CN208460894U - 一种单体电芯及柔性电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单体电芯及柔性电池组,其包括正极片、正极耳、隔膜、负极片和负极耳,正极片、隔膜和负极耳由下向上依次叠放设置,正极耳与正极片连接,负极耳与负极片连接,正极耳和负极耳分别位于隔膜相对的两侧,正极耳与负极耳非对称设置;这样,本实用新型极耳与箔材连接处采用超声焊接,焊接紧密,且焊接处柔韧性好、便于弯折,并且,正极耳与负极耳非对称设置,即使电芯被包裹后,能够直观、迅速地分辨正负极;另外,电池组中设置多个单体电芯,某一个电池容量衰减,对整体电池组的容量影响较小,并且,在纵横方向上单体电芯的个数不受限制,能制备不同形状的柔性电池组,满足可穿戴设备对电池形状的独特要求。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域,具体涉及一种单体电芯及柔性电池组。
背景技术
近年来锂电池领域高速发展,目前商业电池的主要类型为圆柱型电池、方形电池和软包电池;可穿戴设备对电池形状有独特要求,因此,圆柱型电池和方形电池不适用于可穿戴设备领域,柔性电池因具备柔软的特性而备受关注。
现有技术中,电芯两端引出的极耳与铜箔或者铝箔是采用弯折的方式连接的,这种连接方式的弯折连接部位容易松动,从而容易造成极耳和铜箔或者铝箔的连接中断;在电池的制作过程中,将电芯放置在铝塑膜的冲坑内,然后对铝塑膜依次进行翻折、侧封、注液、顶封,最后连接极耳,由于电芯为卷绕或叠片完成后的电芯,后续注液步骤需较长时间浸润电芯;另外,正极耳和负极耳通常对称设置,在制作电池组时,难以区分,不便于制作。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足,本实用新型的目的旨在提供一种单体电芯及柔性电池组。
本实用新型的技术方案是这样实现的:
本实用新型实施例提供一种单体电芯,其包括正极片、正极耳、隔膜、负极片和负极耳,所述正极片、隔膜和负极耳由下向上依次叠放设置,所述正极耳与正极片连接,所述负极耳与负极片连接,所述正极耳和负极耳分别位于隔膜相对的两侧,所述正极耳与负极耳非对称设置。
上述方案中,所述负极耳设置在负极片一侧的中心,所述正极耳靠近正极片的顶角设置。
上述方案中,所述正极耳设置在正极片一侧的中心,所述负极耳靠近负极片的顶角设置。
本实用新型实施例还提供一种柔性电池组,其包括至少一个电芯组,所述至少一个电芯组平行排列,每个所述电芯组包括至少一个如上述方案所述的单体电芯、铝箔和铜箔,每个所述单体电芯依次排列,所述铝箔与每个单体电芯的正极耳超声焊接,所述铜箔与每个单体电芯的负极耳超声焊接。
上述方案中,其还包括铝塑膜、铝塑膜顶盖和绝缘层,所述至少一个电芯组设置在铝塑膜上,所述绝缘层粘贴在铝塑膜上,所述铝塑膜顶盖与铝塑膜扣合用于密封电芯组;所述铝塑膜设置有至少一个凹槽,所述电芯组的每个单体电芯分别设置在每个凹槽内,所述电芯组的每个正极耳均沿凹槽的一侧伸出后与铝箔连接,所述电芯组的每个的负极耳均沿凹槽的另一侧伸出后与铜箔连接,所述单体电芯与凹槽内侧之间形成注液间隙,所述单体电芯四周设置有用于密封注液间隙和正负极耳的密封带。
上述方案中,所述绝缘层为绝缘衬垫、绝缘胶带或硅胶。
