一种隔膜及电芯制造技术

本实用新型专利技术涉及一种隔膜及电芯。一种隔膜，所述隔膜沿其展开方向具有至少两种不同的厚度；所述隔膜卷绕电芯时，卷在内圈的隔膜的厚度，不小于卷在外圈的隔膜的厚度。与现有技术相比，本实用新型专利技术的优点在于，在满足足够的机械强度的前提下，能够减少短路或微短路及容纳更多的电解液以提高电芯的容量及寿命。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种隔膜及电芯。
技术介绍
现在，卷绕电池电芯的隔膜置于正极和负极之间，其主要作用是防止第一电极片和第二电极片活性物质相接触，进而造成电芯内短路。隔膜在电芯中占有十分重要的地位， 直接影响电芯的短路、低压性能、寿命及自放电性能。对卷绕式电芯隔膜一般要求具有良好的化学稳定性和一定的机械强度。但是隔膜的厚度与其机械强度及保液能力具有矛盾性，特别是高容量电芯，由于电极片在卷绕过程中产生一定的微裂纹，从而发生一定的掉粉或产生一定的毛刺现象，其隔膜易在卷绕前端或所有发生电极片卷绕后产生微裂纹的地方被刺破或由于掉粉而形成短路或微短路。专利申请号200410056887. 2的中国专利“碱性隔膜及其制作方法”介绍了一种碱性电芯隔膜，包括厚度为0. 10-0. 25mm的主隔膜层和厚度为0. 5mm以上的辅助隔膜层，辅助隔膜层通过热压粘合包覆位于主隔膜层中间。由于隔膜包括两个粗纤维层和一个微纤维层，从厚度方向形成密度梯度，大大提高了隔膜的机械强度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是首先提供一种隔膜，在满足足够的机械强度的前提下，能够容纳更多的电液以提高电芯的容量。其次，还要提供一种电芯，和电芯的卷绕方法。对此，本技术首先提供一种隔膜，所述隔膜沿其展开方向具有至少两种不同的厚度；所述隔膜卷绕电芯时，卷在内圈的隔膜的厚度，不小于卷在外圈的隔膜的厚度。相应的的，本技术还提供一种电芯，包括所述的隔膜，第一极片，和第二极片；所述隔膜隔在第一极片与第二极片之间，卷绕成卷。以及，一种电芯的卷绕方法，所述的隔膜，隔于第一极片与第二极片之间，卷绕成卷。由于卷绕在电芯中心处的隔膜，其曲率半径较小，所受到的应力叫会较大，如果其机械强度不高，则容易产生诸如微裂纹等破坏，引起内部短路。采用上述技术方案，该隔膜卷绕在电芯中心处的隔膜，其厚度将更大，相应的机械强度也会更大，在受到较大的应力的时候，也能较好的保持其机械状态。而单纯的增加隔膜整体的机械强度，如中国专利申请200410056887. 2 “碱性隔膜及其制作方法”，但是，该隔膜的整体厚度大，将在电芯中占据过大的体积，从而无法容纳下更多的电液，致使无法在高容量型号上的使用。而采用本技术的技术方案，卷绕在外圈的隔膜，由于其厚度较小，能够留出更多的空间来保持电液，这样能够在电芯整体的体积一定的前提下，进一步提高电芯的容量。 而且，该技术方案还能节省了隔膜所需的材料。而且，卷绕电池电芯中心附近的极片，其曲率半径较小，所受的应力较大，容易断裂而产生毛刺，进而损坏隔膜。而采用本技术的技术方案，由于垫厚了增大了电芯中心附近两个极片的曲率半径，使得两个极片和隔膜不容易断裂，且减少了两个极片的产生掉粉的概率，从而减少了短路或微短路的可能，进一步提高了电池电芯的寿命；同时，隔膜不容易被两个极片损坏。与现有技术相比，本专利技术的优点在于，在满足足够的机械强度的前提下，能够减少短路或微短路及容纳更多的电解液以提高电芯的容量及寿命。优选的，所述的隔膜包括依次拼接的至少两个、分别具有不同厚度的隔膜段。采用上述技术措施，能够更加简便的制造以获得相应的隔膜。进一步的，所述隔膜段分别为依次拼接的最薄隔膜段、次薄隔膜段、最厚隔膜段， 和次薄隔膜段。进一步的，所述次薄隔膜段沿展开方向，其厚度呈梯形分布，越靠接最厚隔膜段处的厚度越厚。进一步的，所述最厚隔膜段的厚度不小于0. 15毫米，所述次薄隔膜段的厚度在 0. 10至0. 15之间梯形分布，所述最薄隔膜段的厚度不大于0. 10毫米。优选的，相邻的所述隔膜段通过热压焊接。优选的，所述隔膜段的材料采用尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维和维纶纤维中的至少一种。