一种方形锂离子电池壳体内用支架及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锂电池技术领域，特别是一种用于方形锂离子电池壳体内的电芯支架及其使用方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池的电芯通常有卷绕和叠片两种方式，其中卷绕电芯又通常分为方形卷绕电芯和圆柱形卷绕电芯，在循环过程中尤其是在高温循环过程中，方形卷绕电芯会发生S形变，S形变造成卷芯中间部位的负极和正极间隙变大，之后循环过程中的电解液分解产气会进入这个间隙，正负极间隙的变大和气体的进入都会截断正负极间的锂离子传输通道，造成电池容量的衰减，影响电池的使用寿命。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种方形锂离子电池壳体内用支架及其使用方法，有效的提升了电池的循环寿命。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:一种方形锂离子电池壳体内用支架，包括上支撑架、下支撑架、左支撑架、右支撑架和厚度支撑条，上支撑架和下支撑架平行，左支撑架和右支撑架平行，厚度支撑条位于上支撑架和下支撑架之间且与左支撑架平行，厚度支撑条位于上支撑架和下支撑架的中线位置上。
[0005]优选的，所述厚度支撑条、上支撑架、下支撑架、左支撑架、右支撑架的材质为不溶于锂离子电池电解液的塑料和橡胶中的一种或多种。
[0006]优选的，所述厚度支撑条、上支撑架、下支撑架、左支撑架、右支撑架的材质为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亚克力胶、硅胶中的一种或多种。
[0007]进一步的，厚度支撑条的厚度为2?5_，上支撑架、下支撑架、左支撑架、右支撑架厚度均为I?3mm。
[0008]进一步的，厚度支撑条的宽度为3?10mm，上支撑架、下支撑架、左支撑架、右支撑架宽度均为2?3mm。
[0009]进一步的，所述方形锂离子电池壳体内用支架的宽度比电池壳体内部宽度小I?3_，所述方形锂离子电池壳体内用支架的高度比电池壳体内部高度小I?5_。
[0010]—种方形锂离子电池壳体内用支架的使用方法为:将方形锂离子电池壳体内用支架放置于电池卷芯和电池壳体内壁之间，左支撑架、右支撑架与电池壳体的高度所在边平行，每个电池中方形锂离子电池壳体内用支架的使用数量为I?2个。
[0011]本发明的有益效果:当循环过程中，方形卷绕电芯发生S形变时，电池壳体内用支架上的厚度支撑条会支撑住电芯的中间部位，减缓S形变，避免正负极的中间部位间隙的拉大和气体的进入，提升电池的循环寿命。具体的，厚度支撑条的材质为不溶于锂离子电池电解液的塑料或橡胶，属于软性材质，存在一定的弹性，能够保证正负极间的充分接触，最大幅度减少空隙的出现，同时不会损伤隔膜和极片；本发明的结构为平面结构，便于包装和运输；左右支撑架和上下支撑架可以确保厚度支撑条处于电池的中间位置，避免因工人误操作或卷芯变形时的挤压造成的厚度支撑条位置向左侧或右侧偏移，最终确保厚度支撑条能够控制卷芯中间部位的形变，避免正负极片间隙的拉大和气体的进入。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0013]图1是本发明提供的方形锂离子电池壳体内用支架主视图。
[0014]图2是含有本发明提供的方形锂离子电池壳体内用支架的电池的剖面图。
[0015]图3是本发明实施例1和对比例I电池的55°C IC循环性能对比图。
[0016]图4是本发明实施例2和对比例2电池的常温IC循环性能对比图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0018]如图1和图2所示，本发明公开一种方形锂离子电池壳体内用支架，包括上支撑架
3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2和厚度支撑条1，上支撑架3和下支撑架7平行，左支撑架6和右支撑架2平行，厚度支撑条I位于上支撑架3和下支撑架7之间且与左支撑架6平行，厚度支撑条I位于上支撑架3和下支撑架7的中线位置上，厚度支撑条1、上支撑架3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2的材质为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亚克力胶、硅胶中的一种或多种。
[0019]厚度支撑条I的厚度为2?5mm，上支撑架3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2厚度均为I?3mm。
[0020]厚度支撑条I的宽度为3?10mm，上支撑架3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2宽度均为2?3mm。
[0021]所述方形锂离子电池壳体内用支架的宽度比电池壳体内部宽度小I?3_，所述方形锂离子电池壳体内用支架的高度比电池壳体内部高度小I?5mm。
[0022]本发明的使用方法为:将本发明放置于电池卷芯和电池壳体内壁之间，左支撑架、右支撑架与电池壳体的高度所在边平行，每个电池中方形锂离子电池壳体内用支架的使用数量为I?2个。
[0023]实施例1
[0024]制作1965140型(厚19mm，宽65mm，高140mm)方形招壳锂离子电池，正极材料选用LiNi1/3Co1/3Mn1/302三元正极材料，负极选用人造石墨。电池壳体内部宽度和高度分别为62mm、131mm，选用宽度为59mm，高度为128mm的支架，此支架即为本发明所指的方形锂离子电池壳体内用支架，以后均以此表述，其中:左支撑架6、右支撑架2宽度为2mm，厚度为
