鋰離子電池的電芯及鋰離子電池的制作方法
【專利摘要】本申請涉及電池結構技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池的電芯和鋰離子電池，該電芯包括膜片組，所述膜片組包括陰極膜片、陽極膜片和隔離膜，所述隔離膜貼附于所述陰極膜片和所述陽極膜片之間，所述隔離膜至少與所述陽極膜片相粘接。該電芯將隔離膜至少與陽極膜片粘接在一起，使得隔離膜至少相對于陽極膜片固定，加工電芯時，隔離膜不容易相對于陰極膜片和陽極膜片產生移動，因此在設計電芯的結構時，就不需要刻意增加隔離膜的尺寸。所以，本申請提供的電芯使得隔離膜在鋰離子電池內部占用的空間變小，也就對應增加了鋰離子電池的有效工作空間，以此提高鋰離子電池內部的空間利用率。
【專利說明】
鋰離子電池的電芯及鋰離子電池
技術領域
[0001]本申請涉及電池結構技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池的電芯及鋰離子電池。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、自放電率低、循環壽命長、無污染等獨特的優勢，現已作為電源廣泛應用于相機、手機等電子產品中。
[0003]鋰離子電池的電芯是鋰離子的核心部分之一，傳統的電芯主要包括陰極膜片、陽極膜片、隔離膜等等，隔離膜位于陰極膜片和陽極膜片之間，以此將陰極膜片和陽極膜片隔離開。
[0004]加工上述電芯時，考慮到隔離膜與陰極膜片和陽極膜片之間容易產生錯位，因此會適當增加隔離膜的尺寸，以保證隔離膜可以可靠地將陰極膜片和陽極膜片隔離開，也就導致了隔離膜的尺寸較大，其將占據鋰離子電池的更多空間，致使鋰離子電池中的有效工作空間變小。所以，該電芯使得鋰離子電池內部的空間利用率偏低。
【實用新型內容】
[0005]本申請提供了一種鋰離子電池的電芯以及包含該電芯的鋰離子電池，以此提高鋰離子電池內部的空間利用率。
[0006]本申請的第一方面提供了一種鋰離子電池的電芯，包括膜片組，所述膜片組包括陰極膜片、陽極膜片和隔離膜，所述隔離膜貼附于所述陰極膜片和所述陽極膜片之間，所述隔離膜至少與所述陽極膜片相粘接。
[0007]優選地，所述陽極膜片包括第一集流體和鋪設于所述第一集流體的表面上的陽極活性材料層，所述隔離膜僅與所述陽極活性材料層粘接。
[0008]優選地，所述陽極活性材料層的邊緣輪廓與所述隔離膜的邊緣輪廓相重合。
[0009]優選地，所述陰極膜片包括第二集流體以及鋪設于所述第二集流體的表面上的陰極活性材料層，在鋰離子脫出所述陰極膜片的方向上得到的投影內，所述隔離膜的投影面面積大于所述陰極活性材料層的投影面面積。
[0010]優選地，沿著所述隔離膜的外緣延伸方向，所述隔離膜的外緣與所述陰極活性材料層的外緣之間始終間隔預設距離。
[0011]優選地，所述隔離膜和所述陰極活性材料層均為矩形結構，所述預設距離為所述隔離膜的外緣與所述陰極活性材料層的外緣之間的垂直距離，且沿著所述隔離膜的外緣延伸方向，所述垂直距離始終不變。
[0012]優選地，所述預設距離為Imm?5mm。
[0013]優選地，所述膜片組為疊片式結構或卷繞式結構。
[0014]優選地，所述陰極膜片、所述陽極膜片和所述隔離膜的數量均至少為兩個。
[0015]本申請的第二方面提供一種鋰離子電池，其包括上述任一項所述的電芯。
[0016]本申請提供的技術方案可以達到以下有益效果:
[0017]本申請所提供的電芯將隔離膜至少與陽極膜片粘接在一起，使得隔離膜至少相對于陽極膜片固定，加工電芯時，隔離膜不容易相對于陰極膜片和陽極膜片產生移動，因此在設計電芯的結構時，就不需要刻意增加隔離膜的尺寸。所以，本申請提供的電芯使得隔離膜在鋰離子電池內部占用的空間變小，也就對應增加了鋰離子電池的有效工作空間，以此提高鋰離子電池內部的空間利用率。
[0018]應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0019]圖1為本申請實施例所提供的電芯的結構示意圖；
[0020]圖2為本申請實施例所提供的電芯的陰極膜片的結構示意圖；
[0021]圖3為圖2所不結構的后視圖；
[0022]圖4為本申請實施例所提供的電芯的另一陰極膜片的結構示意圖；
[0023]圖5為圖4所不結構的后視圖；
[0024]圖6為本申請實施例所提供的電芯的陽極膜片的結構示意圖；
[0025]圖7為圖6所不結構的后視圖；
[0026]圖8為本申請實施例所提供的電芯的另一陽極膜片的結構示意圖；
[0027]圖9為圖8所不結構的后視圖；
[0028]圖10為本申請實施例所提供的電芯的隔離膜的結構示意圖；
[0029]圖11為本申請實施例所提供的另一電芯的展開結構示意圖；
[0030]圖12為圖11所不電芯卷繞后的結構不意圖。
[0031]附圖標記:
