电芯结构与二次电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池领域，具体地，涉及一种电芯结构与二次电池。


背景技术：

2.近年来锂电池行业发展极其迅速，各类型产品供不应求，强大的供给需求对电池的制备工艺提出了很大挑战，虽然目前行业内生产工艺及生产设备日渐成熟，但还存在很多问题点需要解决。
3.对于方形铝壳电池，裸电芯入壳前，工艺上为了防止裸电芯与铝壳接触造成短路，使用mylar膜包裹裸电芯。其中，mylar膜顶端按照固定点位热熔于顶盖塑胶材料边缘，但mylar膜的应用会引发一些不良问题：
4.1.mylar膜与顶盖塑胶热熔过程中，会因设备精度、材质或者热熔误差造成mylar膜错位现象，在后续的顶盖激光焊接工序中，向外错位的mylar膜极易引入顶盖激光焊位置，造成焊接爆点；
5.2.顶盖塑胶侧面热熔位置面积小，将mylar膜热熔于顶盖塑胶件边缘，对工艺要求很高，在热熔过程中易引发问题如下：第一，热熔温度过高或时间过长，极易容易形成拉丝，拉丝夹入顶盖激光焊接的位置也容易引发焊接爆点；第二，热熔位置偏差，易造成mylar未包住裸电芯、mylar翻折以及mylar接触顶盖边缘等不良问题。上述问题点的发生，都需要进行返工处理后方可进入到下一工序，造成了极大的人力物力浪费；
6.3.另外，热熔工序的进行需要热熔条供热以及铁氟龙的隔绝保护，热熔条及铁氟龙作为此工序的易损件，需要频繁的进行更换以保证热熔工序的进行，不仅增加了电芯制造成本，也增加了电芯装配的时间成本。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种电芯结构与二次电池。
8.根据本实用新型提供的一种电芯结构，其特征在于，包括裸电芯、热收缩后的绝缘膜；
9.所述裸电芯包括顶盖结构与卷芯组结构，所述卷芯组结构包括多个卷芯单体，多个卷芯单体平行布置，所述顶盖结构设置在所述卷芯单体上方；
10.所述热收缩后的绝缘膜紧密包覆于卷芯组结构外表面；
11.所述顶盖结构包括顶盖本体与塑胶组件，所述塑胶组件设置在所述顶盖本体的下方；
12.所述绝缘膜热收缩前为去顶盖长方体结构；
13.定义所述裸电芯高度为h；裸电芯底部距顶盖结构下端距离为h1；绝缘膜热收缩前高度为h2，所述h、h1、h2之间满足如下要求：
14.h＜h2＜h1。
15.优选的，定义所述绝缘膜热收缩前的宽度为w1，卷芯组结构宽度为w，所述w与w1之
间满足如下要求：0≤w1-w≤5mm。
16.优选的，定义所述绝缘膜热收缩前长度为l1，卷芯组结构长度为l，所述l与l1之间满足如下要求：0≤l1-l≤5mm。
17.优选的，所述热收缩后的绝缘膜包括pe膜、pp膜或pvc膜。
18.优选的，所述绝缘膜热收缩前的厚度为5um-5mm。
19.优选的，绝缘膜底部设置有通孔。
20.优选的，卷芯单体的数量为2或4只。
21.优选的，l1-l＝2mm。
22.优选的，w1-w＝2mm。
23.本实用新型还提供了一种二次电池，采用所述的电芯结构。
24.与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
25.1、本实用新型采用可热收缩的绝缘膜的设计，无需再将mylar膜与顶盖塑胶件进行热熔。避免了mylar膜与顶盖塑胶件的热熔问题，规避因mylar膜热熔不良引起的焊接爆点问题。
26.2、本实用新型规避了现有技术中，包膜工序因电芯不良造成的返工，减少了人力物力的浪费。
27.3、本实用新型由于无需热熔工艺，省去了热熔条和铁氟龙的频繁更换工序，进一步简化操作减少人力物力的浪费。
附图说明
28.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
29.图1为本实用新型的裸电芯结构示意图；
30.图2为本实用新型的绝缘膜在包覆卷芯组结构前结构示意图；
31.图3为本实用新型的结构示意图；
32.图4为本实用新型底部结构示意图。
33.图中示出：
34.具体实施方式
35.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
36.本实用新型提供了一种电芯结构，如图3所示，包括裸电芯1、热收缩后的绝缘膜2；如图1所示，所述裸电芯1包括顶盖结构3与卷芯组结构4结构，所述卷芯组结构4结构包括多个卷芯单体130，多个卷芯单体130平行布置，所述顶盖结构3设置在所述卷芯单体130上方；所述热收缩后的绝缘膜2紧密包覆于卷芯组结构4外表面；本技术实施例对卷芯组结构中卷芯单体的数量不做限制，在一种可能的实施方式中，所述卷芯单体130的数量可以为2个、4个、6个或8个等，本技术实施例仅以此为例，并不限于此，另外，本技术实施例对裸电芯的具体结构也不做限制，例如，可以为锂离子电芯、钠离子电芯等等。
