[發明專利]一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構

在審

• 申請號: 202010106390.6
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111370634A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 薛有寶;曾濤;徐曉明;李樹喜;趙李鵬;田威;劉歡;劉伯崢;劉興偉;李海婷;徐瑞林;曹六陽
• 申請（專利權）人: 天津力神電池股份有限公司
• 主分類號: H01M2/18
• 分類號: H01M2/18
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 徐金生

本發明公開了一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構，包括前后間隔分布的前表面層基膜(11)和后表面層基膜(12)；前表面層基膜(11)和后表面層基膜(12)之間的空腔內，從上到下間隔設置有多個橫向分布的儲液夾層(2)；儲液夾層(2)，用于將前表面層基膜(11)和后表面層基膜(12)之間的空腔，分隔成多個獨立的儲液通道；每個儲液夾層(2)包括多個依次連接在一起夾層單體(4)；夾層單體為開口向上的凹槽結構；任意相鄰的兩個夾層單體之間的連接處，開有垂直上下貫通的互通孔(3)。本發明結構設計科學，可控實現電解液分級儲存在不同高度層級處，從而防止了因電解液缺乏而導致的電池安全及電性能問題。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構。

背景技術

電池作為當下綠色能源發展的主力軍，其電性能以及安全性是人們關注的重點。而隔膜作為電池主要組成部分，其對電池起到舉足輕重的作用。

目前，電池在電池包(PACK)中的排布方式主要為直立式放置，這種放置方式，必然會使得電解液因重力作用，部分沉聚在電池底部。而當電解液需要被啟用時，往往需要一定的時間才能將底部的電解液傳遞到上部，因此便會產生濃度差，嚴重影響了電池的倍率性能。同時，電池極組在卷繞時，由于張力不同導致部分位置的張力增大，相應部分電解液量會降低，造成在充放電過程中，會因電解液缺乏造成析鋰或者死區，嚴重影響電池的安全性能。

因此，針對以上問題，目前迫切需要開發出相應的技術方案。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的技術缺陷，提供一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構。

為此，本發明提供了一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構，包括前后間隔分布的前表面層基膜和后表面層基膜；

前表面層基膜和后表面層基膜之間的空腔內，從上到下依次間隔設置有多個橫向分布的儲液夾層；

儲液夾層，用于將前表面層基膜和后表面層基膜之間的空腔，分隔成多個獨立的儲液通道；

每個儲液夾層包括多個依次連接在一起夾層單體；

夾層單體為開口向上的凹槽結構；

任意相鄰的兩個夾層單體之間的連接處，開有垂直上下貫通的互通孔。

其中，多個儲液夾層等間隔分布在前表面層基膜和后表面層基膜之間的空腔內。

其中，夾層單體為開口向上的V型或者凹字形結構。

其中，前表面層基膜和后表面層基膜的厚度為2～50um。

其中，電池三維夾層隔膜結構的具體制備工序為：

首先，后表面層基膜表面，通過模具注塑方法形成多個儲液夾層和后表面層基膜的初步復合，獲得初步復合體，其中，兩個夾層單體中間留有互通孔3；

隨后，在儲液夾層的前側表面覆蓋前表面層基膜，并控制熱溫度50～120℃，使初步復合體與前表面層基膜粘結，最終形成電池三維夾層隔膜結構。

由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構，其結構設計科學，可以可控實現電解液分級儲存在不同高度層級處，從而防止了因電解液缺乏而導致的電池安全及電性能問題，具有重大的生產實踐意義。

此外，本發明提供的具有分級保液能力的電池三維夾層隔膜結構，靈活性較高，可以根據極片不同位置涂覆量的差異，靈活設計通道尺寸、分布位置以及密集度，從而可控定向分布電液。目前所有的隔膜都不具備此結構及功能。

附圖說明