[0032]10-陰極膜片；
[0033]100-第二集流體；
[0034]10a-第二空白區域；
[0035]101-陰極活性材料層；
[0036]20-陽極膜片；
[0037]200-第一集流體；
[0038]200a-第一空白區域；
[0039]201-陽極活性材料層；
[0040]30-隔離膜。
[0041]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實施方式】
[0042]下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。
[0043]如圖1-12所示，本申請實施例提供了一種鋰離子電池的電芯，其包括膜片組和鋁塑膜(圖中未示出)，該膜片組包括陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30。
[0044]通常，陽極膜片20包括第一集流體200和鋪設于該第一集流體200的表面上的陽極活性材料層201，第一集流體200上可延伸出第一空白區域200a，該第一空白區域200a上無需鋪設陽極活性材料層201，其可以相對于第一集流體200的其他部分凸出，且其上可以焊接極耳。陽極膜片20的相對兩表面中，可以僅在一個表面上鋪設陽極活性材料層201，如圖8和圖9所示，也可以在兩個表面上均鋪設陽極活性材料層201，如圖6和圖7所示，具體根據陽極膜片20的相對兩表面是否都與陰極膜片10相對來設計。
[0045]陰極膜片10可包括第二集流體100以及鋪設于該第二集流體100的表面上的陰極活性材料層101，第二集流體100上可延伸出第二空白區域100a，該第二空白區域10a上無需鋪設陰極活性材料層101，其可以相對于第二集流體100的其他部分凸出，且其上可以焊接極耳。陰極膜片20的相對兩表面中，可以僅在一個表面上鋪設陰極活性材料層101，如圖2和圖3所示，也可以在兩個表面上均鋪設陰極活性材料層101，如圖4和圖5所示，具體根據陰極膜片10的相對兩表面是否都與陽極膜片20相對來設計。
[0046]隔離膜30貼附于陰極膜片10和陽極膜片20之間，以此將陰極膜片10和陽極膜片20隔離開，以防止兩者相接觸后造成短路。該隔離膜30至少與陽極膜片20相粘接。具體生產上述電芯時，隔離膜30可以同時與陰極膜片10和陽極膜片20粘接，以此形成前述的膜片組，然后將膜片組放入鋁塑膜中，繼而形成本申請所提供的電芯。
[0047]本申請所提供的電芯將隔離膜30至少與陽極膜片20粘接在一起，使得隔離膜30至少相對于陽極膜片20固定，加工電芯時，隔離膜30不容易相對于陰極膜片10和陽極膜片20產生移動，因此在設計電芯的結構時，就不需要刻意增加隔離膜30的尺寸。所以，本申請實施例提供的電芯使得隔離膜30在鋰離子電池內部占用的空間變小，也就對應增加了鋰離子電池的有效工作空間，以此提高鋰離子電池內部的空間利用率，達到提升鋰離子電池的能量密度這一效果。
[0048]為了便于操作，可將隔離膜30僅與上述陽極活性材料層201粘接，此時陰極膜片10與隔離膜30不粘接，以此防止隔離膜30在組裝電芯的過程中受力過大而出現破裂。另外，可采用熱輥壓的方式實施陽極活性材料層201與隔離膜30之間的粘接操作。
[0049]當陽極活性材料層201與隔離膜30粘接時，隔離膜30的大小可以根據陰極活性材料層101設計，以能夠全部覆蓋陰極活性材料層101為準。但由于隔離膜30與陽極活性材料層201粘接，因此粘隔離膜30的過程中，必須嚴格控制隔離膜30在陽極活性材料層201上的位置，以保證其能夠覆蓋陰極活性材料層101，這就會對隔離膜30的粘接精度提出比較高的要求。有鑒于此，陽極活性材料層201的邊緣輪廓可與隔離膜30的邊緣輪廓相重合，也就是說，隔離膜30的大小與陽極活性材料層201的大小保持一致，粘隔離膜30時，只要保證隔離膜30的邊緣輪廓與陽極活性材料層201的邊緣輪廓相重合就可以了，例如先將隔離膜30與陽極活性材料層201粘接，然后再對粘接到一起的隔離膜30和陽極膜片20實施切割操作，使得隔離膜30的邊緣與陽極活性材料層201的邊緣對齊。因此，此種結構可以縮短隔離膜30的粘接時間，從而提尚電芯的組裝效率。
[0050]—般地，陽極活性材料層201的尺寸可以與陰極活性材料層101的尺寸相等，但由于鋰離子會從陰極膜片10上脫出，陽極活性材料層201的尺寸與陰極活性材料層101的尺寸相等就會導致陽極活性材料層201可能無法可靠地接納這部分鋰離子。為了防止此種情況出現，本申請實施例采用如下結構設置:在鋰離子脫出陰極膜片10的方向上得到的投影內，隔離膜30的投影面面積大于陰極活性材料層101的投影面面積。由于前文已經提到，陽極活性材料層201的邊緣輪廓可與隔離膜30的邊緣輪廓相重合，因此采用上述設置后，陽極活性材料層201的投影面面積將大于陰極活性材料層101的投影面面積，以使陽極活性材料層201更可靠地接納自陰極活性材料層101脫出的鋰離子。