1.5mm,上支撑架3、下支撑架7宽度为2臟，厚度为1.5mm,厚度支撑条I宽度为8臟，厚度为5mm ;厚度支撑条1、上支撑架3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2的材质为聚四氟乙烯。在电池组装过程中，将一个支架和方形卷绕电芯4 一起放到电池壳体内，其中支架位于电池壳体内壁5和方形卷绕电芯4之间，支架的左支撑架6、右支撑架2与电池壳体的高度所在边平行。电池制作完成后测试电池的55°C IC循环性能。
[0025]对比例I
[0026]制作1965140型(厚19mm，宽65mm，高140mm)方形招壳锂离子电池，正极材料选用LiNi1/3Co1/3Mn1/302三元正极材料，负极选用人造石墨。电池壳体内部宽度和高度分别为62mm、131mm。在电池组装过程中，电池内不放入支架，电池的其它制作参数均与实施例1相同。电池制作完成后测试电池的55°C IC循环性能。
[0027]图3给出了实施例1和对比例I电池的55°C IC循环性能对比，由图3可知，实施例I的55°C IC循环性能明显优于对比例1，具体的，实施例1循环600次后容量衰减至初始容量的80%，而对比例I循环320次后容量即衰减至初始容量80%，说明电池壳体内支架的加入有效的提升了电池的高温循环性能。
[0028]实施例2
[0029]制作1965140型(厚19mm，宽65mm，高140mm)方形招壳锂离子电池，正极材料选用LiNia5Mnh5O4E极材料，负极选用钛酸锂。电池壳体内部宽度和高度分别为62mm、131mm，选用宽度为58mm，高度为126mm的支架，其中:左支撑架6、右支撑架2宽度为2.5mm，厚度为2mm，上支撑架3、下支撑架7宽度为2.5mm，厚度为2mm，厚度支撑条I宽度为7mm，厚度为3mm。上支撑架3、下支撑架7、左支撑架6、右支撑架2的材质为聚四氟乙烯；厚度支撑条I的材质为硅胶。在电池组装过程中，将两个支架和方形卷绕电芯4 一起放到电池壳体内，其中两个支架分别位于电池壳体一侧内壁5和方形卷绕电芯4之间，支架的左支撑架6、右支撑架2和电池壳体的高度所在边平行。电池制作完成后测试电池的常温IC循环性能。
[0030]对比例2
[0031]制作1965140型(厚19mm，宽65mm，高140mm)方形招壳锂离子电池，正极材料选用LiNia5Mnh5O4E极材料，负极选用钛酸锂。电池壳体内部宽度和高度分别为62mm、131mm。在电池组装过程中，电池内不放入支架，电池的其它制作参数均与实施例2相同。电池制作完成后测试电池的常温IC循环性能。
[0032]图4给出了实施例2和对比例2电池的常温IC循环性能对比，实施例2的常温IC循环性能明显优于对比例2，具体的，对比例2的放电容量衰减迅速，而实施例2的放电容量基本保持不变，说明电池壳体内支架的加入有效的提升了电池的常温循环性能。
[0033]以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:包括上支撑架(3)、下支撑架(7)、左支撑架￠)、右支撑架(2)和厚度支撑条(I)，上支撑架(3)和下支撑架(7)平行，左支撑架(6)和右支撑架(2)平行，厚度支撑条(I)位于上支撑架(3)和下支撑架(7)之间且与左支撑架(6)平行，厚度支撑条(I)位于上支撑架(3)和下支撑架(7)的中线位置上。2.根据权利要求1所述方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:所述厚度支撑条(I)、上支撑架(3)、下支撑架(7)、左支撑架￠)、右支撑架(2)的材质为不溶于锂离子电池电解液的塑料和橡胶中的一种或多种。3.根据权利要求2所述方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:所述厚度支撑条(I)、上支撑架(3)、下支撑架(7)、左支撑架(6)、右支撑架(2)的材质为聚乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、亚克力胶、硅胶中的一种或多种。4.根据权利要求1所述方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:厚度支撑条(I)的厚度为2?5_，上支撑架(3)、下支撑架(7)、左支撑架(6)、右支撑架(2)厚度均为I?3mm ο5.根据权利要求1所述方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:厚度支撑条(I)的宽度为3?10mm，上支撑架(3)、下支撑架(7)、左支撑架(6)、右支撑架(2)宽度均为2?3mm ο6.根据权利要求1所述方形锂离子电池壳体内用支架，其特征在于:所述方形锂离子电池壳体内用支架的宽度比电池壳体内部宽度小I?3mm，所述方形锂离子电池壳体内用支架的高度比电池壳体内部高度小I?5mm。7.一种方形锂离子电池壳体内用支架的使用方法，其特征在于:将方形锂离子电池壳体内用支架放置于电池卷芯(4)和电池壳体内壁(5)之间，左支撑架￠)、右支撑架(2)与电池壳体的高度所在边平行，每个电池中方形锂离子电池壳体内用支架的使用数量为I?2个。
【专利摘要】本发明公开一种方形锂离子电池壳体内用支架，包括上下支撑架、左右支撑架和位于上下支撑架之间的厚度支撑条，其中上下支撑架互相平行，左右支撑架互相平行，厚度支撑条位于上下支撑架之间且与左右支撑架平行，厚度支撑条位于上下支撑架的中线位置上，支架放置于电池卷芯和电池壳体内壁之间，且支架的左右支撑架和电池壳体的高度所在边平行，每个电池中支架的使用数量为1～2个，本发明提供的方形锂离子电池壳体内用支架可以减缓锂离子电池循环过程中尤其是高温循环过程中出现的电芯形变，有效提高锂离子电池的循环寿命。
【IPC分类】H01M2/10, H01M10/0525, H01M10/0587
【公开号】CN105006536
【申请号】CN201510505389
【发明人】邢军龙
【申请人】合肥国轩高科动力能源股份公司
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年8月17日