CN205376600U - 带底托板的动力电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种带底托板的动力电池，包括电池壳体、收容于所述电池壳体内的电芯、填充于所述电池壳体内的电解液，以及密封安装于所述电池壳体上的安全顶盖，所述电芯由正极片、负极片、以及间隔于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成，所述电芯的外表面包覆有绝缘膜，所述电芯的底部设置有带通孔的底托板。相对于现有技术，本实用新型绝缘效果好、安全可靠，具有良好抗震动和抗冲击性能，且电解液对电芯具有良好的浸润效果。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种带底托板的动力电池。
背景技术
锂离子动力电池因具有高能量密度、高工作电压和长使用寿命等优点，已经在各种电动工具中得到了广泛的应用，如电动自行车、电动摩托车和电动汽车等各种电动交通工具。
在电动汽车领域，相比于传统燃油汽车，电动汽车对环境影响相对较小，其发展前景被广泛看好。动力电池作为电动汽车的关键技术之一，其安全可靠性越来越受到关注，尤其是电动汽车在行驶中不可避免地会对安装在汽车上的动力电池造成震动、抖动等冲击，导致动力电池发生移位或者形变，进而影响动力电池的安全使用，使得电动汽车存在安全隐患。这成为限制汽车动力电池发展的一个重要瓶颈。
现有技术中的动力电池，一般由壳体直接封装裸电芯，然后注入电解液再经顶封而形成。电池壳体为空心的方体结构，用于收容裸电芯及其电解液。而壳体一般分为铝壳和钢壳；其中，对于铝壳动力电池，由于现有工艺制作方面的原因，铝壳的两个底角会呈倒圆角结构，导致裸电芯的重量全部集中压在铝壳两侧的倒圆角上。因此，现有的动力电池会存在以下问题：1）绝缘性能差，容易造成电芯和壳体直接接触，引发安全隐患；2）电芯底部缺少支撑，容易受冲击、碰撞等使电芯底部变形、塌陷，从而引发接触短路问题；3）电解液对电芯的浸润效率低、浸润不均匀。
有鉴于此，确有必要提供一种安全可靠，具有良好抗震动和抗冲击性能，且电解液对电芯具有良好浸润效果的动力电池。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种结构设计合理，安全可靠、具有良好抗震动和抗冲击性能，且电解液对电芯具有良好浸润效果的动力电池。
为了实现上述目的，本实用新型提供以下解决方案：
一种带底托板的动力电池，包括电池壳体、收容于所述电池壳体内的电芯、填充于所述电池壳体内的电解液，以及密封安装于所述电池壳体上的安全顶盖，所述电芯由正极片、负极片、以及间隔于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成，所述电芯的外表面包覆有绝缘膜，所述电芯的底部设置有带通孔的底托板。
其中，所述安全顶盖包括顶盖片和设置在顶盖片上的极柱，所述极柱穿过所述顶盖片与极片上的极耳电性连接。
本实用新型通过在电芯的外表面包覆绝缘膜，使得电芯具有良好的绝缘性能，有效防止壳体与电芯的直接接触；同时在电芯的底部与壳体的底壁之间设置带通孔的绝缘底托板，不仅起到支撑电芯，以防电芯的底部产生变形而与壳体接触引发短路问题，还可以提高电解液对电芯的浸润效率。
所述电池壳体为铝壳或钢壳；所述铝壳的底角为倒圆角结构，所述倒圆角半径为1~10mm。电池壳体一般为空心的方体结构，但对于铝壳动力电池，由于现有工艺制作方面的原因，铝壳的底角会呈倒圆角结构，导致裸电芯的重量全部集中压在铝壳底部两侧的倒圆角上，很容易使得电芯底部产生形变。通过加设底托板，使得集中在铝壳底部两侧的电芯重量得以分散，起到良好的支撑、稳固作用。
作为本实用新型的进一步改进，所述通孔的形状设置为圆形，孔径的大小为1~1000um，开孔率为35~80%。孔径的大小和开孔率会影响电解液对电芯的浸润效率；若孔径小、开孔率低，浸润效率就大大降低，且有可能会浸润不均匀；若孔径大、开孔率高，虽然有可能提高浸润效率，但会大大降低底托板的强度，使其无法支撑电芯，同样无法避免电芯底部产生形变、塌陷问题。
作为本实用新型的进一步改进，所述底托板的厚度为0.01~5mm。所述底托板可以是PP板、PE板、PET板等绝缘板。若底托板过厚，则会降低动力电池的能量密度，若底托板过薄，则起不到支撑作用。
作为本实用新型的进一步改进，所述绝缘膜的厚度为0.001~2mm。所述绝缘膜为聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜的任一种。若绝缘膜过厚，则会降低动力电池的能量密度，若绝缘膜过薄，则起不到良好的绝缘作用。
