(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201822246308.0
(22)申请日 2018.12.28
(73)专利权人 东莞凯德新能源有限公司
地址 523330 广东省东莞市石排镇向西村
松园5路1号
(72)发明人 黄加军 梁进觉 张志平 刘聪
王永湘 陈梅锋
(74)专利代理机构 东莞市华南专利商标事务所
有限公司 44215
代理人 张明
(51)Int.Cl.
H01M 2/16(2006.01)
H01M 10/0587(2010.01)
(54)实用新型名称
包括该电芯结构的锂电池
(57)摘要
本实用新型涉及锂离子电池领域，特别涉及
一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构及包括
该电芯结构的锂电池，包含卷芯、终止胶层、正极
片和负极片，所述卷芯包括聚四氟乙烯塑料卷
针、隔膜和铜箔层，所述隔膜将所述聚四氟乙烯
塑料卷针外包，所述铜箔层将所述隔膜外包，所
述终止胶层缠绕于所述铜箔层的外侧将其包卷
固定，所述正极片连接于卷芯轴向的上端，所述
负极片连接于卷芯轴向的下端，所述卷芯置于所
述外壳内。本实用新型采用聚四氟乙烯塑料卷针
可提高卷芯的支撑力，也能缓解电池因重物冲击
所产生的内应力，从而降低卷芯裂片掉粉的几
率；另外采用高强度高伸长率的涂覆隔离膜弥补
了传统隔膜因重物冲击而破裂的缺点，可从源头
上防止电池内部短路。权利要求书1页 说明书3页 附图2页CN 209357812 U 2019.09.06
C N 209357812
U
1.一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，包括外壳，其特征在于：包含卷芯、终止胶层、正极片和负极片，所述卷芯包括聚四氟乙烯塑料卷针、隔膜和铜箔层，所述隔膜将所述聚四氟乙烯塑料卷针外包，所述铜箔层将所述隔膜外包，所述终止胶层缠绕于所述铜箔层的外侧将其包卷固定，所述正极片连接于所述卷芯轴向的上端，所述负极片连接于所述卷芯轴向的下端，所述卷芯置于所述外壳内。
2.根据权利要求1所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述隔膜为陶瓷隔离膜，所述陶瓷隔离膜的厚度为16-20μm。
3.根据权利要求2所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述隔离膜包括第一涂层和第二涂层。
4.根据权利要求3所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述第一涂层为PVDF涂层，所述第二涂层为Al 2O 3涂层。
5.根据权利要求4所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述第一涂层厚度为0.1-2.0μm，所述第二涂层厚度为0.1-2.0μm。
6.根据权利要求1所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述终止胶层包括间隔设置的第一胶层、第二胶层和第三胶层，所述第一胶层、第二胶层和第三胶层分别缠绕于所述铜箔层外侧的上部、铜箔层外侧的中部和铜箔层外侧的下部，第一胶层、第二胶层和第三胶层的宽度均为8-14mm。
7.根据权利要求1所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述卷芯入壳装配比为85-95％。
8.根据权利要求1所述的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，其特征在于：所述聚四氟乙烯塑料卷针呈圆柱状，所述聚四氟乙烯塑料卷针的下端面向下凸伸呈弧状。
9.一种可改善重物冲击的锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池包括权利要求1所述的锂电池电芯结构。
10.根据权利要求9所述的一种可改善重物冲击的锂离子电池，其特征在于：所述的锂离子电池为圆柱形状，底部直径为15-25mm，高度为55-75mm。
权 利 要 求 书1/1页CN 209357812 U
