CN204391178U - 隔膜及圆柱状锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种隔膜和圆柱状锂电池，该隔膜包括隔膜主体以及设置在隔膜主体的至少一个表面上的沟槽，所述沟槽的至少一端延伸至所述隔膜主体的侧边。本实用新型实施例中，由于在隔膜主体上的至少一个表面上设置有沟槽，且所述沟槽的至少一个端部与隔膜主体的侧齐平，这样在隔膜被应用到电池中时，电池液能够沿该沟槽流入到隔膜主体的中部，自中部渗透该隔膜。本实用新型提供的隔膜能够解决隔膜中部浸润困难的问题。

Description

隔膜及圆柱状锂电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种隔膜及圆柱状锂电池。

背景技术

隔膜是锂离子电池四大关键材料之一,随着锂离子电池在电动汽车、储能等领域的应用不断延伸,社会需求量以及电池容量的提高，对隔膜的性能要求越来越高。圆柱卷绕型锂电池是一种常见的锂离子电池，其相比于叠片式锂电池制造工艺简单但因其内阻大，体积小限制了容量的提高，应用范围受限，而且随着其容量的提高，电池内的化学物质越来越多，密度也越来越大，隔膜对电解液的吸收也越来越困难，电解液只能浸润隔膜的周围，而中部浸润困难不能完全浸湿，内阻增大从而导致锂电池容量降低，并且容易引起电池爆炸。

因此，很多研究者对改善隔膜的润湿性进行研究，其中以研究无机陶瓷改性功能性隔膜、聚合物改性功能性隔膜和其他功能性隔膜为主，功能性隔膜具有优异的电解液吸附性能和保持电解液能力，但是，功能性隔膜的成本远远高于聚烯烃隔膜，其电解液亲和力的提高不足以忽略其成本。而且，聚烯烃类隔膜材料由于其制造工艺成熟、化学稳定性高、可加工性强等优点在一段时间内仍然是商品化隔膜材料的主流。

如何在提高圆柱锂电池中隔膜吸液能力的同时降低能源消耗，降低设备投入从而降低制造成本，已成为国内外各个企业需要亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决圆柱状锂电池注液时，隔膜中部浸润困难的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种隔膜，包括隔膜主体以及设置在隔膜主体的至少一个表面上的沟槽，所述沟槽的至少一端延伸至所述隔膜主体的侧边。

进一步的，所述沟槽的数目为多个，且沟槽的延伸方向平行。

进一步的，隔膜的厚度为20μm，所述沟槽的深度为5μm。

进一步的，所述沟槽由对辊辊压机对PP隔膜的辊压形成，所述对辊辊压机中的一个辊的侧面上固定有沿轴向分布的钢丝。

本实用新型还提供了一种圆柱状锂电池，包括：正电极片、负电极片以及设置在所述正电极片和负电极片之间环形隔膜层，在所述环形隔膜层的内侧表面和/或外侧表面均设置有沿轴向分布的沟槽，所述沟槽的至少一端延伸至所述环形隔膜层的端部。

进一步的，所述环形隔膜层的内侧表面和/或外侧表面上设置有多个沟槽。

进一步的，所述环形隔膜层由隔膜卷绕而成，所述隔膜为上述任一项所述的隔膜。

本实用新型实施例中，由于在隔膜主体上的至少一个表面上设置有沟槽，且所述沟槽的至少一个端部与隔膜主体的侧那么齐平，这样在隔膜被应用到电池中时，电池液能够沿该沟槽流入到隔膜主体的中部，自中部渗透该隔膜。本实用新型提供的隔膜能够解决隔膜中部浸润困难的问题。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种隔膜的侧视图；

图2为图1中的隔膜的俯视图；

图3为本实用新型提供的再一种隔膜的侧视图；

图4为包含图3中的圆柱状锂电池的截面示意图；

图5为本实用新型提供的隔膜的部分制作工艺的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例一

本实用新型的实施例一提供了一种隔膜，可用于锂电池中，如图1或2所示，该隔膜包括隔膜主体10a的上表面上形成有沟槽10b，各个沟槽的延伸方向相互平行，且贯穿这个隔膜(即沟槽10b的两端均延伸至隔膜主体10a的侧边)。

