可以提高成组时的空间利用率。

本申请的无极耳软包电池，进一步使用复合集流体做为正极片集流体，降低了电池内短路的风险，提升了电池在使用过程中的安全可靠性。电芯的正极片外接极耳在电池内部与正极封装膜导电层电连接，便于复合集流体的导电，负极片极耳在电池内部与负极封状膜的导电层电连接，同样封装后不引出极耳，同时复合集流体又使电池的安全可靠性得到了保障。

尽管以上结合附图对本申请的实施方案进行了描述，但本申请并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本申请权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本申请保护之列。

Claims (11)

1.一种无极耳软包电池，包括电芯、正极封装膜、负极封装膜，所述正极封装膜和负极封装膜包裹电芯，所述正极封装膜和负极封装膜的边缘相密封，所述正极封装膜和负极封装膜分别包括导电层和不导电层，所述导电层和不导电层是通过胶水层热封以粘结，在所述正极封装膜和负极封装膜的导电层上叠层有不导电层，所述不导电层上具有能够露出导电层的凹槽，所述电芯包括正极片和负极片，所述正极片和负极片具有极耳，所述极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极封装膜或负极封装膜的导电层位于远离所述电芯的一面，所述不导电层位于靠近所述电芯的一面。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述胶水层为MPP。

4.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述极耳通过弯折的方式与正极封装膜、负极封装膜的导电层连接是指部分极耳发生弯折后，该弯折部分通过凹槽与导电层电连接。

5.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述凹槽的长度为所述电芯长度的20％～40％。

6.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述正极片或负极片具有一个或者两个及以上，所述正极片或负极片的每个极耳与所述导电层的连接方式相同。

7.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述正极片包括复合集流体。

8.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述极耳的宽度为所述极片的宽度的35％～63％。

9.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述极耳通过弯折的方式在电池内部通过凹槽分别与正极封装膜、负极封装膜的导电层电连接是指所述弯折部分与导电层直接接触或焊接，或通过导电胶或导电胶带将弯折部分与导电层粘结。

10.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，

所述正极封装膜的导电层为铝箔或钢箔；或者

所述负极封装膜的导电层为铜箔、镍箔或钢箔；或者

所述不导电层为PP或PET。

11.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述不导电层的厚度为0.03mm～0.10mm；或者，

所述导电层和不导电层之间的胶水层的厚度为0.003mm～0.015mm；或者，

所述正极封装膜的导电层和负极封装膜的导电层的厚度为0.01mm～0.07mm。

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