[發明專利]一種改善軟包裝鋰離子電池熱濫用安全性能的方法

有效

• 申請號: 202010178908.7
• 申請日: 2020-03-15
• 公開（公告）號: CN113410520B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 周軍;李國敏
• 申請（專利權）人: 深圳格林德能源集團有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/42;H01M4/66
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 崔自京

針對部分內芯為卷繞式結構、正負極片為錯位結構的軟包裝鋰離子電池熱濫用測試失敗的情況，本發明公開了一種改善軟包裝鋰離子電池熱濫用安全性能的方法，包括將錯位結構正負極片頭部導熱系數高的金屬集流體的空箔區用薄型膠帶覆蓋，增加熱濫用測試過程中電池內部產生的氣體的膨脹空間；選用金屬帶經過削邊處理的正、負極耳以提高頂封邊極耳及其附近區域的封裝強度；頂封邊、側封邊和二封邊內部預留位保持較大水平可以增加熱濫用測試過程中電池內部產生的氣體的膨脹空間，電池密封性不易遭到破壞；以及選用熱收縮率較小的陶瓷隔膜作為正負極片的隔離膜。本發明可大幅度提高在熱濫用測試過程中快速大量產氣的電池型號的熱濫用測試通過率。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及到一種改善軟包裝鋰離子電池熱濫用安全性能的方法。

背景技術

鋰離子電池工作電壓高，能量密度大，使用壽命長，自放電小，無記憶效應，安全性能好，無污染，現已廣泛應用于汽車、筆記本電腦、手機、攝像機、電動單車、移動電源、醫療設備、軍工和航天等領域。

便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組熱濫用測試要求為：將電池按照規定的試驗方法充滿電后，將電池放入試驗箱中；試驗箱以（5±2）℃/min溫升速率進行升溫，當箱內溫度達到130℃±2℃后恒溫，并保持30min；測試結束后電池或電池組應不起火、不爆炸。

軟包裝鋰離子電池使用金屬帶未經過削邊處理的正、負極極耳時其頂封邊封印極耳金屬帶兩側邊區域的熔膠厚度較薄，封裝強度較弱。

在現有制造工藝中，內芯為卷繞式結構、正負極片均為錯位結構的軟包裝鋰離子電池，其錯位結構正、負極片頭部導熱系數高的金屬集流體的空箔區有較大面積是裸露的、直接與隔離膜接觸的。在熱濫用測試過程中其正極活性物質分解、正負極材料與電解液反應和電解液氣化等產生的氣體容易首先將封裝強度較弱的頂封邊撐破，電池內部密封性遭到破壞，電池內部電解液快速蒸發并逸到電池外部使電池內部基本失去電解液的潤濕而變得干燥，外部高溫氣體進入電池內部，因失去電解液的潤濕和外部高溫氣體的進入，隔膜產生較為嚴重的收縮甚至熔斷，尤其是與錯位結構正、負極片頭部裸露的導熱系數高的金屬集流體的空箔區接觸的隔膜收縮得最為嚴重，使正、負極片局部大面積直接接觸導致內部短路從而產生大量的熱量，使電池內部的可燃物的溫度達到著火點后與從外部進入的空氣發生燃燒反應，熱濫用測試失敗。

發明內容

針對軟包裝鋰離子電池在熱濫用測試過程中電池內部產氣破壞電池密封性，電池內部電解液逃逸至電池外部使電池內部變得干燥，外部高溫氣體進入電池內部，隔膜產生大幅收縮使正、負極片直接接觸導致內部短路引發熱失控使熱濫用測試失敗的情況，本發明提供了一種改善軟包裝鋰離子電池熱濫用安全性能的方法，可大幅度提高在熱濫用測試過程中快速大量產氣的電池型號的熱濫用測試通過率。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：