[發(fā)明專利]一種卷繞式鋰電池及其電芯

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310167467.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-07
• 公開（公告）號(hào): CN103259051A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周生強(qiáng);陶裕鋒;孫征峰;曹俊琪;龔本利;鄭長明;呂晶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州金色能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0587
• 分類號(hào): H01M10/0587;H01M10/0525;H01M2/14
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種卷繞式鋰電池及其電芯。

背景技術(shù)

鋰離子電池由于具有能量密度高、輸出電壓高、循環(huán)壽命長、環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)，在各類電子產(chǎn)品中已得到廣泛應(yīng)用。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)主要有疊片式和卷繞式。目前卷繞式鋰電池的電芯包括依次疊置并卷繞的正極片、隔膜和負(fù)極片，正極片的卷繞末端一體形成有正極耳，負(fù)極的卷繞末端一體形成有負(fù)極耳。

近年來，鋰離子電池爆炸傷人的事件已屢見不鮮，大部分是由于電池?zé)崾Э匾鸬摹崾Э厥请姵叵到y(tǒng)產(chǎn)生的熱量大于釋放的熱量而導(dǎo)致熱量累積，溫度迅速升高的過程，主要是由電極材料與電解液間反應(yīng)引起的。當(dāng)電池?zé)崾Э匕l(fā)生后，電解液中的易燃溶劑可能會(huì)導(dǎo)致電池的起火、爆炸。因此，鋰離子電池的安全問題越來越受到人們的關(guān)注。

針對(duì)高溫安全性能電池的開發(fā)，有些公司采用兩層隔膜隔開正、負(fù)極的方法，一層為傳統(tǒng)的聚丙烯復(fù)合隔膜，另一層為帶有微米級(jí)孔隙的多孔、耐高溫的絕緣隔膜。耐高溫隔膜在140～300℃范圍內(nèi)不發(fā)生急劇收縮，正、負(fù)極片不會(huì)出現(xiàn)大面積短路，避免了電池起火和爆炸，但是該方案對(duì)電池的電性能影響很大。例如公開號(hào)為CN1438719A的中國專利中的鋰電池采用PP/PE/PP隔膜與多孔聚酰亞胺隔膜制成，其中多孔聚酰亞胺隔膜空隙率為50%～70%，孔徑為5～15微米，厚度為25～35微米，該專利的鋰電池雖然具有較高的高溫安全性，但是雙層隔膜的設(shè)計(jì)將大大增加電池的內(nèi)阻。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供了一種卷繞式鋰電池及其電芯，所述卷繞式鋰電池內(nèi)阻較低，并且具有較高的高溫安全性。

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種卷繞式鋰電池的電芯，所述電芯的內(nèi)部的正極與負(fù)極之間設(shè)置有第一隔膜，所述電芯的最外圈的正極與負(fù)極之間設(shè)置有第二隔膜，所述第一隔膜的尾端與所述第二隔膜的首端相連接；所述第一隔膜的熱熔溫度為260℃以上，所述第二隔膜的熱熔溫度為130～180℃。

優(yōu)選的，所述第一隔膜是由聚酰胺合成的隔膜，所述第二隔膜是由聚乙烯或聚丙烯合成的薄膜。

優(yōu)選的，所述第一隔膜與所述第二隔膜的連接方式為第一隔膜尾端打孔后采用膠水連接第二隔膜的首端。

優(yōu)選的，所述第一隔膜與所述第二隔膜的連接方式為第一隔膜的尾端與第二隔膜的首端通過膠水連接。

優(yōu)選的，所述正極包括正極活性物質(zhì)與集流體；所述正極活性物質(zhì)為鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和磷酸釩鋰中的一種或多種與導(dǎo)電碳、聚偏二氟乙烯的混合體，所述集流體為鋁箔。

優(yōu)選的，所述負(fù)極包括負(fù)極活性物質(zhì)與集流體；所述負(fù)極活性物質(zhì)為石墨、硬碳、石墨烯和鈦酸鋰中的一種或多種與羧甲基纖維素鈉、導(dǎo)電碳、丁苯橡膠的混合體，所述集流體為銅箔。

本發(fā)明還提供了一種卷繞式鋰電池，所述鋰電池的電芯為上述方案所述的電芯。

本發(fā)明提供了一種卷繞式鋰電池的電芯，所述電芯的內(nèi)部的正極與負(fù)極之間設(shè)置有第一隔膜，所述電芯的最外圈的正極與負(fù)極之間設(shè)置有第二隔膜，所述第一隔膜的尾端與所述第二隔膜的首端相連接；所述第一隔膜的熱熔溫度為260℃以上，所述第二隔膜的溫度為130～180℃。本發(fā)明的鋰電池電芯的正極與負(fù)極之間設(shè)置的熱熔溫度高的第一隔膜具有隔離正極與負(fù)極的作用，而熱熔溫度低的第二隔膜設(shè)置在電芯最外圈的正極與負(fù)極之間，在升溫過程中，第二隔膜先收縮，使正極與負(fù)極進(jìn)行大內(nèi)阻短路，釋放出部分能量，進(jìn)而降低熱量產(chǎn)生速率、延緩熱失控時(shí)間，從而提高高溫環(huán)境下的安全性能；由于本發(fā)明的第一個(gè)隔膜第二隔膜不是重疊設(shè)置的方法，兩種隔膜重疊面積較小，從而對(duì)鋰電池的內(nèi)阻與能量密度的影響較小。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的卷繞式鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明卷繞式鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2卷繞式鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3卷繞式鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制。