[实用新型]一种锂离子电池结构

说明书

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有良好安全性能和能够抑制循环膨胀的锂离子电池结构。

背景技术

随着现代社会的不断发展，移动设备如智能手机，笔记本电脑、摄像机以及EV(电动汽车)等将得到越来越广泛的应用，从而形成了对高能量密度锂离子电池的大量需求。尤其是消费电子产品在不断向薄、轻化方向发展，对锂离子电池的体积能量密度提出了更高的要求。

锂离子电池内嵌式的开发以及轻薄隔膜的应用极大地提高了电池的空间利用率，从而提升了电池的能量密度；但与此同时，这种电池也存在以下两个潜在的风险：一是由于电极极片分条时边缘有毛刺，在使用薄的隔膜时，容易发生内部短路，造成安全问题；二是内嵌式的聚合物电池没有外部壳体的限制；循环时更容易膨胀，尤其在电池的头尾两端束缚力最小，膨胀最大。循环膨胀容易撑开电子产品的外壳，使产品的可靠性降低。

近年来，为解决毛刺产生的内部短路，已有专利文献提出了采用化学法和机械法来消除和改变毛刺。如申请号为CN200510074021.9的中国专利公开了一种使用绝缘材料将正极边缘露出部分覆盖，以减少正极毛刺造成的内部短路。这种方法在较大程度上改善了正极毛刺造成的短路，但该方法对负极毛刺没有加以改善，对电池循环膨胀，尤其是头尾两端没有抑制，不能解决循环膨胀带来的可靠性问题。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能和能够抑制循环膨胀的锂离子电池结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有良好安全性能和能够抑制循环膨胀的锂离子电池结构。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种锂离子电池结构，其包括电芯，用于容纳所述电芯的包装袋和灌注于所述包装袋内的电解液，所述电芯包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜，所述正极片包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体上的正极材料层，所述负极片包括负极集流体和涂覆在所述负极集流体上的负极材料层，所述的负极片的边缘和/或隔膜的边缘涂覆有聚合物层。该聚合物层具有电子绝缘的特性；但是在吸收电解液后能够提供离子导电；该聚合物层在加热加压后能够与隔膜热融合在一起，使电芯上下端各层不易分开，从而抑制电池循环膨胀。

相对于现有技术，本实用新型主要有以下几个方面的优势：

一方面，极片边缘的聚合物层能够绝缘极片分条时产生的毛刺，防止电池内部短路，提高安全性；

另一方面，经过加热加压后，极片边缘的聚合物与隔膜热融合在一起，从而给电芯上下端束缚力，抑制循环时两端的膨胀，提高了电池的可靠性。

此外，本实用新型的锂离子电池结构可以采用卷绕方式和叠片方式组装，适用范围广；而且聚合物层可以吸收电解液，提供离子导电，涂层不会影响电池的性能。

作为本实用新型锂离子电池结构的一种改进，所述的正极片的边缘涂覆有聚合物层。

因此，具体而言，本实用新型中的锂离子电池结构包括以下几种结构：

一是聚合物涂覆在负极片的边缘，组装成电芯后，经过加热加压，使负极片边缘的聚合物层与隔膜热融合，把电芯固定在一起；

二是聚合物涂覆在隔膜的边缘，组装成电芯后，经过加热加压，使隔膜边缘的聚合物层热融合，把电芯固定在一起；

三是聚合物同时涂覆在负极片的边缘与隔膜的边缘，组装成电芯后，经过加热加压，使负极片边缘的聚合物层与隔膜边缘的聚合物层热融合，把电芯固定在一起；

四是聚合物同时涂覆在负极片的边缘，正极片的边缘和隔膜的边缘，组装成电芯后，经过加热加压，使负极片边缘的聚合物层，正极片边缘的聚合物层和隔膜边缘的聚合物层热融合，把电芯固定在一起。

作为本实用新型锂离子电池结构的一种改进，在极片宽度方向上，所述负极片超出正极片的宽度为0.2～5mm，所述隔膜超出负极片的宽度为0.2～5mm。

作为本实用新型锂离子电池结构的一种改进，所述的聚合物层为聚偏氟乙烯(PVDF)层、聚四氟乙烯(PTFE)层、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)层、丁苯橡胶(SBR)层、羧甲基纤维素钠(CMC)层、聚丙烯酸(PAA)层、聚苯胺(PAN)层、聚氧化乙烯(PEO)层或者聚乙烯醇(PVA)层中的至少一种。

作为本实用新型锂离子电池结构的一种改进，所述的聚合物层在的宽度为0.5～20mm。聚合物层的宽度太大，会使极片上活性材料层的宽度相应减小，从而对能量密度造成不利影响；聚合物层的宽度太小，则防短路和抑制膨胀的作用不明显。