一種隔膜及圓柱狀高容量電池的製作方法

2023-05-31 06:52:16

專利名稱：一種隔膜及圓柱狀高容量電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池技術領域，尤其涉及一種隔膜及圓柱狀高容量電池。
背景技術：
隨著大量可攜式民用電器的出現，如MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III，動態影像專家壓縮標準音頻層面；3)，MP4的出現，人們對電池的性能要求越來越 高。電池的容量和循環壽命是電池性能最為重要也是最被關注的兩個因素，因此，開發高容 量電池需要考慮上述兩個重要因素。隔膜是電池的一項重要的使用，其主要是在狹小空間內將電池正負極分隔開來， 防止兩極接觸造成短路，請參見圖1，為現有的隔膜結構示意圖；其中，10為隔膜，101為隔 膜上的起卷線，正極、負極、以及隔膜從起卷線開始卷繞。現有的開發圓柱狀高容量電池可採用以下方案採用厚度較小的隔膜，為正、負極 節省空間，節省的空間用來填充正極粉以提高電池的容量，或者用來填充負極粉以增加電 池的循環壽命。發明人發現，上述方案會導致較高比例的零電和低壓電池的問題，由於電芯 起卷處的正負極曲率較大，起卷處的正負極的裂紋較大，從而會產生一些毛刺和粉塊，由於 厚度較小的隔膜的抗刺穿能力較差，因此，起卷處隔膜被刺穿後會導致零電或者低壓現象 的產生，從而導致較高的電池生產不良率，降低了實用性。

實用新型內容本實用新型實施例所要解決的技術問題在於，提供一種隔膜及圓柱狀高容量電 池，可有效地為正負極節省空間，克服較高生產不良率的問題，同時可提高電池容量和循環 壽命，提升實用性。為了解決上述技術問題，本實用新型實施例提供了一種隔膜，包括第一隔膜紙，其上設有起卷線，所述起卷線平行於所述第一隔膜紙的兩條邊，並將 所述第一隔膜紙劃分為兩個區域；第二隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的一條邊相連接；第三隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的另一條邊相連接。其中，所述第二隔膜紙焊接於所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的一條邊上。其中，所述第三隔膜紙焊接於所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的另一條邊 上。其中，所述第二隔膜紙的厚度小於所述第一隔膜紙的厚度。其中，所述第三隔膜紙的厚度小於所述第一隔膜紙的厚度。其中，所述第二隔膜紙的厚度與第三隔膜紙的厚度相同。其中，所述第一隔膜紙被所述起卷線劃分成的其中一個區域面積佔所述第一隔膜 紙、所述第二隔膜紙和所述第三隔膜紙總面積的6% -10%。其中，所述第一隔膜紙被所述起卷線劃分成的另一個區域面積佔所述第一隔膜紙、所述第二隔膜紙和所述第三隔膜紙總面積的10% -14%。相應地，本實用新型實施例還提供了一種圓柱狀高容量電池，包括正極、負極，電 解液、外殼和殼帽；還包括上述的隔膜。其中，所述圓柱狀高容量電池包括以下電池中的任一種或多種鎳氫電池、鎳鋅電 池、鎳鎘電池、鋰電池。實施本實用新型實施例，具有如下有益效果本實用新型實施例的隔膜由三部分隔膜紙相互焊接形成，在曲率較大的起卷處採 用厚度較大的第一隔膜紙，可保證起卷處隔膜的抗刺穿能力，避免生產不良率的問題；同 時，在曲率較小的其他部分採用厚度較小的第二隔膜紙和第三隔膜紙，有效地為正負極節 省了空間，提高了電池容量和循環壽命，提升了實用性。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現有的隔膜的結構示意圖；圖2為本實用新型的隔膜的實施例的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。請參見圖2，為本實用新型的隔膜的實施例的結構示意圖；所述隔膜1包括第一 隔膜紙U、第二隔膜紙12、第三隔膜紙13和起卷線111。所述第一隔膜紙11，其上設有所述起卷線111，所述起卷線111平行於所述第一隔 膜紙的兩條邊c和d，並將所述第一隔膜紙劃分為兩個區域A和B ；所述第二隔膜紙12，與所述第一隔膜紙11的邊c相連接；所述第三隔膜紙13，與所述第一隔膜紙11的邊d相連接。