一種方形鋰離子電池殼體內用支架及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鋰電池技術領域，特別是一種用于方形鋰離子電池殼體內的電芯支架及其使用方法。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池的電芯通常有卷繞和疊片兩種方式，其中卷繞電芯又通常分為方形卷繞電芯和圓柱形卷繞電芯，在循環過程中尤其是在高溫循環過程中，方形卷繞電芯會發生S形變，S形變造成卷芯中間部位的負極和正極間隙變大，之后循環過程中的電解液分解產氣會進入這個間隙，正負極間隙的變大和氣體的進入都會截斷正負極間的鋰離子傳輸通道，造成電池容量的衰減，影響電池的使用壽命。
【發明內容】
[0003]本發明要解決的技術問題是提供一種方形鋰離子電池殼體內用支架及其使用方法，有效的提升了電池的循環壽命。
[0004]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是:一種方形鋰離子電池殼體內用支架，包括上支撐架、下支撐架、左支撐架、右支撐架和厚度支撐條，上支撐架和下支撐架平行，左支撐架和右支撐架平行，厚度支撐條位于上支撐架和下支撐架之間且與左支撐架平行，厚度支撐條位于上支撐架和下支撐架的中線位置上。
[0005]優選的，所述厚度支撐條、上支撐架、下支撐架、左支撐架、右支撐架的材質為不溶于鋰離子電池電解液的塑料和橡膠中的一種或多種。
[0006]優選的，所述厚度支撐條、上支撐架、下支撐架、左支撐架、右支撐架的材質為聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亞克力膠、硅膠中的一種或多種。
[0007]進一步的，厚度支撐條的厚度為2?5_，上支撐架、下支撐架、左支撐架、右支撐架厚度均為I?3mm。
[0008]進一步的，厚度支撐條的寬度為3?10mm，上支撐架、下支撐架、左支撐架、右支撐架寬度均為2?3mm。
[0009]進一步的，所述方形鋰離子電池殼體內用支架的寬度比電池殼體內部寬度小I?3_，所述方形鋰離子電池殼體內用支架的高度比電池殼體內部高度小I?5_。
[0010]—種方形鋰離子電池殼體內用支架的使用方法為:將方形鋰離子電池殼體內用支架放置于電池卷芯和電池殼體內壁之間，左支撐架、右支撐架與電池殼體的高度所在邊平行，每個電池中方形鋰離子電池殼體內用支架的使用數量為I?2個。
[0011]本發明的有益效果:當循環過程中，方形卷繞電芯發生S形變時，電池殼體內用支架上的厚度支撐條會支撐住電芯的中間部位，減緩S形變，避免正負極的中間部位間隙的拉大和氣體的進入，提升電池的循環壽命。具體的，厚度支撐條的材質為不溶于鋰離子電池電解液的塑料或橡膠，屬于軟性材質，存在一定的彈性，能夠保證正負極間的充分接觸，最大幅度減少空隙的出現，同時不會損傷隔膜和極片；本發明的結構為平面結構，便于包裝和運輸；左右支撐架和上下支撐架可以確保厚度支撐條處于電池的中間位置，避免因工人誤操作或卷芯變形時的擠壓造成的厚度支撐條位置向左側或右側偏移，最終確保厚度支撐條能夠控制卷芯中間部位的形變，避免正負極片間隙的拉大和氣體的進入。
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0013]圖1是本發明提供的方形鋰離子電池殼體內用支架主視圖。
[0014]圖2是含有本發明提供的方形鋰離子電池殼體內用支架的電池的剖面圖。
[0015]圖3是本發明實施例1和對比例I電池的55°C IC循環性能對比圖。
[0016]圖4是本發明實施例2和對比例2電池的常溫IC循環性能對比圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細的說明。
[0018]如圖1和圖2所示，本發明公開一種方形鋰離子電池殼體內用支架，包括上支撐架