与现有技术相比,本实用新型实施例提供一种单体电芯及柔性电池组,其包括正极片、正极耳、隔膜、负极片和负极耳,所述正极片、隔膜和负极耳由下向上依次叠放设置,所述正极耳与正极片连接,所述负极耳与负极片连接,所述正极耳和负极耳分别位于隔膜相对的两侧,所述正极耳与负极耳非对称设置;柔性电池组包括至少一个电芯组,所述至少一个电芯组平行排列,每个所述电芯组包括至少一个单体电芯、铝箔和铜箔,所述铝箔与每个单体电芯的正极耳超声焊接,所述铜箔与每个单体电芯的负极耳超声焊接,这样,本实用新型极耳与箔材连接处采用超声焊接,焊接紧密,且焊接处柔韧性好、便于弯折,并且,正极耳与负极耳非对称设置,即使电芯被包裹后,能够直观、迅速地分辨正负极;另外,在柔性电池组的制备过程中,能够在极片叠放的过程中添加电解液,能够立即浸润极片和隔膜,从而减少单体电芯的浸润时间,同时,电池组中设置多个单体电芯,某一个电池容量衰减,对整体电池组的容量影响较小,并且,在纵横方向上单体电芯的个数不受限制,能制备不同形状的柔性电池组,满足可穿戴设备对电池形状的独特要求。
附图说明
图1为本实用新型实施例1一种单体电芯的结构示意图;
图2为本实用新型实施例2一种柔性电池组的结构示意图。
附图标记如下:
1——单体电芯、11——正极片、12——正极耳、13——隔膜、14——负极片、15——负极耳、2——铝箔、3——铜箔、4——铝塑膜、5——绝缘层、6——密封带。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
实施例1
本实用新型实施例1提供一种单体电芯,如图1所示,其包括正极片11、正极耳12、隔膜13、负极片14和负极耳15,所述正极片11、隔膜13和负极耳15由下向上依次叠放设置,所述正极耳12与正极片11连接,所述负极耳15与负极片14连接,所述正极耳12和负极耳15分别位于隔膜13相对的两侧,所述正极耳12与负极耳15非对称设置。
正极耳与负极耳非对称设置,即使电芯被包裹后,能够直观、迅速地分辨正负极。
其中,电芯大小可根据不同能量密度和形状要求调节,为了安全起见,相应地负极片14长宽均比正极片11大至少2mm,隔膜13长宽比负极片14 大至少2mm;
其中,当负极耳15设置在负极片14一侧的中心,所述正极耳12靠近正极片11的顶角设置时,该单体电芯的尺寸为:
正极片11分为正极料区和正极耳12,正极料区的尺寸为:长5~50mm,宽5~50mm,厚度50~220μm,正极耳12位于料区边缘,长10~30mm,宽 3~10mm;
隔膜13的尺寸为:长9~54mm,宽9~54mm,厚度20~60μm;
负极片14分为负极料区和负极耳15:负极料区的尺寸为:长7~52mm,宽7~52mm,厚度50~220μm,负极耳15位于料区中央,长10~30mm,宽 3~10mm。
具体地,正极片11分为正极料区和正极耳12,正极料区的尺寸为:长 15mm,宽15mm,厚度84μm,正极耳12位于料区边缘,长15mm,宽5mm;
隔膜13的尺寸为:长19mm,宽19mm,厚度30μm;
负极片14分为负极料区和负极耳15:负极料区的尺寸为:长17mm,宽17mm,厚度67μm,负极耳15位于料区中央,长15mm,宽5mm。
其中,当正极耳12设置在正极片11一侧的中心,所述负极耳15靠近负极片14的顶角设置,该单体电芯的尺寸为:
正极片11分为正极料区和正极耳12,正极料区的尺寸为:长5~50mm,宽5~50mm,厚度50~220μm,正极耳12位于料区中央,长10~30mm,宽 3~10mm;
隔膜13的尺寸为:长9~54mm,宽9~54mm,厚度20~60μm;
负极片14分为负极料区和负极耳15:负极料区的尺寸为:长7~52mm,宽7~52mm,厚度50~220μm,负极耳15位于料区边缘,长10~30mm,宽 3~10mm。
