一种电池单体及其防皱结构制造技术

本实用新型专利技术公开了电池领域的一种电池单体及其防皱结构，包括电芯本体、硬质板体及连接体；所述硬质板体设置在所述电芯本体的至少一个宽面上，所述电芯本体被所述硬质板体均匀施压，所述连接体设置在电芯本体的窄面处并将所述硬质板体固定在电芯本体上以维持施压状态。本实用新型专利技术在电芯本体的外部增加均匀的约束力，防止由于极片自由膨胀造成的褶皱，规避了褶皱析锂的安全风险，工艺简单，适用性较广，实用性较强。实用性较强。实用性较强。

【技术实现步骤摘要】
一种电池单体及其防皱结构


[0001]本技术涉及电池领域，具体是一种电池单体及其防皱结构。

技术介绍

[0002]近年来，由于动力电池对高能量密度的需求，硅基负极由于克容量发挥较高，成为研究的热点。但由于硅基负极片满电厚度相对于辊压后厚度膨胀约20％～70％不等，其不可逆膨胀约5％～35％，生产过程中容易出现极片褶皱的问题。目前软包硅基电池为抑制电池膨胀变形，一般选用充分浸润和加压充放电。
[0003]铝壳硅基电池制作时，群裕度一般为60％～90％，不能通过充放电加压抑制电芯自由变形，工艺通常选用叠片或卷绕后的电芯入壳后进行注液浸润，在化成分容段使用开口负压充放电。开口负压充放电对褶皱问题改善不明显，同时容易造成电解质发生变化，工艺复杂，效果欠佳。因此需要如下一种技术：该技术在解决铝壳电池硅基极片膨胀带来的问题的同时，提高了电池的循环寿命和安全性。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种电池单体及其防皱结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0006]一种电池单体的防皱结构，包括电芯本体、硬质板体及连接体；所述硬质板体设置在所述电芯本体的至少一个宽面上，所述电芯本体被所述硬质板体均匀施压，所述连接体设置在电芯本体的窄面处并将所述硬质板体固定在电芯本体上以维持施压状态。
[0007]在一些实施例中，所述连接体设有至少一组，所述硬质板体设有至少一种施压状态，每组连接体分别对应将一种施压状态下的硬质板体固定在电芯本体上。
[0008]在一些实施例中，所述连接体配置为胶带或绝缘膜。
[0009]在一些实施例中，所述硬质板体为单层或多层结构的片形构件。
[0010]在一些实施例中，所述硬质板体远离电芯本体的表面为多孔结构或具有不同造型的纹路，靠近电芯本体的表面为平面。
[0011]在一些实施例中，所述硬质板体的厚度为0.1mm～5.0mm。
[0012]在一些实施例中，所述硬质板体的厚度为3.0mm～5.0mm，且硬质板体具有弹性。
[0013]在一些实施例中，所述硬质板体对电芯本体施加的压力范围为0.02Mpa～0.30Mpa，施压时硬质板体的变形量小于等于1mm。
[0014]一种具有防皱结构的电池单体，包括外壳及电芯本体，所述电芯本体在通过连接体及硬质板体维持受压状态时与所述外壳安装配合。
[0015]有益效果：本技术在电芯本体的外部增加均匀的约束力，防止由于极片自由膨胀造成的褶皱，规避了褶皱析锂的安全风险，工艺简单，适用性较广，实用性较强。
附图说明
[0016]图1a为传统的入壳前的电芯本体的正视图；
[0017]图1b为传统的入壳前的电芯本体的俯视图；
[0018]图2a是本技术一个实施例的防皱结构的正视图；
[0019]图2b是本技术一个实施例的防皱结构的俯视图；
[0020]图3a是本技术另一实施例的采用分级约束的防皱结构的正视图；
[0021]图3b是本技术另一实施例的采用分级约束的防皱结构的俯视图；
[0022]图4a是本技术另一实施例的采用弹性约束的防皱结构的正视图；
[0023]图4b是本技术另一实施例的采用弹性约束的防皱结构的俯视图；
[0024]图5是本技术硬质板体的背面构造图。
[0025]图中：1
‑
硬质板体；2
‑
电芯本体；3
‑
连接体；4
‑
负极耳；5
‑