如图1或2所示，沟槽10b的数目为多个，且各个沟槽的延伸方向平行。

如图1或2所示，单层隔膜的厚度为20μm，所述沟槽的深度为5μm。

实施例二

如图3所示，与实施例一不同的是，本实用新型实施例二提供的隔膜中，隔膜主体10a的上表面和下表面均形成有沟槽10b。

实施例三

本实用新型实施例三提供了一种圆柱状锂电池，如图4所示，该圆柱状锂电池包括：正电极片20、负电极片30以及设置在正电极片20和负电极片30之间环形隔膜层10，其中，环形隔膜层10由图3中的隔膜卷绕而成。当隔膜的厚度为20μm，沟槽的深度为5μm时，圆柱状锂电池为18650圆柱状锂电池。

下面结合实施例三对本实用新型提供的隔膜提高圆柱状锂电池中电池液渗透速度的原理进行说明，如图4所示，由于在隔膜的两侧均形成有沟槽，且该沟槽的两端均延伸至隔膜主体的侧边，则当注入电池液时，电池液能够沿着该沟槽流至圆柱状锂电池的轴向中部，自中部径向渗透隔膜，这样就增加了电池液渗透到相应位置的速度。

不难理解的是，虽然图1或2提供的实施例中，示出的是沟槽的两端均延伸至隔膜主体的侧边的情况，但是在实际应用中，仅有一端延伸到隔膜主体的侧边也能够达到增加渗透速度的效果。图1或3提供的方式不应理解为对本实用新型保护范围的限定。

再一方面，虽然在实施例三中，环形隔膜层10是由图3中的隔膜卷绕而成的情况，但是在实际应用中，环形隔膜层10也可以通过其他方式形成，相应的，也不必在内侧表面和外侧表面上均设置沟槽，在其中任意表面上设置沟槽也能够达到相似的效果。

图1或图3中的隔膜的制作过程，可以包括：

1、选择材料步骤。选用单层PP隔膜(厚度20μm)，所述隔膜用于卷绕18650圆柱锂电池，不锈钢纤维直径选择为10μm。

2、加工隔膜步骤(可以参照图5)。首先，用酒精将对辊辊压机的两辊擦拭干净并准备好不锈钢纤维，然后将多根不锈钢纤维分别沿转动方向绕其中一个辊棍面一周平行固定，间距为40mm，最后将对辊机两辊间距调节到25μm，将隔膜通过转动的辊棍，得到深度为5μm的凹槽，隔膜单面布满均匀凹槽后辊压另一面，即可得到双面具有凹槽的新型隔膜。

本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (6)

1.一种隔膜，其特征在于，包括隔膜主体以及设置在隔膜主体的至少一个表面上的沟槽，所述沟槽的至少一端延伸至所述隔膜主体的侧边；

所述沟槽由对辊辊压机对隔膜的辊压形成，所述对辊辊压机中的一个辊的侧面上固定有沿轴向分布的钢丝。

2.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，所述沟槽的数目为多个，且沟槽的延伸方向平行。

3.如权利要求1所述的隔膜，其特征在于，隔膜的厚度为20μm，所述沟槽的深度为5μm。

4.一种圆柱状锂电池，其特征在于，包括：正电极片、负电极片以及设置在所述正电极片和负电极片之间环形隔膜层，在所述环形隔膜层的内侧表面和/或外侧表面均设置有沿轴向分布的沟槽，所述沟槽的至少一端延伸至所述环形隔膜层的端部。

5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述环形隔膜层的内侧表面和/或外侧表面上设置有多个沟槽。

6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述环形隔膜层由隔膜卷绕而成，所述隔膜为如权利要求1-3任一项所述的隔膜。