一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构及包括该电芯结构的
锂电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及锂离子电池领域，特别涉及一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构及包括该电芯结构的锂电池。
背景技术
[0002]随着科技与技术的发展，能源的开发与利用成为了中国乃至全世界的重要研究课题。传统的煤炭和石油等一次能源已经在慢慢枯竭，新一代能源的开发及其利用已经势在必行。二次锂离子电池作为新一代储能容器成为了当今社会储能行业的领头羊。锂离子电池具有高容量、高电压放电平台、高功率、高能量密度、低自放电和无记忆效应等优点，受到世界众多研究者们的青睐，也成为主宰当今世界储能行业的新一代清洁能源。
[0003]锂离子电池的发展可追溯到20世纪90年代初，日本SONY公司研发出的第一块锂离子电池，是划分新型能源储存器与传统能源储存器的界线，也是世界进入新能源时代的标记。接近30年的发展，锂离子电池得到了非常广泛的应用，如：新能源汽车、电动汽车、电动工具以及3C储能电池等等。总而言之，涉及到储能的行业都离不开锂离子电池。在锂电池正负极材料的发展中，正极材料实现量产的可分为五种：锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂和镍钴锰酸锂；负极主要是以石墨材料为主，此外，硅碳材料具有非常高的比容量，将是下一代锂离子电池负极材料的代替者。
[0004]随着锂电池应用的发展，由开始的简单应用到如今在新能源汽车和电动工具等方面的应用，实现了大跨度的转变。但是，在实际应用的同时也存在不可避免的安全性问题，如电池起火爆炸，这类问题也是引发社会热议的重要话题。世界各相关研究机构从未停止过对锂离子电池安全性能方面的研究。本实用新型发明主要针对锂离子电池重物冲击方面的改善。
发明内容
[0005]为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，采用聚四氟乙烯塑料卷针可提高卷芯的支撑力，同时也能缓解电池因重物冲击所产生的内应力，从而降低卷芯裂片掉粉的几率；此外，本实用新型采用了高强度高伸长率的涂覆隔离膜弥补了传统隔膜因重物冲击而破裂的缺点，可从源头上防止电池内部短路。
[0006]本实用新型的另一目的在于一种可改善重物冲击的锂离子电池，该电池因采用上述电芯能缓解电池因重物冲击所产生的内应力，从而降低卷芯裂片掉粉的几率。
[0007]本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，包含卷芯、终止胶层、正极片和负极片，所述卷芯包括聚四氟乙烯塑料巻针、隔膜和铜箔层，所述隔膜将所述聚四氟乙烯塑料巻针外包，所述铜箔层将所述隔膜外包，所述终止胶层缠绕于所述铜箔层的外侧将其包卷固定，所述正极片连接于所述所述卷芯轴向的上端，所
述负极片连接于所述所述卷芯轴向的下端，所述卷芯置于所述外壳内。
[0008]进一步的，所述隔膜为陶瓷隔离膜，所述陶瓷隔离膜的厚度为16-20μm。[0009]进一步的，所述隔离膜包括第一涂层和第二涂层。
[0010]进一步的，所述第一涂层为PVDF涂层，所述第二涂层为Al2O3涂层。
[0011]进一步的，所述第一涂层厚度为0.1-2.0μm，所述第二涂层厚度为0.1-2.0μm。[0012]进一步的，所述终止胶层包括间隔设置的第一胶层、第二胶层和第三胶层，所述第一胶层、第二胶层和第三胶层分别缠绕于所述铜箔层外侧的上部、铜箔层外侧的中部和铜箔层外侧的下部，第一胶层、第二胶层和第三胶层的宽度均为8-14mm。
[0013]进一步的，所述卷芯入壳装配比为85-95％。
[0014]进一步的，所述聚四氟乙烯卷针呈圆柱状，所述聚四氟乙烯卷针的下端面向下凸伸呈弧状。
[0015]一种可改善重物冲击的锂离子电池，所述锂离子电池包括所述的锂电池电芯结构。
[0016]进一步的，所述的锂离子电池为圆柱形状，底部直径为15-25mm，高度为55-75mm。[0017]本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用聚四氟乙烯塑料卷针可提高卷芯的支撑力，同时也能缓解电池因重物冲击所产生的内应力，从而降低卷芯裂片掉粉的几率；此外，本实用新型采用了高强度高伸长率的涂覆隔离膜弥补了传统隔膜因重物冲击而破裂的缺点，可从源头上防止电池内部短路。
