[发明专利]一种提高电芯针刺、冲击安全性能的电芯结构

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种提高电芯针刺、冲击安全性能的电芯结构。

背景技术

现如今锂离子电池在电动工具上的使用爆发式增长，动力电池成本、生产效率及长期寿命及一致性亟待飞速突破，故而对电池组件结构的研究为重中之重。目前锂电池的使用安全性一直是行业内研发的重点，当前电芯结构多为层叠式、卷绕或Z字型结构，无论是哪种结构，其基本的界面结构都是负极、隔膜、正极交替均匀、规则性分布的结构设置，这种结构实际上对于针刺、挤压、冲击非正常使用时的安全性能存在一定的隐患。尤其由于当前对于能量密度的追逐，对于产品结构设计的要求越来越高，隔膜的厚度使用越来越薄，从12μm基材逐步降低到现有的5μm厚基材，而隔膜基材越薄，隔膜的安全性就会降低。

如何对现有的电芯结构进行改进，以充分平衡产品能量密度跟安全性兼得的应用效果需要一种新的结构上的解决方案。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种结构灵活、不损伤电性能及能量密度的前提下，应对不同应用需求的条件下全面保证电芯安全性能的提高电芯针刺、冲击安全性能的电芯结构。

技术方案：本发明提出了以下一种技术方案：

一种提高电芯针刺、冲击安全性能的电芯结构，包括正极极片、负极极片与隔膜组成的电芯，具体为可调整型电芯结构，所述可调整型电芯结构为在所述电芯结构中一处或多处增加一层或多层新增隔膜堆叠形成符合当前产品需求的多个薄电芯堆叠结构。

为了满足不同产品对电芯结构安全性能的需求，所述新增隔膜设计为多元化、多样化的结构。

更进一步的，所述新增隔膜不同层间厚度自由选择。

更为优选的，所述电芯结构为Z字叠片结构、堆叠-折叠结构、卷绕结构中的一种。

在一些实施方式中，所述电芯结构为Z字叠片结构时，所述新增隔膜设置于正极极片和原有隔膜之间或者设置于负极极片和原有隔膜之间。

在一些实施方式中，所述电芯结构为堆叠-折叠结构时，所述新增隔膜设置于任意两个堆叠单元之间或最后一个堆叠单元之后。

在一些实施方式中，所述电芯结构为卷绕结构时，所述新增隔膜设置于卷绕前最外层正极极片外层，所述新增隔膜长度灵活选择。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：可以根据不同安全需求的产品，自由调整增加自有隔膜结构，隔膜结构设计多元化多样化；不同层间隔膜厚度可自由选择；隔膜长度可自由选择可根据当前产品安全，失效比例跟程度进行灵活的隔膜调整或增加，在不损伤电性能的同时获得高安全的高能量密度产品，在工程应用上容易实现，不增加工艺难度，能量密度可以较好的保持的同时大大降低针刺温度升高幅度、显著提高电芯安全性能。

附图说明

图1为实施例1中Z字叠片结构调整前的结构示意图；

图2为实施例1中Z字叠片结构调整后的结构示意图；

图3为实施例2中Z字叠片结构调整后的结构示意图；

图4为实施例3中Z字叠片结构调整后的结构示意图；

图5为实施例4中堆叠-折叠结构调整前折叠前的结构示意图；

图6为实施例4中堆叠-折叠结构调整前折叠后的结构示意图；

图7为实施例4中堆叠-折叠结构调整后折叠前的结构示意图；

图8为实施例4中堆叠-折叠结构调整后折叠后的结构示意图；

图9为实施例5中堆叠-折叠结构结构调整后折叠前的结构示意图；

图10为实施例5中堆叠-折叠结构结构调整后折叠后的结构示意图；

图11为实施例6中堆叠-折叠结构结构调整后折叠前的结构示意图；

图12为实施例6中堆叠-折叠结构结构调整后折叠后的结构示意图；

图13为实施例7中堆叠-折叠结构结构调整后折叠前的结构示意图；

图14为实施例8中堆叠-折叠结构结构调整后折叠后的结构示意图；

图15为实施例9中卷绕结构调整前卷绕前的结构示意图；

图16为实施例9中卷绕结构调整前卷绕后的结构示意图；

图17为实施例9中卷绕结构调整后卷绕前的结构示意图；

图18为实施例10中卷绕结构调整后卷绕前的结构示意图；

图19为Z字叠片结构电芯进行针刺示意图。

具体实施方式