37.如图1所示，所述顶盖结构3包括顶盖本体110与塑胶组件120，所述塑胶组件120设置在所述顶盖本体110的下方；所述绝缘膜2热收缩前为去顶盖长方体结构；定义所述裸电芯1高度为h；裸电芯1底部距顶盖结构3下端距离为h1，即卷芯组结构4结构的高度为h1；绝缘膜2热收缩前高度为h2，所述h、h1、h2之间满足如下要求：h＜h2＜h1。
38.如图1，图2所示，定义所述绝缘膜2热收缩前的宽度为w1，卷芯组结构4宽度为w，所述w与w1之间满足如下要求：0≤w1-w≤5mm。定义所述绝缘膜2热收缩前长度为l1，卷芯组结构4长度为l，所述l与l1之间满足如下要求：0≤l1-l≤5mm。优选l1-l＝2mm，w1-w＝2mm。
39.在一个优选例中，所述热收缩后的绝缘膜2包括pe膜、pp膜或pvc膜，即绝缘膜2可采用pe膜、pp膜或pvc膜。如图2与图4所示，绝缘膜底部设置有通孔260，以保证制成的燃料电池中电解液的浸润，在一种可能的实施方式中，本技术实施例对通孔的形状不做限制，例如可以为矩形、梯形、三角形或其他不规则的形状等，优选的所述通孔260为圆孔。
40.电芯结构的制作步骤包括：使用热收缩前的绝缘膜2将卷芯组结构4各面包覆，然后置于一定高温气氛中对其加热，外包绝缘膜发生热收缩，紧密包覆于卷芯组结构4外表面。具体的，裸电芯入壳前，采用图二绝缘膜对应卷芯组结构4各面，绝缘膜立起后高度高于卷芯组结构4高度，低于顶盖结构3高度，优选l1-l＝2mm，w1-w＝2mm，可以实现将卷芯组结构4的边缘包覆，绝缘膜材质为优选pe膜，将卷芯组结构4预包裹后，然后将被绝缘膜材质预包覆好后的卷芯组结构4置于一定温度气氛中，温度优选100℃，绝缘膜实现热收缩；
41.本实用新型通过热收缩绝缘膜2对卷芯组结构4进行包覆，而并不是采用热熔的工艺将mylar膜与顶盖塑胶件连接，达到了减少了mylar膜与顶盖塑胶件的热熔工序的效果，避免了卷芯与铝壳的接触短路等背景技术部分所述问题点，然后继续制作锂电池，采用激光焊接工艺沿顶盖结构3边缘将顶盖结构3与锂电池所具有的铝壳焊接。
42.所述绝缘膜2在包覆卷芯组结构4前的结构如图2所示，包括背面部分210、正面部分220、第一右侧部分230、第二右侧部分240、第二左侧部分290、第一左侧部分270、底面部分280以及折痕250，所述背面部分210、正面部分220、第一右侧部分230、第二右侧部分240、第二左侧部分290、第一左侧部分270、底面部分280按折痕250折起后为中空立方体结构。所述背面部分210、正面部分220、底面部分280在绝缘膜2将卷芯组结构4各面包覆后分别与所述卷芯组结构4的背面、正面、底面相匹配。所述第一右侧部分230、第二右侧部分240在绝缘
膜2将卷芯组结构4各面包覆后共同与所述卷芯组结构4右侧相匹配。第二左侧部分290、第一左侧部分270在绝缘膜2将卷芯组结构4各面包覆后共同与所述卷芯组结构4左侧相匹配。所述绝缘膜2将卷芯组结构4各面包覆，可采用将中空立方体结构套装至卷芯组结构4上的方式实现。在一个优选例中，所述第二左侧部分290、第一左侧部分270、第一右侧部分230以及第二右侧部分240的宽度均相等，且为n，所述n与卷芯组结构4的宽度w满足如下要求：0.5w＜n＜w，以保证卷芯组结构4的完全包覆。所述绝缘膜2包覆于卷芯组结构4裸露位置，绝缘膜2上边缘位置高于卷芯组结构4高度，但低于顶盖结构3高度，即h＜h2＜h1，保证绝缘膜2不与顶盖结构3接触，热收缩时又能实现卷芯组结构4裸露面包覆。在一个优选例中，所述绝缘膜2热收缩前的厚度为5um-5mm。设置实现热收缩温度为50-150℃，在另外的优选例中，绝缘膜2也可以多层包覆，分别热收缩来实现绝缘膜2的安全包覆。
43.本实用新型还提供了一种二次电池，采用所述的电芯结构。
44.本实用新型提供了一种电芯结构及二次电池，其中所述绝缘膜2可实现热收缩包覆于裸电芯，避免了现有技术中，mylar膜与顶盖塑胶件的热熔问题，还可以规避因mylar膜热熔不良引起的焊接爆点问题。除此以外，本实用新型规避了现有技术中，包膜工序因电芯不良造成的返工，减少了人力物力的浪费；同时可以省去热熔条和铁氟龙的频繁更换工序，相比在裸电芯外部热收缩绝缘膜的投入，可以节省一定的制造成本和时间成本。
45.本方案与目前圆柱型锂电池中热收缩绝缘膜技术至少有如下几点区别：
46.①
本技术为针对方形铝壳锂电池的方案，圆柱型锂电池中热收缩绝缘膜技术为针对圆柱型锂电池。
47.②
防短路风险点具有区别：本方案目标在于防止锂电池内铝壳内部裸电芯与铝壳内壁的直接接触造成的短路，属于内部结构间短路；目前圆柱型锂电池中热收缩绝缘膜技术目标在于防止圆柱型金属外壳外壁和外部非电池结构件的金属在接触/划伤后造成的短路。
48.③
绝缘膜附着位置具有区别：本方案所述绝缘膜包覆于裸电芯外侧，制成锂电池时，再入铝壳焊接封装；所述技术绝缘膜包覆于圆柱成品电芯的金属外壳，和方形铝壳电池外部包覆的蓝膜一致。
49.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
50.以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。