[0051]進一步地，沿著隔離膜30的外緣延伸方向，隔離膜30的外緣與陰極活性材料層101的外緣之間始終間隔預設距離，該預設距離可以根據具體要求靈活設置。即隔離膜30的外緣與陰極活性材料層101的外緣之間不存在重合的部分，使得陽極活性材料層201與陰極活性材料層101之間的尺寸差距更大，促使陽極活性材料層201在接納自陰極活性材料層101脫出的鋰離子時具有更高的可靠性。
[0052]本申請實施例提供的陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30的形狀可以任意設置，例如圓形、矩形等等，比較常用的是矩形結構。當隔離膜30和陰極活性材料層101均為矩形結構時，前述的預設距離為隔離膜30的外緣與陰極活性材料層101的外緣之間的垂直距離，且沿著隔離膜30的外緣延伸方向，該垂直距離始終不變。具體地，隔離膜30的幾何中心與陰極活性材料層101的幾何中心相重合，且兩者邊緣中的直線段相平行，上述垂直距離為此兩個相互平行的直線段之間的距離，該距離在隔離膜30的外緣延伸方向上保持不變，將使得陽極活性材料層201與陰極活性材料層101之間的尺寸差距比較均勻，防止材料浪費。
[0053]優選地，上述預設距離可選為Imm?5mm，此數值范圍不僅能夠保證陽極活性材料層201接納鋰離子的效果，還可以更好地控制陽極活性材料層201與陰極活性材料層101之間的尺寸差距，緩解陽極活性材料層201的尺寸過大而造成的材料浪費問題。
[0054]本申請實施例提供的膜片組可以采用疊片式結構或卷繞式結構，疊片式結構如圖1所示，就是將陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30疊置在一起形成的結構，卷繞式結構如圖11、12所示，就是將陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30疊置后再整體進行卷繞而形成的結構。當膜片組采用卷繞式結構時，可以適當擴大陽極活性材料層201和隔離膜30的尺寸，以防卷繞時陰極活性材料層101與陽極活性材料層201接觸。
[0055]另外，陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30的數量均至少為兩個，使得鋰離子電池的容量更大。當然，陰極膜片10、陽極膜片20和隔離膜30的具體數量需要根據鋰離子電池的容量要求、加工要求等因素綜合考慮，本文不再贅述。
[0056]本申請實施例還提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包含上述任一技術方案所描述的電芯。
[0057]以上所述僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種鋰離子電池的電芯，包括膜片組，所述膜片組包括陰極膜片、陽極膜片和隔離膜，所述隔離膜貼附于所述陰極膜片和所述陽極膜片之間，其特征在于，所述隔離膜至少與所述陽極膜片相粘接。2.根據權利要求1所述的電芯，其特征在于，所述陽極膜片包括第一集流體和鋪設于所述第一集流體的表面上的陽極活性材料層，所述隔離膜僅與所述陽極活性材料層粘接。3.根據權利要求2所述的電芯，其特征在于，所述陽極活性材料層的邊緣輪廓與所述隔離膜的邊緣輪廓相重合。4.根據權利要求1所述的電芯，其特征在于，所述陰極膜片包括第二集流體以及鋪設于所述第二集流體的表面上的陰極活性材料層，在鋰離子脫出所述陰極膜片的方向上得到的投影內，所述隔離膜的投影面面積大于所述陰極活性材料層的投影面面積。5.根據權利要求4所述的電芯，其特征在于，沿著所述隔離膜的外緣延伸方向，所述隔離膜的外緣與所述陰極活性材料層的外緣之間始終間隔預設距離。6.根據權利要求5所述的電芯，其特征在于，所述隔離膜和所述陰極活性材料層均為矩形結構，所述預設距離為所述隔離膜的外緣與所述陰極活性材料層的外緣之間的垂直距離，且沿著所述隔離膜的外緣延伸方向，所述垂直距離始終不變。7.根據權利要求5所述的電芯，其特征在于，所述預設距離為Imm?5mm。8.根據權利要求1-6中任一項所述的電芯，其特征在于，所述膜片組為疊片式結構或卷繞式結構。9.根據權利要求1-6中任一項所述的電芯，其特征在于，所述陰極膜片、所述陽極膜片和所述隔離膜的數量均至少為兩個。10.—種鋰離子電池，其特征在于，包括權利要求1-9中任一項所述的電芯。
【文檔編號】H01M2/14GK205645980SQ201620516940
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月31日
【發明人】付成華, 唐超, 陳培培
【申請人】寧德新能源科技有限公司