附图说明
[0018]图1是本实用新型卷芯的剖视图；
[0019]图2是本实用新型卷芯的外部示意图；
[0020]图3是本实用新型锂电池的立体图。
[0021]附图标记为：1-终止胶层、2-隔膜、3-铜箔层、4-聚四氟乙烯塑料卷针。
具体实施方式
[0022]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例及附图1-3对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
[0023]见图1-3，一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构，包含卷芯和终止胶层1，所述卷芯包括聚四氟乙烯塑料巻针4、隔膜2、铜箔层3、正极片和负极片，所述隔膜2将所述聚四氟乙烯塑料卷针4外包，所述铜箔层3将所述隔膜2外包，所述终止胶层1外缠绕于所述铜箔层3外侧将其包卷固定，所述正极片连接于所述所述卷芯轴向的上端，所述负极片连接于所述所述卷芯轴向的下端；所述卷芯入壳装配比为85-95％。所述隔膜2包覆于聚四氟乙烯塑料卷针4的外侧壁表面，所述铜箔层3包覆于隔膜2的外侧壁外表面。进一步的，所述隔膜2缠绕于聚四氟乙烯塑料卷针4的外侧壁表面一圈或多圈。聚四氟乙烯塑料卷针4 的上下两端未有隔膜2包覆，隔膜2的上下两端未有铜箔层3隔膜2包覆。
[0024]本实用新型的锂电池结构简单新颖，通过聚四氟乙烯塑料卷针4可提高卷芯的支撑力，同时也能缓解电池因重物冲击所产生的内应力，从而降低卷芯裂片掉粉的几率；而所述铜箔层3具有良好的导电性，可形成成氧化保护膜，且铜箔层3质地较软有利于粘结，在本
实用新型中可以提升锂电池的极板的导电率，同时对锂电池起到很好的保护作用。[0025]本实施例中，所述隔膜2为陶瓷隔离膜，所述陶瓷隔离膜的厚度为16-20μm；进一步的，所述隔膜2的强度2000-2200k
gf/cm2、伸长率100-180％。更进一步的，所述隔离膜2 包括厚度为0.1-2.0μm的第一PVDF涂层和厚度为0.1-2.0μm的第二Al2O3涂层。
[0026]本实施例中采用的陶瓷隔离膜具有耐有机溶剂、拉升强度高、刺穿强度高、吸液率高的优点，可以弥补传统隔膜2因重物冲击而破裂的缺点，从源头上防止电池内部短路，而 Al2O3具有很高的热稳定性及化学惰性，可以很好地隔离电池的正、负极分，防止两极接触而短路，此外电解质离子通过率高。
[0027]本实施例中，所述终止胶层1包括间隔设置的第一胶层、第二胶层和第三胶层，所述第一胶层、第二胶层和第三胶层分别缠绕于所述铜箔层3外侧的上部、铜箔层3外侧的中部和铜箔层3外侧的下部，第一胶层、第二胶层和第三胶层的宽度均为8-14mm。，本实施例中所述终止胶层1可以很好地将卷芯绝缘固定，防止锂电池短路。
[0028]本实施例中，所述的锂离子电池为圆柱形状，底部直径为15-25mm，高度为55-75mm；所述聚四氟乙烯卷针4下端为半球形、上端为平面形；更进一步的，所述聚四氟乙烯卷针4 的长度为55-75mm，直径为3-4mm。
[0029]本实用新型提供的两个实施例制备成电池进行化成分容，根据国标GB 31241-2014将电池满充后进行重物冲击试验结果如表1所示：
[0030]表1：
[0031]
试验个数起火数是否通过
本施例100通过
[0032]根据表1数据可知道，由本实用新型提供的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构制得的锂电池可通过重物冲击，说明本实用新型提供的一种能改善重物冲击的锂电池电芯结构制得的电池可有效地改善锂离子电池的安全性能，对于锂电池的应用具有较大的意义，特别是应用在最为复杂、技术最高的新能源汽车中，可大大提高汽车的安全性能[0033]上述实施例为本实用新型较佳的实现方案，除此之外，本实用新型还可以其它方式实现，在不脱离本实用新型构思的前提下任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
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