[發(fā)明專利]一種卷繞式鋰電池電芯

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910047490.X
• 申請日: 2009-03-13
• 公開（公告）號: CN101834317A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉宏兵;夏敏;范少明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海卡能迪蓄能科技有限公司
• 主分類號: H01M10/38
• 分類號: H01M10/38;H01M6/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 胡美強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰電池，尤其是一種卷繞式鋰電池的電芯。

背景技術(shù)

近年來，隨著電動工具、電動玩具、電動自行車、混合動力汽車等的快速發(fā)展，對蓄電池的高功率放電能力提出了越來越高的要求。動力型鋰離子蓄電池由于具有較好的高功率工作性能以及高能量密度和輕便等優(yōu)點(diǎn)，因而正被逐步地推廣應(yīng)用到以上領(lǐng)域。

目前，鋰電池的電極芯的構(gòu)成主要有疊片式和卷繞式兩種主要方式。其中疊片式具有集流效果均勻，自動化水平高，正極板或負(fù)極板易實現(xiàn)厚型化，有利于降低成本的優(yōu)點(diǎn)；但疊片式電芯鋰電池對加工設(shè)備的精度要求較高，尤其是隨著電芯正極板和負(fù)極板沖切邊緣的周長成倍增加，導(dǎo)致制片和裝配過程中容易產(chǎn)生毛刺，進(jìn)一步會引發(fā)短路等問題，合格率低，使用過程后續(xù)隱患也較高，極端情況下還會發(fā)生安全問題。專利CN200620067095.X公開了一種卷繞式鋰電池電芯，這種卷繞式電芯制作簡單，制片、裝配過程對設(shè)備精度要求一般，生產(chǎn)效率高，成本較低，但由于卷繞式電芯存在高曲率的地方，在正極板和負(fù)極板厚型化的過程中容易產(chǎn)生正極板或負(fù)極板的斷裂、活性物質(zhì)脫落等問題。

并且隨著鋰電池容量的增加，電池的體積越來越大，電池充放電過程中產(chǎn)生的熱量也越來越高，導(dǎo)致遠(yuǎn)離電池外表面的內(nèi)部溫度嚴(yán)重偏高，容易產(chǎn)生熱失控，造成安全風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)中，卷繞式鋰電池電芯由于高曲率，易造成極板斷裂、活性物質(zhì)脫落等問題，通過在卷繞式鋰電池電芯內(nèi)部添加內(nèi)芯的方式，增加卷繞式鋰電池電芯卷繞的曲率半徑，解決由于高曲率造成卷繞式電芯極板斷裂、活性物質(zhì)脫落的技術(shù)問題。

本發(fā)明的另一個目的，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中，鋰電池充放電過程中，電池內(nèi)部溫度過高，容易產(chǎn)生熱失控，造成安全風(fēng)險，通過采取空心的電池內(nèi)芯，并在電池內(nèi)芯填充強(qiáng)吸熱儲熱效應(yīng)或阻燃效應(yīng)的物質(zhì)，降低鋰電池的安全風(fēng)險。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，提供一種卷繞式鋰電池電芯，該電芯位于電池罐內(nèi)部，通過導(dǎo)電連接件，分別與電池罐正極和負(fù)極的導(dǎo)出端子連接，該電池電芯主要包括，一個電池內(nèi)芯和一個電池外芯；所述的電池外芯由正極板、隔膜、負(fù)極板依次層疊放置，并卷繞成渦狀，包裹在所述的電池內(nèi)芯上。

進(jìn)一步的，所述的電池內(nèi)芯為兩側(cè)是圓弧狀的物體。

進(jìn)一步的，所述的電池內(nèi)芯兩側(cè)的圓弧直徑為1～8mm。

進(jìn)一步的，所述的電池內(nèi)芯兩側(cè)的圓弧直徑為3～6mm。

進(jìn)一步的，所述的電池內(nèi)芯為封閉式空心結(jié)構(gòu)，或敞開式空心結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述的電池內(nèi)芯的材料為聚乙烯、或聚丙烯，或者聚乙烯和聚丙烯的混合體，或者鍍鎳金屬、或鍍銅金屬，或者有機(jī)物包裹的金屬。

進(jìn)一步的，所述的封閉式空心電池內(nèi)芯里，填充有強(qiáng)吸熱儲熱效應(yīng)的物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述的封閉式空心電池內(nèi)芯里，填充有阻燃效應(yīng)的物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述的有強(qiáng)吸熱效應(yīng)物質(zhì)為：石蠟、或石蠟與金屬混合物、或石蠟與石墨混合物、或石蠟與碳纖維混合物。

進(jìn)一步的，所述的有阻燃效應(yīng)的物質(zhì)為：1，2-亞乙烯基碳酸酯、3-苯基磷酸酯、3-丁基磷酸酯、三-2，2，2-三氟代乙基磷酸鹽、二-2，2，2-三氟代乙基-甲基磷酸鹽、2，2，2-三氟代乙基-二乙基磷酸鹽、乙烯乙基磷酸酯、二氟代乙酸甲酯、甲基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、乙基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、丙基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯中的一種或多種。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本技術(shù)方案中，通過在卷繞式鋰電池電芯內(nèi)部，添加內(nèi)芯的方式，增加了鋰電池極板卷繞的曲率半徑，減少了高曲率造成卷繞式電芯極板斷裂、活性物質(zhì)脫落的技術(shù)問題；通過采取空心的電池內(nèi)芯，并且在電池內(nèi)芯內(nèi)部填充強(qiáng)吸熱阻熱效應(yīng)物質(zhì)，如填充石蠟、或石蠟與金屬混合物、或石蠟與石墨混合物、或石蠟與碳纖維混合物等，可以吸收鋰電池在充放電過程中產(chǎn)生的熱量，降低工作溫度，提高安全性能；通過在電池內(nèi)芯內(nèi)部填充阻燃效應(yīng)的物質(zhì)，如填充1，2-亞乙烯基碳酸酯、3-苯基磷酸酯、3-丁基磷酸酯、三-2，2，2-三氟代乙基磷酸鹽、二-2，2，2-三氟代乙基-甲基磷酸鹽、2，2，2-三氟代乙基-二乙基磷酸鹽、乙烯乙基磷酸酯、二氟代乙酸甲酯、甲基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、乙基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、丙基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯等物質(zhì)中的一種或多種，當(dāng)鋰電池被針刺或者內(nèi)部發(fā)生短路，造成熱失控情況下，電池內(nèi)芯的填充物會被釋放出來，組織電池燃燒，極大降低風(fēng)險。

附圖說明