具体地,正极片11分为正极料区和正极耳12,正极料区的尺寸为:长 15mm,宽15mm,厚度84μm,正极耳12位于料区中央,长15mm,宽5mm;
隔膜13的尺寸为:长19mm,宽19mm,厚度30μm;
负极片14分为负极料区和负极耳15:负极料区的尺寸为:长17mm,宽17mm,厚度67μm,负极耳15位于料区边缘,长15mm,宽5mm。
实施例2
本实用新型实施例2提供一种柔性电池组,其包括至少一个电芯组,所述至少一个电芯组平行排列,每个所述电芯组包括至少一个实施例1所述的单体电芯1、铝箔2和铜箔3,每个所述单体电芯1依次排列,所述铝箔2 与每个单体电芯1的正极耳12超声焊接,所述铜箔3与每个单体电芯1的负极耳15超声焊接。
极耳与箔材连接处采用超声焊接,焊接紧密,且焊接处柔韧性好、便于弯折,并且,电芯由多个单体电芯1组成,某一个电池容量衰减,对整体电池组的容量影响较小,另外,电芯组的个数不限,每个电芯组的单体电芯1 的个数也可以不同,即柔性电池组的横向或纵向排列的单体电芯1个数不限,因此,能够根据具体的应用范畴进行调整,从而能够制备不同形状的柔性电池组,满足不同的可穿戴设备对电池形状的独特要求。
其中,其还包括铝塑膜4、铝塑膜顶盖和绝缘层5,所述至少一个电芯组设置在铝塑膜4上,所述绝缘层5粘贴在铝塑膜4上,所述铝塑膜顶盖与铝塑膜4扣合用于密封电芯组;所述铝塑膜4设置有至少一个凹槽,所述电芯组的每个单体电芯1分别设置在每个凹槽内,所述电芯组的每个正极耳12 均沿凹槽的一侧伸出后与铝箔2连接,所述电芯组的每个的负极耳15均沿凹槽的另一侧伸出后与铜箔3连接,所述单体电芯1与凹槽内侧之间形成注液间隙,所述单体电芯1四周设置有用于密封注液间隙和正负极耳的密封带 7。
如图2所示,具体地,其包括三个电芯组,每个电芯组包括由三个单体电芯1组合形成;铝塑膜4对应开设九个凹槽,单体电芯1放置于凹槽内。在放置的过程中向凹槽注入电解液,注液后,将单体电芯1四周密封形成密封带7,伸出凹槽部分的正极耳12与铝箔2超声焊接形成连接点,伸出凹槽部分的负极耳15与铜箔3超声焊接形成连接点,空白的铝塑膜4区域贴有绝缘层5,铝塑膜4上还设置铝塑膜顶盖,铝塑膜顶盖设置有与铝塑膜4对应的凹槽;
其中,绝缘层5为绝缘衬垫、绝缘胶带或硅胶。
其中,铝塑膜4和铝塑膜顶盖的凹槽的凹槽长宽均比隔膜大至少1mm,铝塑膜4上凹槽的尺寸为长10~56mm,宽10~56mm,槽深120~800μm,一般具体取:长21mm,宽21mm,槽深200μm;铝塑膜顶盖上凹槽的尺寸为长10~56mm,宽10~56mm,槽深80~200μm,一般具体取:长21mm,宽21mm,槽深100μm。
其中,密封带6的带宽2~8mm,一般取5mm。
其中,连接点的尺寸为:长3~10mm,宽3~10mm,焊点间距1~3mm,焊点个数4~81个,一般连接点的尺寸为长5mm,宽5mm,焊点间距1mm,焊点个数16个。
其中,铝箔2和铜箔3的宽为3~10mm,一般取5mm,长度随电芯个数变化。
本实用新型实施例2提供一种柔性电池组,通过以下步骤制备:
步骤1,将镍钴锰三元材料、乙炔黑和聚偏氟乙烯按8:1:1的比例混合,研磨均匀后,滴加N-甲基吡咯烷酮调制成正极浆料,将正极浆料涂覆在铝箔表面,干燥后获得带有正极耳的正极片;
步骤2,将石墨、乙炔黑和丁苯橡胶和羧甲基纤维素按8:1:0.5:0.5的比例混合,混合均匀后加入去离子水调制成负极浆料,将负极浆料涂覆在铜箔表面,干燥后获得带有负极耳的负极片;