3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2和厚度支撐條1，上支撐架3和下支撐架7平行，左支撐架6和右支撐架2平行，厚度支撐條I位于上支撐架3和下支撐架7之間且與左支撐架6平行，厚度支撐條I位于上支撐架3和下支撐架7的中線位置上，厚度支撐條1、上支撐架3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2的材質為聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亞克力膠、硅膠中的一種或多種。
[0019]厚度支撐條I的厚度為2?5mm，上支撐架3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2厚度均為I?3mm。
[0020]厚度支撐條I的寬度為3?10mm，上支撐架3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2寬度均為2?3mm。
[0021]所述方形鋰離子電池殼體內用支架的寬度比電池殼體內部寬度小I?3_，所述方形鋰離子電池殼體內用支架的高度比電池殼體內部高度小I?5mm。
[0022]本發明的使用方法為:將本發明放置于電池卷芯和電池殼體內壁之間，左支撐架、右支撐架與電池殼體的高度所在邊平行，每個電池中方形鋰離子電池殼體內用支架的使用數量為I?2個。
[0023]實施例1
[0024]制作1965140型(厚19mm，寬65mm，高140mm)方形招殼鋰離子電池，正極材料選用LiNi1/3Co1/3Mn1/302三元正極材料，負極選用人造石墨。電池殼體內部寬度和高度分別為62mm、131mm，選用寬度為59mm，高度為128mm的支架，此支架即為本發明所指的方形鋰離子電池殼體內用支架，以后均以此表述，其中:左支撐架6、右支撐架2寬度為2mm，厚度為
1.5mm,上支撐架3、下支撐架7寬度為2臟，厚度為1.5mm,厚度支撐條I寬度為8臟，厚度為5mm ;厚度支撐條1、上支撐架3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2的材質為聚四氟乙烯。在電池組裝過程中，將一個支架和方形卷繞電芯4 一起放到電池殼體內，其中支架位于電池殼體內壁5和方形卷繞電芯4之間，支架的左支撐架6、右支撐架2與電池殼體的高度所在邊平行。電池制作完成后測試電池的55°C IC循環性能。
[0025]對比例I
[0026]制作1965140型(厚19mm，寬65mm，高140mm)方形招殼鋰離子電池，正極材料選用LiNi1/3Co1/3Mn1/302三元正極材料，負極選用人造石墨。電池殼體內部寬度和高度分別為62mm、131mm。在電池組裝過程中，電池內不放入支架，電池的其它制作參數均與實施例1相同。電池制作完成后測試電池的55°C IC循環性能。
[0027]圖3給出了實施例1和對比例I電池的55°C IC循環性能對比，由圖3可知，實施例I的55°C IC循環性能明顯優于對比例1，具體的，實施例1循環600次后容量衰減至初始容量的80%，而對比例I循環320次后容量即衰減至初始容量80%，說明電池殼體內支架的加入有效的提升了電池的高溫循環性能。
[0028]實施例2
[0029]制作1965140型(厚19mm，寬65mm，高140mm)方形招殼鋰離子電池，正極材料選用LiNia5Mnh5O4E極材料，負極選用鈦酸鋰。電池殼體內部寬度和高度分別為62mm、131mm，選用寬度為58mm，高度為126mm的支架，其中:左支撐架6、右支撐架2寬度為2.5mm，厚度為2mm，上支撐架3、下支撐架7寬度為2.5mm，厚度為2mm，厚度支撐條I寬度為7mm，厚度為3mm。上支撐架3、下支撐架7、左支撐架6、右支撐架2的材質為聚四氟乙烯；厚度支撐條I的材質為硅膠。在電池組裝過程中，將兩個支架和方形卷繞電芯4 一起放到電池殼體內，其中兩個支架分別位于電池殼體一側內壁5和方形卷繞電芯4之間，支架的左支撐架6、右支撐架2和電池殼體的高度所在邊平行。電池制作完成后測試電池的常溫IC循環性能。
[0030]對比例2
