[實(shí)用新型]鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420138278.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN203800092U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 涂健;胡海波;劉凱;劉志航
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南立方新能源科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01M2/02
• 分類號(hào): H01M2/02;H01M2/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 羅偉平

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自我保護(hù)能力的鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池一般分為兩類：卷繞式和疊片式。顧名思義，卷繞式電池就是將正極片、隔膜和負(fù)極片的一端依次固定在卷針上，卷繞成電芯后，用膠帶將尾部固定住，再抽出卷針，然后將其置于軟質(zhì)保護(hù)袋中，經(jīng)過注液、抽真空、封裝和活化等工序，制成鋰離子電池；而疊片式電池則是將正極片、隔膜和負(fù)極片依次堆疊，形成電芯，然后將其置于軟質(zhì)保護(hù)袋中，經(jīng)過注液、抽真空、封裝和活化等工序，制成鋰離子電池。

由上述的制備過程可以看出：現(xiàn)有技術(shù)中的卷繞式和疊片式鋰離子電池的內(nèi)部是沒有任何保護(hù)結(jié)構(gòu)的，當(dāng)電池受到外部沖擊時(shí)，電池主體直接受力而沒有任何的緩沖結(jié)構(gòu)，從而很容易造成電池的變形。此外，電池的阻燃性一般是由添加到電解液中的阻燃劑來實(shí)現(xiàn)的，抑制電池內(nèi)HF的腐蝕則是通過在電解液中添加“防腐劑”來實(shí)現(xiàn)的，但是當(dāng)電解液中的阻燃劑或者“防腐劑”過多時(shí)，電池的倍率及充放電效率等方面會(huì)受到影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種具有自我保護(hù)能力的鋰離子電池。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：鋰離子電池，包括由正極片、隔膜和負(fù)極片組裝成的電芯，用于容置所述電芯的包裝袋，以及填充于所述包裝袋和所述電芯內(nèi)的電解液，所述電芯內(nèi)設(shè)置有密閉的且填充有保護(hù)劑的軟質(zhì)保護(hù)袋。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述軟質(zhì)保護(hù)袋設(shè)置為聚丙烯袋、聚乙烯袋、聚氯乙烯袋、聚苯乙烯袋或聚碳酸酯袋，這些材質(zhì)的軟質(zhì)保護(hù)袋具有致密的結(jié)構(gòu)，從而使得軟質(zhì)保護(hù)袋內(nèi)的保護(hù)劑在正常使用情況下不會(huì)泄漏到電池內(nèi)部，電池內(nèi)部的電解液也不會(huì)浸入到軟質(zhì)保護(hù)袋內(nèi)。而當(dāng)電池受到?jīng)_擊或者熱烘烤時(shí)，這些膜又可以被壓破或者因熔融而破裂，從而順利地釋放出其內(nèi)部起到保護(hù)作用的保護(hù)劑，使電池具有自我保護(hù)功能。軟質(zhì)保護(hù)袋的透氣度小于或等于20μm/pa·s，軟質(zhì)保護(hù)袋的透氣度不能太大，否則軟質(zhì)保護(hù)袋內(nèi)外的物質(zhì)容易發(fā)生交換，影響軟質(zhì)保護(hù)袋作用的發(fā)揮。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的壁厚為0.1-100μm。軟質(zhì)保護(hù)袋的厚度不能太大，否則當(dāng)電池受到?jīng)_擊或者熱烘烤時(shí)，軟質(zhì)保護(hù)袋不易破裂；軟質(zhì)保護(hù)袋的厚度也不能太小，否則在正常使用時(shí)軟質(zhì)保護(hù)袋也容易破裂。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的壁厚為2-50μm。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的壁厚為10μm。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述電芯為卷繞式電芯，所述軟質(zhì)保護(hù)袋設(shè)置于所述電芯的中心空間內(nèi)，并且所述軟質(zhì)保護(hù)袋的長(zhǎng)度與所述中心空間的長(zhǎng)度基本相等，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的寬度與所述中心空間的寬度基本相等，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的厚度與所述中心空間的厚度基本相等。其中，中心空間即卷繞時(shí)拔出卷針后留下的空間，軟質(zhì)保護(hù)袋正好填滿該空間。當(dāng)然，軟質(zhì)保護(hù)袋也可以設(shè)置在電芯的除中心空間以外的其他位置，此時(shí)，軟質(zhì)保護(hù)袋的大小可以根據(jù)用于容納該軟質(zhì)保護(hù)袋的電芯內(nèi)部的空間的大小靈活設(shè)定。

作為本實(shí)用新型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述電芯為疊片式電芯，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的長(zhǎng)度與所述負(fù)極片的長(zhǎng)度基本相等，所述軟質(zhì)保護(hù)袋的寬度與所述負(fù)極片的寬度基本相等，并且所述軟質(zhì)保護(hù)袋的厚度小于或等于所述電芯厚度的十分之一。軟質(zhì)保護(hù)袋可以直接插入疊片式電池正極片與隔膜之間或者負(fù)極片與隔膜之間。

其中，保護(hù)劑為阻燃劑、防止HF對(duì)電芯產(chǎn)生腐蝕的防腐劑和惰性氣體中的至少一種，保護(hù)劑的形態(tài)為氣態(tài)或液態(tài)。其中，阻燃劑可以在電池發(fā)生短路或熱沖擊等意外情況時(shí)阻止電池燃燒；防腐劑可以起到當(dāng)電解液泄露到電池外時(shí)，減少電解液對(duì)外的腐蝕；在電池起微火時(shí)，惰性氣體可以將微火熄滅，避免火勢(shì)擴(kuò)大。當(dāng)保護(hù)劑為氣態(tài)時(shí)，可以通過將氣體通入準(zhǔn)備好的軟質(zhì)保護(hù)袋，然后及時(shí)密封軟質(zhì)保護(hù)袋的方法來制備；當(dāng)保護(hù)劑為液態(tài)時(shí)，可以將保護(hù)劑注入軟質(zhì)保護(hù)袋內(nèi)，然后將軟質(zhì)保護(hù)袋密封。液體和氣體這兩種形態(tài)的保護(hù)劑容易在軟質(zhì)保護(hù)袋破裂時(shí)噴出。

其中，阻燃劑為氯化銨水溶液和/或氟苯，這兩種物質(zhì)阻燃效果好，而且廉價(jià)易得，而且是液體形態(tài)。

防腐劑為六甲基二硅胺烷，其能夠與HF發(fā)生反應(yīng)，從而減少HF這種腐蝕性很強(qiáng)的酸對(duì)外界的污染和腐蝕；惰性氣體為氮?dú)饣驓鍤猓@兩種氣體廉價(jià)易得。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過在電芯內(nèi)部設(shè)置內(nèi)部填充有保護(hù)劑的軟質(zhì)保護(hù)袋而至少具有以下有益效果：