作为本实用新型的进一步改进，所述底托板设置为矩形结构，所述底托板的长度小于所述电池壳体的长度，所述底托板的宽度小于所述电池壳体的宽度。这样设置可以充分保证底托板能够顺利安装到电池壳体底部，起到良好的绝缘支撑作用。
作为本实用新型的进一步改进，所述底托板的边角设置成与所述铝壳底角相配合的倒圆角，所述倒圆角半径为1~10mm。把底托板的边角设置成与铝壳底角相互配合的倒圆角，可以使得底托板稳固地固定在铝壳底部，即便受到冲击或碰撞，也不会发生移位，以实现良好支撑电芯的目的。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型包括电池壳体、收容于所述电池壳体内的电芯、填充于所述电池壳体内的电解液，以及密封安装于所述电池壳体上的安全顶盖，所述电芯由正极片、负极片、以及间隔于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成，所述电芯的外表面包覆有绝缘膜，具备良好的绝缘性，防止电芯和壳体直接接触，避免安全隐患；所述电芯的底部设置有带通孔的底托板，电芯底部设置底托板，即使受冲击、碰撞等也不会使电芯底部变形引发内短路问题；底托板设置通孔结构使得电解液对电芯的浸润效率提高、并且浸润更加均匀。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图之一。
图2为本实用新型的结构示意图之二。
图3为本实用新型中电芯底部与铝壳底壁之间设置底托板的结构示意图。
图4为本实用新型中底托板的结构示意图。
图中：1-安全顶盖；11-极柱；12-顶盖片；3-壳体；4-极耳；5-电芯；6-绝缘膜；7-底托板；8-通孔；9-边角。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本实用新型及其有益效果作进一步详细说明，但是，本实用新型的具体实施方式并不局限于此。
如图1~4所示，一种带底托板的动力电池，包括电池壳体3、收容于电池壳体3内的电芯5、填充于电池壳体3内的电解液，以及密封安装于电池壳体3上的安全顶盖1，电芯5由正极片、负极片、以及间隔于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成，电芯5的外表面包覆有绝缘膜6，电芯5的底部设置有带通孔8的底托板7。
其中，壳体3为铝壳或钢壳。当壳体3为铝壳时，铝壳的底角设置为倒圆角结构，倒圆角半径为1~10mm。安全顶盖1包括顶盖片12和设置在顶盖片12上的极柱11，极柱11穿过顶盖片12与极片上的极耳4电性连接。底托板7设置为矩形结构，底托板7的长度小于电池壳体3的长度，底托板7的宽度小于电池壳体3的宽度。这样设置可以充分保证底托板7能够顺利安装到电池壳体3底部，起到良好的支撑作用。
本实用新型通过在电芯5的外表面包覆绝缘膜6，使得电芯5具有良好的绝缘性能，有效防止壳体3与电芯5的直接接触；同时在电芯5的底部设置带通孔8的绝缘底托板7，不仅起到支撑电芯5，以防电芯5的底部产生变形引发短路问题，还可以提高电解液对电芯5的浸润效率。
优选的，通孔8的形状设置为圆形，孔径的大小为1~1000um，开孔率为35~80%。孔径的大小和开孔率会影响电解对电芯5的浸润效率；若孔径小、开孔率低，浸润效率就大大降低，且有可能会浸润不均匀；若孔径大、开孔率高，虽然有可能提高浸润效率，但会大大降低底托板7的强度，使其无法支撑电芯5。
优选的，底托板7的厚度为0.01~5mm。底托板7可以是PP板、PE板、PET板等绝缘板。若底托板7过厚，则会降低动力电池的能量密度，若底托板7过薄，则起不到支撑作用。
优选的，绝缘膜6的厚度为0.001~2mm。绝缘膜6为聚丙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚乙烯膜的任一种。若绝缘膜6过厚，则会降低动力电池的能量密度，若绝缘膜6过薄，则起不到良好的绝缘作用。
优选的，底托板7的边角9设置成与铝壳底角相配合的倒圆角，倒圆角半径为1~10mm。把底托板7的边角9设置成与铝壳底角相配合的倒圆角，可以使得底托板稳固地固定在铝壳底部；即便受到冲击或碰撞，也不会发生移位，从而达到良好支撑电芯5的目的。
动力电池的具体制备过程如下：
正极片的制备：
