電化學(xué)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電化學(xué)裝置，其包括：電芯，包括正極極片、負(fù)極極片、以及置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜；電解液；以及包裝袋，封裝電芯并容納電解液；其中，電芯的隔離膜延伸超出電芯的正極極片和負(fù)極極片并與包裝袋封裝在一起。本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置中的電芯與包裝袋固定在一起，因此在電化學(xué)裝置經(jīng)受振動(dòng)、跌落、碰撞時(shí)能夠避免電芯與包裝袋之間的相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)設(shè)置于電芯的極耳所在封裝區(qū)域時(shí)，防止電芯沖破封裝區(qū)域；同時(shí)靠近封裝區(qū)域一側(cè)的延伸超出電芯的正極極片和負(fù)極極片的隔離膜可以對(duì)電化學(xué)裝置的極耳起到保護(hù)作用，防止極耳斷裂，因此提高電化學(xué)裝置的安全性能；封裝工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利說明】電化學(xué)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種電化學(xué)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池和電容器等電化學(xué)裝置在手機(jī)、筆記本電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品中的應(yīng)用需求越來越大，手機(jī)、筆記本電腦在移動(dòng)、使用過程中經(jīng)常會(huì)經(jīng)受跌落、撞擊以及振動(dòng)等惡劣情況，對(duì)其采用的鋰離子電池或電容器的安全造成挑戰(zhàn)。
[0003]當(dāng)發(fā)生上述惡劣情況時(shí)，由于鋰離子電池或電容器中的電芯I (見圖1)相對(duì)于包裝袋2沒有完全固定，電芯I會(huì)相對(duì)于包裝袋2發(fā)生移動(dòng)，存在于包裝袋2中的電解液的潤(rùn)滑作用更加劇了這種移動(dòng)。輕微時(shí)會(huì)導(dǎo)致極片錯(cuò)位、引發(fā)短路，嚴(yán)重時(shí)造成極耳14斷裂、電芯I沖破封裝區(qū)域R，產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。
[0004]于2012年4月25日公布的中國專利申請(qǐng)公布號(hào)CN202205852U公布了一種軟包裝鋰離子電池，該方法采用在電池包裝袋和電芯之間增加環(huán)氧膠的方法，將包裝袋和電芯粘結(jié)固定在一起，從而避免電池內(nèi)電芯與包裝袋的相對(duì)滑動(dòng)，提高電池的安全性；但是該方法在電池內(nèi)部添加了有機(jī)膠，該有機(jī)物會(huì)少量溶解在有機(jī)電解液中，對(duì)電池的基本電化學(xué)性能造成損害。尤其在電池經(jīng)受高溫的情況下，原本凝固的有機(jī)膠會(huì)重新融化，并與電解液混合，導(dǎo)致粘結(jié)性失效，液態(tài)的有機(jī)膠與電解液混合后嚴(yán)重惡化電池的電化學(xué)性能。另外由于鋰離子電池采用的包裝袋很薄，而在包裝袋上添加有機(jī)膠時(shí)無法做到絕對(duì)均勻分布，會(huì)在電池表面留下凹凸不平的痕跡，增大電池厚度，造成外觀不良。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]鑒于【背景技術(shù)】存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電化學(xué)裝置，其能改善電化學(xué)裝置在跌落、振動(dòng)、碰撞等情況下的安全性能。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了 一種電化學(xué)裝置，其包括:電芯，包括正極極片、負(fù)極極片、以及置于正極極片和負(fù)極極片之間的隔離膜；電解液；以及包裝袋，封裝電芯并容納電解液；其中，電芯的隔離膜延伸超出電芯的正極極片和負(fù)極極片并與包裝袋
封裝在一起。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0008]在本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置中，電芯與包裝袋封裝在一起，當(dāng)電化學(xué)裝置經(jīng)受振動(dòng)、跌落、碰撞時(shí)能夠避免電芯與包裝袋之間的相對(duì)移動(dòng)。當(dāng)電芯與包裝袋在電芯的極耳所在的封裝區(qū)域封裝在一起時(shí)，能夠防止電芯沖破封裝區(qū)域；同時(shí)靠近極耳一側(cè)的延伸超出電芯的正極極片和負(fù)極極片的隔離膜可以對(duì)電化學(xué)裝置的極耳起到保護(hù)作用，防止極耳斷裂，因此提高電化學(xué)裝置的安全性能；封裝工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有的電化學(xué)裝置的部分正視透視圖，所述電化學(xué)裝置選用軟包裝鋰離子電池；
[0010]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置的部分正視透視圖，所述電化學(xué)裝置選用軟包裝鋰離子電池；
[0011]圖3為圖2沿A-A面作出的放大截面示意圖。
[0012]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0013]I電芯2包裝袋
[0014]11正極極片R、R1、R2封裝區(qū)域
[0015]12負(fù)極極片T1、T2厚度
[0016]13 隔離膜L、L0、L1、L2 長(zhǎng)度
[0017]14 極耳
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置。
[0019]在詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置之前，需要說明的是，參照?qǐng)D2，包裝袋2的長(zhǎng)度方向指的是紙面的水平方向，包裝袋2的寬度方向指的是紙面的豎直方向，包裝袋2的厚度方向指的是與紙面垂直的方向；而隔離膜13的厚度和包裝袋2的厚度與這些方向無關(guān)，指的是隔離膜13的膜厚和包裝袋2的壁厚。但是在圖3中，因圖3是圖2沿A-A面作出的放大截面示意圖，所以在圖3中，包裝袋2的厚度方向?yàn)榧埫娴呢Q直方向，包裝袋2的寬度方向?yàn)榕c紙面垂直的方 向，包裝袋2的長(zhǎng)度方向依然為紙面的水平方向。
