[發(fā)明專利]用于具有導(dǎo)電片層的蓄電池和鋰離子蓄電池的單體電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910170111.6
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101931103A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金榮在;金奎植;嚴元燮;禹鐘萬
• 申請（專利權(quán)）人: 能源科技國際有限公司
• 主分類號: H01M10/36
• 分類號: H01M10/36;H01M10/38;H01M2/26
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可用于具有導(dǎo)電片層的蓄電池和使用該導(dǎo)電片層的鋰離子蓄電池的單體電池，具體地說是帶有至少一層形成于單體電池中的層之間的附加導(dǎo)電片層的蓄電池及使用該至少一層附加導(dǎo)電片層的鋰離子蓄電池，用來減少由于電擊造成的明火或爆炸的風(fēng)險。

背景技術(shù)

一般來講，將鎳鎘電池、鎳氫電池、鎳鋅電池、鋰離子蓄電池等均作為電子產(chǎn)品的電池來使用，其中由于鋰離子蓄電池使用壽命長和容量大而應(yīng)用最為廣泛。根據(jù)電解質(zhì)類型鋰蓄電池分為：使用液體電解質(zhì)的鋰金屬電池，鋰離子電池，以及使用聚合物固體電解質(zhì)的鋰聚合物電池。按照聚合物固體電解質(zhì)的類型鋰聚合物電池分為：不含有機電解液的完全固體的鋰聚合物電池和使用含有有機電解液的凝膠聚合物電解質(zhì)的鋰離子聚合物電池。除此以外，鋰蓄電池通過容置單體電池的外套類型被分類為圓柱電池，矩形電池和袋式電池。

隨電信和運輸工業(yè)設(shè)備(HEV、EV、LEV等)信息的近期發(fā)展，在電池電源驅(qū)動下，對鋰離子蓄電池的需求有著顯著的增長，從而，鋰離子蓄電池能否滿足容量要求的研究正在積極開展，本領(lǐng)域中一個主要課題就是改進鋰離子蓄電池的安全性。

圖1為采用電極疊層板200的常規(guī)袋式鋰離子蓄電池100的分解視圖，圖2是用于鋰離子蓄電池的電極疊層板200的橫斷面視圖。參見圖1和2，電極疊層板200的制造過程是陽極220和陰極230分別包裹于隔離層210中，通過卷繞步驟互相集成到一起，或者是通過堆疊步驟按順序?qū)⒏綦x層210，陽極220和陰極230堆疊在一個特定的區(qū)域。電極疊層板200安裝在袋300的接收部310中，然后在電極疊層板200蓋上一個蓋子320。這里，電極分接頭500與電極引導(dǎo)部400相連，用于連接電極疊層板200的陽極和陰極到外部設(shè)備，連接好電極引導(dǎo)部200和電極分接頭500的電極疊層板200安裝在袋300里，并用蓋子320蓋好，然后用電解質(zhì)將袋300充滿、密封，從而完成鋰離子蓄電池100的制作。

電極結(jié)構(gòu)通過卷繞或?qū)盈B步驟形成，包括對插入在陽極220和陰極230中間的隔離層210反復(fù)堆疊完成單個電極疊層板200的制作。在充滿電解質(zhì)的鋰離子蓄電池被激活時，隔離層210用來防止陽極和陰極發(fā)生短路。隔離層210中的孔的功能是作為鋰離子蓄電池100充電/放電時鋰離子通過的通道。

通過終端用戶行為或者在終端使用環(huán)境下，鋰離子蓄電池的設(shè)備可能會遭受沖擊、過熱、過充、過放、短路、穿透、擠壓等。這對鋰離子蓄電池會帶來損害，如：可能發(fā)生鋰離子蓄電池的火災(zāi)或爆炸。多數(shù)的鋰離子蓄電池生產(chǎn)過程中會考慮到這些安全方面的因素。盡管在用戶的要求下，儲存在鋰離子蓄電池中的能量隨鋰離子蓄電池容量的增加而提高了，但是，鋰離子蓄電池的安全性隨能量密度的增長而退化。當(dāng)對鋰離子蓄電池刺破、擠壓、或撞擊時，鋰離子蓄電池的單體電池中的隔離層會由于物理外力使陽極和陰極短路而被損壞。發(fā)生短路時，電池的內(nèi)部電流和電極活性物質(zhì)互相反應(yīng)產(chǎn)生熱能，因此，電池的溫度將突然升高造成鋰離子蓄電池的火災(zāi)或者爆炸。

因此，申請人提出一種包括電極、隔離層、電極引導(dǎo)部和附加的金屬板層的單體電池用以將因穿透、沖擊、擠壓及其他振動產(chǎn)生的熱量降到最低。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于鋰離子蓄電池的單體電池，它能減少由物理和電沖擊引起的火災(zāi)或爆炸風(fēng)險。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種使用該單體電池的鋰離子蓄電池。

為了實現(xiàn)本發(fā)明上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案所提供的一種用于鋰離子蓄電池的單體電池，包括(A)由多個單元結(jié)構(gòu)堆疊形成的電極疊層板，每一單元至少包括一個電極和至少一個隔離層；(B)至少一個導(dǎo)電片層，該導(dǎo)電片層位于電極疊層板的一些層之間，且與電極引導(dǎo)部電連接。

所述導(dǎo)電片層的制備材料可選自鋁、銅、鎳、鐵、鋅、鉛和鈦一組金屬中的至少一種金屬。當(dāng)所述導(dǎo)電片層與陽極接觸時，該導(dǎo)電片層可由鋁制備；所述導(dǎo)電片層與陰極接觸時，該導(dǎo)電片層可由銅制備。所述導(dǎo)電片層的厚度范圍可以為0.001毫米至200毫米。

單體電池可包括兩個或兩個以上導(dǎo)電片層，并且這些導(dǎo)電片層可分別位于最頂部的隔離層和最頂部的電極之間、最底部的隔離層和最底部的電極之間。在這種情況下，兩個或兩個以上導(dǎo)電片層可在電極引導(dǎo)部的對面電連接。

本發(fā)明鋰離子蓄電池的單體電池的導(dǎo)電片層能快速地將電流傳導(dǎo)到外部，降低由于對電池物理的或電子的沖擊造成電池短路期限間所產(chǎn)生的熱量。因此，它將減少由于物理或電子的沖擊而引起的火災(zāi)或爆炸的風(fēng)險，改進鋰離子蓄電池的安全性能。

附圖說明