[實用新型]熱安全性高的鋰電池

有效

• 申請號: 201220350829.0
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN202662699U
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 曹俊琪;龔本利;鄭長明;蘆超;陶裕峰;呂晶
• 申請（專利權）人: 杭州金色能源科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M2/16
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 胡龍祥

技術領域

本實用新型涉及鋰電池，具體是熱安全性高的鋰電池。

背景技術

常規電池只需在60℃以下的環境中使用即可滿足一般需求，但是在向電子設備中組裝電池時，有時候會遇到短時間內的高溫沖擊。如電子設備組裝電池時為了提高生產效率常采用反流焊接，該方法只需很短的時間，但此方法能使電池的溫度達到200～260℃；又如電子設備回收的過程中，電池與電子設備的分離常采用焊錫熔融的方式分離，焊錫盤的表面溫度為250℃。對于常規電池的加工應用，需要綜合考慮其各項安全性能，即使在250℃的熱盤下依然不會發生劇烈火星、起火、爆炸事故的熱安全性較高的鋰電池越來越受到高端電子設備廠商的親睞。某些電子設備廠家如Nokia已經制定出針對鋰電池的熱安全可靠性測試規則，即250℃熱盤，又名250℃鐵板燒。

250℃鐵板燒測試是將電池滿充后置于一個表面溫度為250℃的熱平板上燒烤，要求電池不能噴射火星、不能起火、不能爆炸。一般情況下，鋰電池中起絕緣作用的隔膜以及提供密封環境的包裝膜，在250℃的苛刻高溫下均會熔解而喪失其功能，電池會短路并熱失控，進而引發系列安全事故。

針對熱安全性高的鋰電池的開發，公開號為CN?101442141A的中國實用新型專利申請披露了天津力神電池股份有限公司開發的一種解決方案，它采用在電解液里添加阻燃劑的方式提高其熱安全性。但是，往電解液里添加少量阻燃添加劑的效果并不明顯，如專利中示例均為半電3.8V狀態下的鋰電池進行鐵板燒測試，滿電狀態下的測試效果并不理想。而往電解液里添加大量阻燃添加劑則可以達到提高熱安全性的目的，但是其電性能則倍受影響，滿足不了基礎應用需求。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題和提出的技術任務是克服現有鋰電池熱安全性差的缺陷，提供一種熱安全性高的鋰電池。

為達到上述目的，本實用新型的熱安全性高的鋰電池，包括正極、負極、隔膜、電解液、包裝膜以及包裹在包裝膜外面的高溫膠帶，正極包括正極涂膏、正極集流體和正極極耳，負極包括負極涂膏、負極集流體和負極極耳，所述正極、負極由隔膜間隔疊置在一起并卷繞成裸電芯，裸電芯置于包裝膜的容納腔中且在所述容納腔中注有電解液，其特征是：所述正極極耳垂直于所述正極集流體并焊接在所述正極集流體的一端，所述正極極耳在正極集流體上的焊接長度占正極集流體寬度的20%～80%，所述負極極耳垂直于所述負極集流體并焊接在所述負極集流體的一端，所述負極極耳在負極集流體上的焊接長度占負極集流體寬度的20%～80%，所述高溫膠帶自包裝膜的底部向上包裹，所述高溫膠帶包裹的高度為所述包裝膜高度的20%～100%。

作為優選技術手段，所述高溫膠帶包裹的高度為所述包裝膜高度的20%～60%。

作為優選技術手段，所述的高溫膠帶以熔解溫度超過250℃的物質為基材、并在基材上涂覆粘附劑的高溫膠帶。

作為優選技術手段，所述的包裝膜是由一層PP膜、一層Al箔、一層尼龍膜或高溫膜復合而成的復合膜，所述的Al箔位于復合膜的中間。

作為優選技術手段，所述的正極涂膏包括正極活性物質、導電碳和PVDF，所述的正極活性物質指的是鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、磷酸釩鋰中的一種或者一種以上的混合物。

作為優選技術手段，所述的負極涂膏包括負極活性物質、導電碳、CMC和SBR，所述的負極活性物質指的是人造石墨、天然石墨、復合石墨、硬碳、石墨烯、鈦酸鋰中的一種或一種以上的混合。進一步的，所述的負極涂膏包括PVDF。

作為優選技術手段，所述的隔膜為由聚烯烴拉伸而成的單層或多層薄膜。進一步的，所述的隔膜為單層聚乙烯隔膜或者單層聚丙烯隔膜或者由單層聚乙烯和單層聚丙烯復合而成的多層隔膜。具體的，所述多層隔膜的層數為2～3層。

作為優選技術手段，所述的電解液是以LiPF6為鋰鹽，以碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的一種或多種為溶劑的電解液。進一步的，所述的電解液中包含功能添加劑。

作為優選技術手段，所述的高溫膜是聚酰亞胺膜。

本實用新型的有益效果是：通過對電池在250℃高溫下的冒火星成因分析，提出減小極耳的焊接區域，熱短路時通過極耳的發熱量相對減少，從而延緩電池的完全開口時間，減少火星噴射幾率。

通過電池在250℃高溫下的熱失控機理分析，提出將電池最易引燃起火的底部用高溫膠帶保護起來，通過隔絕外部氧氣的大量進入而起到改善其熱安全性能的目的。