步骤3,在充满保护气(氮气或氩气)的手套箱中,将铝塑膜作为底壳,在铝塑膜上冲压形成九个等间距的凹槽,并在凹槽内放置步骤1获得的正极片,放置后滴加60μL电解液在正极片表面,放上隔膜,放置后滴加60μL 电解液在隔膜表面,再放置一层步骤2获得的负极片,即在凹槽内获得单体电芯;
步骤4,对步骤3获得的单体电芯的四周进行密封形成密封带,将伸出凹槽的正极耳与铝箔超声焊接,将伸出凹槽的负极耳与铜箔超声焊接,再在铝塑膜的空白区域粘贴绝缘层,最后盖合铝塑膜顶盖,获得柔性电池组。
以上所述,仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用于限定本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种单体电芯,其特征在于,其包括正极片(11)、正极耳(12)、隔膜(13)、负极片(14)和负极耳(15),所述正极片(11)、隔膜(13)和负极耳(15)由下向上依次叠放设置,所述正极耳(12)与正极片(11)连接,所述负极耳(15)与负极片(14)连接,所述正极耳(12)和负极耳(15)分别位于隔膜(13)相对的两侧,所述正极耳(12)与负极耳(15)非对称设置。
2.根据权利要求1所述的一种单体电芯,其特征在于,所述负极耳(15)设置在负极片(14)一侧的中心,所述正极耳(12)靠近正极片(11)的顶角设置。
3.根据权利要求1所述的一种单体电芯,其特征在于,所述正极耳(12)设置在正极片(11)一侧的中心,所述负极耳(15)靠近负极片(14)的顶角设置。
4.一种柔性电池组,其特征在于,其包括至少一个电芯组,所述至少一个电芯组平行排列,每个所述电芯组包括至少一个如权利要求1-3任意一项所述的单体电芯(1)、铝箔(2)和铜箔(3),每个所述单体电芯(1)依次排列,所述铝箔(2)与每个单体电芯(1)的正极耳(12)超声焊接,所述铜箔(3)与每个单体电芯(1)的负极耳(15)超声焊接。
5.根据权利要求4所述的一种柔性电池组,其特征在于,其还包括铝塑膜(4)、铝塑膜顶盖和绝缘层(5),所述至少一个电芯组设置在铝塑膜(4)上,所述绝缘层(5)粘贴在铝塑膜(4)上,所述铝塑膜顶盖与铝塑膜(4)扣合用于密封电芯组;所述铝塑膜(4)设置有至少一个凹槽,所述电芯组的每个单体电芯(1)分别设置在每个凹槽内,所述电芯组的每个正极耳(12) 均沿凹槽的一侧伸出后与铝箔(2)连接,所述电芯组的每个的负极耳(15)均沿凹槽的另一侧伸出后与铜箔(3)连接,所述单体电芯(1)与凹槽内侧之间形成注液间隙,所述单体电芯(1)四周设置有用于密封注液间隙和正负极耳的密封带(6)。
6.根据权利要求5所述的一种柔性电池组,其特征在于,所述绝缘层(5)为绝缘衬垫、绝缘胶带或硅胶。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110336070A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-15 | 恒大新能源科技集团有限公司 | 一种匹配vda模组的电池 |
CN110661035A (zh) * | 2018-06-29 | 2020-01-07 | 成都市银隆新能源有限公司 | 一种单体电芯、柔性电池组及其制备方法 |
CN111129577A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-05-08 | Oppo广东移动通信有限公司 | 柔性电芯与电子设备 |
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