所述第一隔膜紙11、第二隔膜紙12和第三隔膜紙13相互焊接，形成整個隔膜1。 具體地，所述第二隔膜紙12焊接於所述第一隔膜紙11的邊c上；所述第三隔膜紙13焊接 於所述第一隔膜紙11的邊d上。如圖2所示，所述第一隔膜紙11、第二隔膜紙12和第三隔膜紙13為相同寬度的 隔膜。其中，所述第一隔膜紙11的厚度較大；當隔膜1繞所述起卷線111卷繞時，所述第一 隔膜紙11位於曲率較大的起卷處，因此，起卷處採用厚度較大的第一隔膜紙11，保證了起 卷處隔膜的抗刺穿能力，避免了生產不良率的問題。另外，所述第二隔膜紙12和第三隔膜 紙13的厚度較小；當隔膜1繞所述起卷線111卷繞時，所述第二隔膜紙12和第三隔膜紙 13均位於曲率較小的卷繞部分，因此，採用厚度較小的第二隔膜紙12和第三隔膜紙13，可以有效地為正極和負極節省空間，以利用節省的空間提高電池容量和循環壽命。進一步，所述第二隔膜紙12和所述第三隔膜紙13可以為厚度相同的隔膜。可以 理解的是，此處僅為舉例，所述第二隔膜紙12和所述第三隔膜紙13也可以為不同厚度的隔 膜，但需要保證二者的厚度均較小(即小於第一隔膜紙11的厚度)，以有效地達到為正負極 節省空間的目的。再請參見圖2 所述第一隔膜紙11被所述起卷線111劃分為兩個區域A和B ；優選地，A區域的面 積佔整個隔膜1的面積的6% -10%,B區域的面積佔整個隔膜1的面積的10% -14%。所 述A、B區域的面積在上述優選範圍內，既可有效地為正負極節省空間，又可保證曲率較大 的起卷處的隔膜抗刺穿能力，有效地克服電池不良率的問題。本實用新型實施例的隔膜由三部分隔膜相互焊接形成，在曲率較大的起卷處採用 厚度較大的第一隔膜紙，可保證起卷處隔膜的抗刺穿能力，避免了生產不良率的問題；同 時，在曲率較小的其他部分採用厚度較小的第二隔膜紙和第三隔膜紙，有效地為正負極節 省了空間，提高了電池容量和循環壽命，提升了實用性。為了更清楚地說明本實用新型，下面將對採用上述隔膜1製備的圓柱狀高容量電 池進行詳細介紹。本實用新型實施例提供了一種圓柱狀高容量電池，所述圓柱狀高容量電池採用上 述實施例中的隔膜1製成。具體地，所述圓柱狀高容量電池包括正極、負極、隔膜1、電解 液、外殼和蓋帽等部件。所述隔膜1將正極、負極分隔開，正極、負極和隔膜1均沿所述起卷線111卷繞，由 於隔膜1由不同厚度的隔膜焊接而成，其可為正極、負極節省出空間，製備本實施例中的圓 柱狀高容量電池時，在節省的空間增加正極粉或負極粉，或同時增加正極粉和負極粉，以提 高電池的容量和循環壽命。卷繞完成的整體被置於外殼中，向外殼內注入所述電解液，然後 蓋上蓋帽，並進行封口，即製成本實施例的圓柱狀高容量電池。可以理解的是，上述的製備 過程與現有的電池製備過程類似，在此不贅述。具體實現中，所述圓柱狀高容量電池可以為所有使用隔膜的圓柱狀二次高容量電 池，包括但不限於以下電池中的任一種或多種鎳氫電池、鎳鋅電池、鎳鎘電池、鋰電池。為了更清楚的說明本實用新型，下面將以一個具體實例來進行詳細介紹。以50AAM00和50AA2500型號的鎳氫電池為例現有的50AAM00型號的鎳氫電池採用0. Ilmm厚度、250mm長度，45mm寬度的隔膜 製備，由於採用較大厚度的隔膜(0. Ilmm厚度)，製備出的50AAM00型號的鎳氫電池的不良 率較低，但其容量也較低O400mAh)；現有的50AA2500型號的鎳氫電池採用0. 09mm厚度、250mm長度，45mm寬度的隔 膜，由於採用較小厚度的隔膜(0. 09mm厚度)，製備出的50AA2500的容量較高Q500mAh)， 但電池的生產不良率也較高。本實用新型實施例採用圖2所示的隔膜1製備50AA2500型號的鎳氫電池，可同時 解決現有的50AAM00型號和50AA2500型號電池的上述缺陷。具體實現中，本實用新型實施例採用圖2所示的隔膜1，其中，A、B區域構成的第一 隔膜紙11為0. Ilmm厚度、45mm寬度的隔膜；第二隔膜紙12和第三隔膜紙13均為0. 09mm厚度、45mm寬度的隔膜；A區域的長度為15mm，其面積佔整個隔膜1面積的6%;B區域的長 度為30mm，其面積佔整個隔膜1面積的12% ；則本實用新型實施例採用上述隔膜製備的電 池所節省的空間為[250-(15+30) ] *45* (0. 