[0020]參照?qǐng)D2和圖3，根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置包括:電芯I，包括正極極片11、負(fù)極極片12、以及置于正極極片11和負(fù)極極片12之間的隔離膜13 ;電解液(未示出);以及包裝袋2，封裝電芯I并容納電解液；其中，電芯I的隔離膜13延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12并與包裝袋2封裝在一起。
[0021]在根據(jù)本實(shí)用新型所述的電化學(xué)裝置中，通過隔離膜13與包裝袋2封裝在一起進(jìn)而將電芯I與包裝袋2固定在一起，在電化學(xué)裝置經(jīng)受振動(dòng)、跌落、碰撞時(shí)能夠避免電芯I與包裝袋2之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0022]在電芯I的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3，電芯I為卷繞式電芯或疊片式電芯。
[0023]在根據(jù)本實(shí)用新型所述的電化學(xué)裝置的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，電芯I的隔離膜13延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12并在電芯I的極耳14所在封裝區(qū)域R與包裝袋2封裝在一起。從而可防止電芯I沖破封裝區(qū)域，同時(shí)靠近極耳14所在封裝區(qū)域R—側(cè)的延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12的隔離膜13可以對(duì)電化學(xué)裝置的極耳14起到保護(hù)作用，防止極耳14斷裂。
[0024]在隔離膜13的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，電芯I在極耳14所在的封裝區(qū)域R形成封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl，其中隔離膜13在包裝袋2的長(zhǎng)度方向上延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12的長(zhǎng)度LO與封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl的長(zhǎng)度LI之間的比值為1.5~2.5。該比值小于1.5時(shí)，封裝區(qū)域Rl長(zhǎng)度過長(zhǎng)，沒有完全利用電化學(xué)裝置內(nèi)部空間，降低了電化學(xué)裝置的能量密度；該比值大于2.5時(shí)，封裝區(qū)域Rl長(zhǎng)度太短，無法達(dá)到良好的封裝效果，電化學(xué)裝置存在安全隱患。
[0025]在根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置中，參照?qǐng)D2和圖3，在一實(shí)施例中，電芯I在極耳14所在的封裝區(qū)域R形成有封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl以及未封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域R2，其中，封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl的厚度Tl與未封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域R2的厚度T2之間的比值大于I且小于等于6。封裝區(qū)域Rl將包裝袋2與隔離膜13封裝在一起，其厚度Tl大于只封裝包裝袋的封裝區(qū)域R2的厚度T2，即厚度Tl與厚度T2之間的比值大于1，厚度Tl決定于封裝區(qū)域Rl的隔離膜13的厚度和層數(shù)；該比值大于6時(shí)，封裝區(qū)域Rl的厚度Tl過大，封裝區(qū)域Rl的封裝效果會(huì)受到影響，會(huì)出現(xiàn)因封裝不良而影響電化學(xué)裝置性能或安全的情況。圖2和圖3中，封裝區(qū)域Rl為封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域，即延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12的部分隔離膜13被封裝于封裝區(qū)域R內(nèi)的區(qū)域，也即隔離膜13和包裝袋2被封裝在一起的區(qū)域；封裝區(qū)域R2為未封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域，即僅為包裝袋2封裝在一起的區(qū)域。封裝區(qū)域Rl和封裝區(qū)域R2組成電芯I的對(duì)應(yīng)封裝區(qū)域R。當(dāng)然，依照實(shí)際生產(chǎn)工藝，電芯I的封裝區(qū)域R也可以只形成有封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl。
[0026]在根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置中，參照?qǐng)D3，在一實(shí)施例中，電芯I在極耳14所在的封裝區(qū)域R形成封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域R1，其中封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl的長(zhǎng)度LI與封裝區(qū)域R的總長(zhǎng)度L之間的比值為0.3?I。該比值越大，即封裝區(qū)域R2的長(zhǎng)度L2越小，封裝區(qū)域出現(xiàn)封裝不良的可能性越高；該比值越小，即封裝區(qū)域R2的長(zhǎng)度L2越大，電化學(xué)裝置的內(nèi)部空間利用率越低，電化學(xué)裝置的能量密度越小。優(yōu)選地，封裝有隔離膜13的封裝區(qū)域Rl的長(zhǎng)度LI與封裝區(qū)域R的總長(zhǎng)度L之間的比值為0.5。該比值選取