附图说明图1为本技术隔膜一种具体实施例在卷绕前的结构示意图；图2为本技术电芯一种具体实施例的结构示意图；图3为本技术电芯一种具体实施例的卷绕剖视图。具体实施方式以下结合附图，对本技术的较优的实施例作进一步的详细说明如图1所示，一种隔膜300卷绕前的结构示意图。隔膜300包括依次连接的第一次薄隔膜段303、第二次薄隔膜段302、最厚隔膜段301、第二次薄隔膜段302、第一次薄隔膜段303，和最薄隔膜段304。其中，次薄隔膜段包括具有不同厚度、并相互连接的第一次薄隔膜段303和第二次薄隔膜段302。其中，最厚隔膜段301的厚度在0. 15mm以上、次薄隔膜段的厚度在0. 10至0. 15mm 之间、最薄隔膜段304的厚度在0. IOmm以下。隔膜段的连接方式可以采用热压连接。其中，隔膜300的材料可以采用尼龙纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、维纶纤维、经过磺化处理的以上几种材质的材料中的一种或几种。隔膜段的段数可以依据电芯的实际卷绕圈数而定，段数可以是电芯的卷绕圈数。例如，在另一种实施例中，也可以直接制作一种隔膜300，该隔膜300的厚度从一端至另一端逐渐减小。将隔膜300置于第一电极片和第二电极片之间，以隔膜300的最厚的一端为起始端进行卷绕，从而制作成卷绕电池电芯。在另一种实施例中，最厚隔膜段301的厚度为0. 15mm以上，第薄隔膜段302、第一次薄隔膜段303和最薄隔膜段304的厚度均相同，且小于0. 15mm，即只需要粘接两种厚度的隔膜300即可，此种方式可称之为三段连接方式。此种三段连接方式，在保证隔膜300的机械强度和一定程度提高电芯容量的同时，也减少了连接隔膜300的工艺，提高了效率。按照图2的方式，将第一极片100、隔膜300和第二极片200卷绕成电芯。如图3 所示，即把图1所示的隔膜卷绕成相应的电芯。其中，第一极片100和第二极片200的极性相反，如，如果第一极片100为正极片的话，第二极片200为负极片。以最厚隔膜段301的对称轴为对称轴将隔膜300对折，然后将第一电极片放置对折后的隔膜300内，再将第二电极片放置在隔膜300表面，并与第一电极片重叠后，以最厚隔膜段301为起始端进行卷绕。因而，随着电芯的卷绕方向，隔膜段的厚度逐渐减小。采用本技术制作容量为AA^OOmAh的镍氢充电电芯，电池电芯设计为3. 5圈。为了进一步说明，还进一步提供如下具体实施例和数据做如下说明实施方式1 隔膜300采用多段连接方式，隔膜300均经过聚丙烯磺化处理。电芯最内段隔膜 301厚度为0. 18mm，第二圈隔膜300厚度为0. 12mm，第三圈隔膜300厚度为0. 11mm，最外圈隔膜300厚度为0. 09mm，各段隔膜按图1所示顺序采用热压焊接。实施方式2隔膜300采用多段连接方式，隔膜300均经过聚丙烯磺化处理。电芯最内段隔膜 301厚度为0. 18mm，第二圈隔膜300厚度为0. 15mm，第三圈隔膜300厚度为0. 11mm，最外圈隔膜300厚度为0. 09mm，各段隔膜按图1所示顺序采用热压焊接。实施方式3隔膜300采用多段连接方式。电芯最内段隔膜301使用厚度为0. 18mm的聚丙烯氟化隔膜，第二圈使用厚度为0. 12mm的聚丙烯磺化隔膜，第三圈使用厚度为0. Ilmm的聚丙烯磺化隔膜，最外圈使用厚度为0. 09mm聚丙烯磺化隔膜，各段隔膜按图1所示顺序采用热压焊接。以下对比例为现有技术的实施例，对比以说明本技术实施例的具体优势对比例1采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种隔膜，其特征在于，所述隔膜沿其展开方向具有至少两种不同的厚度；所述隔膜卷绕成电芯时，卷在内圈的隔膜的厚度，不小于卷在外圈的隔膜的厚度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王守军，彭东方，莫元妙，王卫东，刘新华，
申请(专利权)人：深圳市量能科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94