正极耳。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0027]如图1a、1b所示，电芯本体2的左右侧面分别设置有正极耳5与负极耳4，以电芯本体2的上下表面也即面积最大的表面作为宽面，另外两个前后侧面作为窄面，实施例描述具体如下：
[0028]实施例1，参见图2a、2b，一种电池单体的防皱结构，包括电芯本体2、硬质板体1及连接体3。硬质板体1的厚度为1.0mm，并设置在电芯本体2的两个宽面上，在其他实施例中，硬质板体1也可以仅设置在电芯本体2其中一侧的宽面上。
[0029]硬质板体1对电芯本体2均匀施加0.02Mpa的作用力，连接体3优选配置为胶带，连接体3设置在电芯本体2的两侧窄面处用以连接两个宽面上的硬质板体1，将硬质板体1固定在电芯本体2上以维持施压状态。
[0030]需要说明的是，胶带的数量若干并均匀分布，以使得硬质板体1对电芯本体2施加的压力均匀。通常的，胶带数量可以设置在2～20pcs之间，宽度可以为5～100mm，主要根据电芯本体2的尺寸进行选择。
[0031]电池单体包括电芯本体2以及外壳，外壳一般为铝壳，电池单体的负极为硅基负极。电芯本体2包括正极、负极和隔膜或固态电解质，电芯本体2在通过连接体3及硬质板体1维持受压状态时装配到外壳中，硬质板体1位于外壳的内表面与电芯本体2的宽面之间。每个硬质板体1靠近电芯本体2的一侧均为硬质平面，以保证极片的接触面平整，抑制极片变形。如图5所示，硬质板体1远离电芯本体2的表面为多孔结构或具有不同造型的纹路，可以减轻硬质板体1的质量，增加更多的电解液储存空间，另外具有弹性形变能力，提供极片膨胀空间。
[0032]由于电芯本体2在装配时处于受压状态，硬质板体1通过胶带固定在电芯本体2上。电池单体在电解液浸润与充放电时的极片膨胀变大时，电芯本体2和硬质板体1配合实现多层级约束，束缚极片膨胀造成的不均匀褶皱。
[0033]需要说明的是，硬质板体1与胶带由具有高电绝缘性的材料制成，并不与电解质发生反应。硬质板体1可以为单层或多层结构的片形构件，以尽可能地保证硬质板体的硬度。其硬度标准为：硬质纸板1对电芯本体2施加的压力在0.02Mpa～0.30Mpa范围内时，其变形量小于等于1mm。
[0034]硬质板体1可以为橡胶类材质、聚四氟乙烯材质、钛金属类材质、树脂类材质、弹性泡棉类材质等硬质材料中的单一或复合材料。硬质板体的绝缘材料可以为聚烯烃树脂、氟碳树脂、硅树脂和橡胶树脂的单一或复合材料。
[0035]本实施例中，胶带可以为高温胶带或绿胶。其中高温胶带的耐温性能通常在120度到260度之间，可选材质如KAPTON高温胶带、铁氟龙高温胶带、高温美纹纸胶带，不同材料的高温胶带，其耐温范围存在少许区别。
[0036]在其他实施例中，连接体3还可以为绝缘膜，如PET等高分子膜，采用缠绕的方式将硬质板体1固定在电芯本体2上，同样达到固定硬质板体1使其维持施压状态的效果。
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池单体的防皱结构，其特征在于，包括电芯本体(2)、硬质板体(1)及连接体(3)；所述硬质板体(1)设置在所述电芯本体(2)的至少一个宽面上，所述电芯本体(2)被所述硬质板体(1)均匀施压，所述连接体(3)设置在电芯本体(2)的窄面处并将所述硬质板体(1)固定在电芯本体(2)上以维持施压状态。2.根据权利要求1所述的一种电池单体的防皱结构，其特征在于，所述连接体(3)设有至少一组，所述硬质板体(1)设有至少一种施压状态，每组连接体(3)分别对应将一种施压状态下的硬质板体(1)固定在电芯本体(2)上。3.根据权利要求1所述的防皱结构，其特征在于，所述连接体(3)配置为胶带或绝缘膜。4.根据权利要求1所述的一种电池单体的防皱结构，其特征在于，所述硬质板体(1)为单层或多层结构的片形构件。5.根据权利要求4所述的一种电池单体的防皱结构，其特征在于，所述硬质板体(1)远离电芯本体(2)的表面为...

【专利技术属性】
技术研发人员：付方，张浩，吴治国，徐小宇，许涛，李洋，朱冠楠，
申请(专利权)人：上海国轩新能源有限公司，
类型：新型
国别省市：