0.5時(shí)，即長(zhǎng)度LI與長(zhǎng)度L2相等，此時(shí)封裝區(qū)域Rl和封裝區(qū)域R2的長(zhǎng)度均選取能夠達(dá)到良好封裝效果的最小值，既可以實(shí)現(xiàn)良好的封裝效果，又可以實(shí)現(xiàn)電化學(xué)裝置能量密度的最大化。
[0027]在根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置中，電芯I的隔離膜13延伸超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12并在電芯I的底封處和/或側(cè)封處與包裝袋2封裝在一起。從而可以進(jìn)一步防止電芯I在包裝袋2內(nèi)的移動(dòng)。
[0028]在隔離膜13的一實(shí)施例中，隔離膜13的材料可為聚烯烴膜。優(yōu)選地，隔離膜13的材料為聚丙烯膜、聚乙烯膜或聚丙烯和聚乙烯的多層復(fù)合膜。
[0029]在包裝袋2的一實(shí)施例中，優(yōu)選地，包裝袋2的材料為鋁塑膜。
[0030]本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置可以為但不限制于鋰離子電池、超級(jí)電容器。鋰離子電池可以為軟包裝鋰離子電池。
[0031]下面以軟包裝鋰離子電池為例簡(jiǎn)單介紹根據(jù)本實(shí)用新型的電化學(xué)裝置的封裝工藝。
[0032]由于封裝區(qū)域R2和Rl兩部分厚度不同，且兩部分封裝的物質(zhì)不同，對(duì)兩部分進(jìn)行封裝時(shí)需要采用不同的工藝參數(shù)，所以軟包裝鋰離子電池的封裝工序分兩步進(jìn)行。首先進(jìn)行封裝區(qū)域Rl的封裝，將超出電芯I的正極極片11和負(fù)極極片12的隔離膜13與包裝袋2封裝在一起，然后在其形成的封裝區(qū)域Rl的外部封裝區(qū)域R2再進(jìn)行一次封裝，僅將包裝袋2封裝在一起，形成全部封裝區(qū)域R。封裝區(qū)域Rl和封裝區(qū)域R2所采用的封裝工藝參數(shù)如表I所示。
[0033]表I封裝區(qū)域Rl和封裝區(qū)域R2的封裝工藝參數(shù)
[0034]
【權(quán)利要求】
1.一種電化學(xué)裝置，包括: 電芯(1)，包括正極極片(11)、負(fù)極極片(12)、以及置于正極極片(11)和負(fù)極極片(12)之間的隔離膜(13); 電解液；以及 包裝袋(2)，封裝電芯(I)并容納電解液；其特征在于， 電芯(I)的隔離膜(13)延伸超出電芯(I)的正極極片(11)和負(fù)極極片(12)并與包裝袋(2)封裝在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)的隔離膜(13)延伸超出電芯(I)的正極極片(11)和負(fù)極極片(12)并在電芯(I)的底封處和/或側(cè)封處和/或頂封處與包裝袋(2 )封裝在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)的隔離膜(13)延伸超出電芯(I)的正極極片(11)和負(fù)極極片(12)并在電芯(I)極耳(14)所在的封裝區(qū)域(R)與包裝袋(2)封裝在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)在極耳(14)所在的封裝區(qū)域(R)形成封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(R1)，其中隔離膜(13)在包裝袋(2)的長(zhǎng)度方向上延伸超出電芯(I)的正極極片(11)和負(fù)極極片(12)的長(zhǎng)度(LO)與封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(Rl)的長(zhǎng)度(LI)之間的比值為1.5?2.5。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)在極耳(14)所在封裝區(qū)域(R)形成封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(Rl)以及未封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(R2)，其中封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(Rl)的厚度(Tl)與未封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(R2)的厚度(T2)之間的比值大于I且小于等于6。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)在極耳(14)所在的封裝區(qū)域(R)形成封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(R1)，其中封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(Rl)的長(zhǎng)度(LI)與封裝區(qū)域(R)的總長(zhǎng)度(L)的比值為0.3?I。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，封裝有隔離膜(13)的封裝區(qū)域(Rl)的長(zhǎng)度(LI)與封裝區(qū)域(R)的總長(zhǎng)度(L)的比值優(yōu)選為0.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，電芯(I)為卷繞式電芯或疊片式電芯；包裝袋(2)的材料為鋁塑膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，隔離膜(13)的材料為聚烯烴膜。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電化學(xué)裝置，其特征在于，隔離膜(13)的材料為聚丙烯膜、聚乙烯膜或聚丙烯和聚乙烯的多層復(fù)合膜。
【文檔編號(hào)】H01M2/18GK203377299SQ201320441567
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年7月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月23日
【發(fā)明者】王彥平, 何東銘 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司