以钴酸锂（LiCoO2)作为正极活性物质，以碳黑作为导电剂，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以N,N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀形成正极浆料；将正极浆料涂布在正极集流体铝箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的正极片。
负极片的制备：
以石墨作为负极活性物质，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以去离子水作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀，形成负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体铜箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的负极片。
隔膜：选用聚乙烯/聚丙烯复合多孔隔膜。
电解液的制备：先将碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）和碳酸二甲酯（DMC）按照质量比1：1：1混合均匀，形成混合溶剂，然后加入六氟磷酸锂（LiFP6），并使LiFP6的浓度为1.2M，得到电解液。
电芯5的制备：将上述制备的正极片、负极片和隔膜通过卷针卷绕成电芯5。
动力电池的制备：电池壳体3选为铝壳，其中，铝壳底部的倒圆角半径均为5mm，先将底托板7置入铝壳底壁，其中，底托板7的材质选为PP板，其中，PP板的形状为矩形板，PP板的边角9均设置成与铝壳底角相互配合的倒圆角，其半径均为5mm。底托板7的厚度为2mm，孔径为50um，开孔率是50%；然后将上述制备的电芯5外表面包覆一层0.01mm的PE绝缘膜6，再将包覆绝缘膜6的电芯5置于铝壳中，并注入电解液；最后将电池安全顶盖1密封焊接在电池壳体3的顶部，制得本实用新型动力电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种带底托板的动力电池，包括电池壳体（3）、收容于所述电池壳体（3）内的电芯（5）、填充于所述电池壳体（3）内的电解液，以及密封安装于所述电池壳体（3）上的安全顶盖（1），所述电芯（5）由正极片、负极片、以及间隔于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成，其特征在于：所述电芯（5）的外表面包覆有绝缘膜（6），所述电芯（5）的底部设置有带通孔（8）的底托板（7）。
2.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述安全顶盖（1）包括顶盖片（12）和设置在顶盖片（12）上的极柱（11），所述极柱（11）穿过所述顶盖片（12）与极片上的极耳（4）电性连接。
3.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述电池壳体（3）为铝壳或钢壳。
4.根据权利要求3所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述铝壳的底角为倒圆角结构。
5.根据权利要求4所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述倒圆角半径为1~10mm。
6.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述通孔（8）的形状设置为圆形，孔径的大小为1~1000um，开孔率为35~80%。
7.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述底托板（7）的厚度为0.01~5mm。
8.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述绝缘膜（6）的厚度为0.001~2mm。
9.根据权利要求1所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述底托板（7）设置为矩形结构，所述底托板（7）的长度小于所述电池壳体（3）的长度，所述底托板（7）的宽度小于所述电池壳体（3）的宽度。
10.根据权利要求5所述的带底托板的动力电池，其特征在于：所述底托板（7）的边角（9）设置成与所述铝壳底角相配合的倒圆角，所述倒圆角半径为1~10mm。
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