[實用新型]一種安全的新型結構電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821247141.3
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN208819978U
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 何志奇;袁星宇
• 申請（專利權）人: 何志奇
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M4/13;H01M10/0525;H01M10/613;H01M10/654
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任重;馮振寧

本實用新型提出了一種安全的新型結構電池，將電池內部的正極片或者負極片分為多個獨立小極片，再將小極片分為多個小組，組內小極片通過電流限制組件連接至相應極性的電池極柱上，而另一極性的極片直接連接至相應極性的電池極柱上。通過該設置，當電池受到非正常因素導致電池的正極、負極發(fā)生內部短路時，能夠自動將該組與其他組之間的電連接切斷，使得其他組的電流不能流向該組，同時，另一種數(shù)量少的極片，單片極片的面積大，有利于傳熱，因此，電池的內部短路電流將比傳統(tǒng)電池的短路電流小很多，升溫速度也就大大降低，從而有效避免燃燒、爆炸的安全問題。

技術領域

本實用新型涉及電池技術領域，更具體地，涉及一種安全的新型電池結構。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、循環(huán)壽命長、無記憶效應等優(yōu)勢，被廣泛應用于日常生活中的電源、3C、儲能、動力等相關產(chǎn)品中，成為了生活中不可缺少的必需品。但是，相比于其它電池產(chǎn)品，鋰離子電池也存在著安全性較差的缺陷。在使用過程中，難免會出現(xiàn)跌落、沖擊、擠壓、穿刺、過充過放等不可控因素。在這些過程中，鋰離子電池容易在正極、負極之間發(fā)生內部短路而出現(xiàn)起火燃燒，造成安全隱患。為了提高鋰離子電池安全性，設計上通常使用的方法包括：（1）馬甲設計，即在卷芯外層（卷繞）包覆箔材；（2）在隔膜，或者負極/正極表面涂布陶瓷層（例如CN100573976C）；（3）采用閉孔隔膜，或者更厚、更耐高溫、機械強度更好的隔膜；（4）在負極/正極表面增加一層塑料顆粒；（5）采用厚極片技術；（6）活性物質采用容量較低的材料，例如磷酸鐵鋰、錳酸鋰、低鎳三元等；（7）在集流體鋁箔、銅箔表面增加底涂層；（8）電解液改進，例如加入阻燃添加劑、氧化還原電對添加劑；（9）電池殼體上設置安全閥、保險絲或者熱敏電阻（例如CN2762362Y）；（10）PTC電極技術（例如CN1145233C）；（11）在極片邊緣、極耳上涂布絕緣的陶瓷材料，或者貼膠；（12）單個電池殼體內采取雙芯、多芯設計（例如CN100470916C），以及其他等等手段。但是，以上這些方法對于控制電池，尤其是大電池發(fā)生內部短路以后的危險性，表現(xiàn)出的效果卻都不是很理想，需要補充開發(fā)其他的技術方案。同時，某些其他電化學體系的電池，也面臨著相同的技術問題。

發(fā)明內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現(xiàn)有技術不足和缺陷，提供一種安全的新型電池結構，提高電池使用的安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術方案：一種安全的新型結構電池，電池內部正極片與負極片交錯設置，隔膜間隔在正極片與負極片之間；正極片或者負極片分為多個獨立小極片，所述獨立小極片數(shù)量是另一種極性的極片數(shù)量兩倍以上，獨立小極片的單片面積小于另一種極性極片的單片面積；所述獨立小極片被分為N個小組，N為正整數(shù)且數(shù)值大于1，每組內至少包括一片獨立小極片，每組內獨立小極片并聯(lián)再通過電流限制組件連接至電池上相應極性的極柱，另一種極性的極片并聯(lián)直接連接至電池上相應極性的極柱。

進一步地，當電池內正極活性物質為液態(tài)狀或者氣態(tài)狀，電池內部所述正極片是指通過外電路從負極極柱引來電子并將電子提供給正極活性物質的極片。這類電池包括但是不限于鋰-二氧化硫電池、鋰-亞硫酰氯電池、鋰-硫酰氯電池。

進一步地，當電池內部負極活性物質為液態(tài)狀或者氣態(tài)狀，電池內部所述負極片是指從負極活性物質取走電子并將電子通過外電路輸向正極極柱的極片。

進一步地，所述電流限制組件包括固定于絕緣板上的N個輸入端子與L個輸出端子，以及連接輸入端子和輸出端子的限流體，N和L均為正整數(shù)且滿足關系式N≥L≥1；當時，輸入端子與輸出端子一一對應，當時，多個輸入端子共用一個輸出端子；電池內需要限流的極片與輸入端子相連，每個輸入端子連接一個限流體，限流體連接至對應的輸出端子，輸出端子與相應的電池極柱相連。

進一步地，所述限流體為熱敏電阻或者熔斷絲，限流體的幾何形狀可為絲狀、條狀、片狀、箔狀、環(huán)形。