11-0. 09)/1000 = 0. 185cm3上述節省的0. 185cm3空間可用來增加3. 00g/cm3*0. 185cm3 = 0. 56g正極粉，或可 用來增加 6. 00g/cm3*0. 185cm3 = 1. Ilg 負極粉；優選地，本實用新型實施例中，上述節省的0. 185cm3空間用來增加0. 38g正極粉 (可使電池容量增加IOOmAh)，同時增加0. 35g負極粉，這樣，電池的容量被提高到2500mAh， 解決了現有的50AAM00型號電池的低容量問題，同時保證了電池的循環壽命，也克服了現 有的50AA2500型號的電池的生產不良率的問題。可以理解的是，上述僅為舉例，其他情況下，比如製備其他型號的鎳氫電池，或制 備其他類型的圓柱狀高容量電池，均可類似分析，在此不贅述。通過上述各實施例的描述，本實用新型實施例的隔膜由三部分隔膜相互焊接形 成，在曲率較大的起卷處採用厚度較大的第一隔膜紙，保證了起卷處隔膜的抗刺穿能力，避 免了生產不良率的問題；同時，在曲率較小的其他部分採用厚度較小的第二隔膜紙和第三 隔膜紙，有效地為正負極節省了空間，提高了電池容量和循環壽命，提升了實用性。以上所揭露的僅為本實用新型較佳實施例而已，當然不能以此來限定本實用新型 之權利範圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，並依本實 用新型權利要求所作的等同變化，仍屬於實用新型所涵蓋的範圍。
權利要求1.一種隔膜，其特徵在於，包括第一隔膜紙，其上設有起卷線，所述起卷線平行於所述第一隔膜紙的兩條邊，並將所述 第一隔膜紙劃分為兩個區域；第二隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的一條邊相連接； 第三隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的另一條邊相連接。
2.如權利要求1所述的隔膜，其特徵在於所述第二隔膜紙焊接於所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的一條邊上。
3.如權利要求2所述的隔膜，其特徵在於所述第三隔膜紙焊接於所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的另一條邊上。
4.如權利要求1所述的隔膜，其特徵在於所述第二隔膜紙的厚度小於所述第一隔膜紙的厚度。
5.如權利要求4所述的隔膜，其特徵在於所述第三隔膜紙的厚度小於所述第一隔膜紙的厚度。
6.如權利要求5所述的隔膜，其特徵在於所述第二隔膜紙的厚度與第三隔膜紙的厚度相同。
7.如權利要求1所述的隔膜，其特徵在於所述第一隔膜紙被所述起卷線劃分成的其中一個區域面積佔所述第一隔膜紙、所述第 二隔膜紙和所述第三隔膜紙總面積的6% -10%。
8.如權利要求7所述的隔膜，其特徵在於所述第一隔膜紙被所述起卷線劃分成的另一個區域面積佔所述第一隔膜紙、所述第二 隔膜紙和所述第三隔膜紙總面積的10% -14%。
9.一種圓柱狀高容量電池，包括正極、負極，電解液、外殼和殼帽，其特徵在於，還包 括如權利要求1-8任一項所述的隔膜。
10.如權利要求9所述的圓柱狀高容量電池，其特徵在於，所述圓柱狀高容量電池包括 以下電池中的任一種或多種鎳氫電池、鎳鋅電池、鎳鎘電池、鋰電池。
專利摘要本實用新型實施例公開了一種隔膜，包括第一隔膜紙，其上設有起卷線，所述起卷線平行於所述第一隔膜紙的兩條邊，並將所述第一隔膜紙劃分為兩個區域；第二隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的一條邊相連接；第三隔膜紙，與所述第一隔膜紙的與所述起卷線平行的另一條邊相連接。本實用新型實施例還公開了一種圓柱狀高容量電池。採用本實用新型，可有效地為正負極節省空間，克服較高生產不良率的問題，同時可提高電池容量和循環壽命，提升實用性。
文檔編號H01M2/14GK201820823SQ20102052919
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者孔令坤, 廖興群, 李文良, 梁德聲 申請人:深圳市豪鵬科技有限公司