[0031]制作1965140型(厚19mm，寬65mm，高140mm)方形招殼鋰離子電池，正極材料選用LiNia5Mnh5O4E極材料，負極選用鈦酸鋰。電池殼體內部寬度和高度分別為62mm、131mm。在電池組裝過程中，電池內不放入支架，電池的其它制作參數均與實施例2相同。電池制作完成后測試電池的常溫IC循環性能。
[0032]圖4給出了實施例2和對比例2電池的常溫IC循環性能對比，實施例2的常溫IC循環性能明顯優于對比例2，具體的，對比例2的放電容量衰減迅速，而實施例2的放電容量基本保持不變，說明電池殼體內支架的加入有效的提升了電池的常溫循環性能。
[0033]以上所述的本發明實施方式，并不構成對本發明保護范圍的限定。任何在本發明的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的權利要求保護范圍之內。
【主權項】
1.一種方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:包括上支撐架(3)、下支撐架(7)、左支撐架￠)、右支撐架(2)和厚度支撐條(I)，上支撐架(3)和下支撐架(7)平行，左支撐架(6)和右支撐架(2)平行，厚度支撐條(I)位于上支撐架(3)和下支撐架(7)之間且與左支撐架(6)平行，厚度支撐條(I)位于上支撐架(3)和下支撐架(7)的中線位置上。2.根據權利要求1所述方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:所述厚度支撐條(I)、上支撐架(3)、下支撐架(7)、左支撐架￠)、右支撐架(2)的材質為不溶于鋰離子電池電解液的塑料和橡膠中的一種或多種。3.根據權利要求2所述方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:所述厚度支撐條(I)、上支撐架(3)、下支撐架(7)、左支撐架(6)、右支撐架(2)的材質為聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亞克力膠、硅膠中的一種或多種。4.根據權利要求1所述方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:厚度支撐條(I)的厚度為2?5_，上支撐架(3)、下支撐架(7)、左支撐架(6)、右支撐架(2)厚度均為I?3mm ο5.根據權利要求1所述方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:厚度支撐條(I)的寬度為3?10mm，上支撐架(3)、下支撐架(7)、左支撐架(6)、右支撐架(2)寬度均為2?3mm ο6.根據權利要求1所述方形鋰離子電池殼體內用支架，其特征在于:所述方形鋰離子電池殼體內用支架的寬度比電池殼體內部寬度小I?3mm，所述方形鋰離子電池殼體內用支架的高度比電池殼體內部高度小I?5mm。7.一種方形鋰離子電池殼體內用支架的使用方法，其特征在于:將方形鋰離子電池殼體內用支架放置于電池卷芯(4)和電池殼體內壁(5)之間，左支撐架￠)、右支撐架(2)與電池殼體的高度所在邊平行，每個電池中方形鋰離子電池殼體內用支架的使用數量為I?2個。
【專利摘要】本發明公開一種方形鋰離子電池殼體內用支架，包括上下支撐架、左右支撐架和位于上下支撐架之間的厚度支撐條，其中上下支撐架互相平行，左右支撐架互相平行，厚度支撐條位于上下支撐架之間且與左右支撐架平行，厚度支撐條位于上下支撐架的中線位置上，支架放置于電池卷芯和電池殼體內壁之間，且支架的左右支撐架和電池殼體的高度所在邊平行，每個電池中支架的使用數量為1～2個，本發明提供的方形鋰離子電池殼體內用支架可以減緩鋰離子電池循環過程中尤其是高溫循環過程中出現的電芯形變，有效提高鋰離子電池的循環壽命。
【IPC分類】H01M2/10, H01M10/0525, H01M10/0587
【公開號】CN105006536
【申請號】CN201510505389
【發明人】邢軍龍
【申請人】合肥國軒高科動力能源股份公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月17日