[发明专利]一种电芯结构、制备方法和锂离子电池

说明书

本发明提供一种电芯结构、制备方法和锂离子电池，电芯结构包括：至少两层功能层，功能层具有孔隙结构；至少一个电芯，电芯设置于两层功能层之间，电芯包括第一隔膜、正极片和负极片，正极片设置于第一隔膜的一侧，负极片设置于第一隔膜的另一侧。本发明中的电芯结构中，功能层能够对电芯具有保护作用，使得电池在受到外界的挤压或碰撞时不易发生形变或损坏，提高电池安全性，通过孔隙结构能够储存电解液，提高电池储存电解液的量，使得电池的循环寿命更长，能有效优化锂离子电池的Pack结构，便于满足较高的使用要求。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯结构、制备方法和锂离子电池。

背景技术

随着数码、动力和储能领域的发展，锂离子二次电池的需求越来越大。锂离子电池目前主要由正极、负极、电解液和隔膜构成，但是目前锂离子电池寿命和充放电膨胀并未得到实际性解决，尤其是储能领域、动力领域和3C数码领域的发展，需要锂离子电池更安全、能量密度更高、更长的寿命和对整个体系影响较低膨胀。现有的锂离子电池在受到外界的挤压或碰撞时易发生形变或损坏，导致电池安全性降低，电池中储存电解液的量受到限制，循环寿命短，难以满足较高的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种电芯结构、制备方法和锂离子电池，用以解决现有锂离子电池在受到外界的挤压或碰撞时易发生形变或损坏，导致电池安全性降低，电池中储存电解液的量受到限制，循环寿命短，难以满足较高的使用要求的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的电芯结构，包括：

至少两层功能层，所述功能层具有孔隙结构；

至少一个电芯，所述电芯设置于两层所述功能层之间，所述电芯包括第一隔膜、正极片和负极片，所述正极片设置于所述第一隔膜的一侧，所述负极片设置于所述第一隔膜的另一侧。

其中，所述电芯具有一个，所述正极片的远离所述第一隔膜的一侧和所述负极片的远离所述第一隔膜的一侧分别设有至少一层所述功能层。

其中，所述电芯具有多个，多个所述电芯层叠设置，相邻两个所述电芯之间分别设置有第二隔膜。

其中，所述功能层的孔隙率为20％-90％。

其中，所述功能层包括高分子材料层，所述高分子材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯乙烯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚氨酯、芳纶、聚对苯撑化合物或单体改性共聚的聚合物中的至少一种。

其中，所述功能层中具有纳米陶瓷颗粒。

其中，所述陶瓷颗粒包括二氧化硅、三氧化二铝、二氧化锆、氢氧化镁、勃姆石、硫酸钡、氟金云母、氟磷灰石、莫来石、堇青石、钛酸铝、二氧化钛、氧化铜、氧化锌、氮化硼、氮化铝、氮化镁、凹凸棒石中的至少一种。

其中，所述功能层的厚度为0.1mm-5mm；和/或

所述功能层的拉伸强度为0.1Mpa-10Mpa；和/或

所述功能层的压缩形变率等于或低于60％；和/或

所述功能层的拉伸延伸率为30％-300％；和/或

所述功能层的穿刺强度为0.2Mpa-10MPa。

第二方面，根据本发明实施例的电芯结构的制备方法，包括：

在至少两层功能层之间设置至少一个电芯，得到电芯结构；

其中，所述功能层具有孔隙结构，所述电芯包括第一隔膜、正极片和负极片，所述正极片设置于所述第一隔膜的一侧，所述负极片设置于所述第一隔膜的另一侧。