[發(fā)明專利]自加熱電芯和電池

在審

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• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115472965A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭國新
• 申請（專利權(quán)）人: 小米汽車科技有限公司
• 主分類號: H01M10/615
• 分類號: H01M10/615;H01M10/654;H01M10/63;H01M50/533;H01M50/586;H01M50/593
• 代理公司: 北京法勝知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11922
• 代理人: 張星

本發(fā)明提供一種自加熱電芯和電池，自加熱電芯包括：正極集流體，正極涂層，負(fù)極集流體，負(fù)極涂層以及隔膜，正極集流體包括正極涂敷區(qū)和正極非涂敷區(qū)，正極涂敷區(qū)連接有正極極耳，正極非涂敷區(qū)連接有正極加熱極耳；正極涂層涂敷于正極涂敷區(qū)；負(fù)極集流體包括負(fù)極涂敷區(qū)和負(fù)極非涂敷區(qū)，負(fù)極涂敷區(qū)連接有負(fù)極極耳，負(fù)極非涂敷區(qū)連接有負(fù)極加熱極耳；負(fù)極涂層涂敷于負(fù)極涂敷區(qū)；隔膜設(shè)置于正極涂層和負(fù)極集流體之間。本發(fā)明實(shí)施例的自加熱電芯通過集流體進(jìn)行自加熱，大大簡化生產(chǎn)工藝，降低成本，避免了第三金屬箔片的引入，大大提高了電芯的安全可靠性，低溫環(huán)境可實(shí)現(xiàn)電芯的快速加熱，解決了低溫電芯容量衰退問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池及儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自加熱電芯和具有該電芯的電池。

背景技術(shù)

目前電池的低溫性能是阻礙電池進(jìn)一步發(fā)展的主要瓶頸，傳統(tǒng)通過電解液添加劑的開發(fā)，水熱等存在加熱效率低、升溫速度慢、電池容量提升不明顯等問題；脈沖自加熱升溫速率快，但對電路元器件要求高，綜合成本比較昂貴。因此，隨著鋰電技術(shù)的發(fā)展，為提高電池低溫容量保持率和放電高功率，新型加熱均勻且加熱速度快的自加熱電池技術(shù)成為人們的追求。

相關(guān)技術(shù)中的電芯通過在電芯中增加第三金屬實(shí)現(xiàn)自加熱的目的，這種方式使得電芯加工工藝難度增大，同時(shí)電芯安全問題難以解決，難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的實(shí)施例提出一種自加熱電芯，包括：

正極集流體，所述正極集流體包括正極涂敷區(qū)和正極非涂敷區(qū)，所述正極涂敷區(qū)連接有正極極耳，所述正極非涂敷區(qū)連接有正極加熱極耳；

正極涂層，所述正極涂層涂敷于所述正極涂敷區(qū)；

負(fù)極集流體，所述負(fù)極集流體包括負(fù)極涂敷區(qū)和負(fù)極非涂敷區(qū)，所述負(fù)極涂敷區(qū)連接有負(fù)極極耳，所述負(fù)極非涂敷區(qū)連接有負(fù)極加熱極耳；

負(fù)極涂層，所述負(fù)極涂層涂敷于所述負(fù)極涂敷區(qū)；以及

隔膜，所述隔膜設(shè)置于所述正極涂層和所述負(fù)極集流體之間，所述正極集流體、所述負(fù)極集流體以及所述隔膜層疊布置，并由一端向另一端卷繞；

所述正極極耳和所述負(fù)極極耳用于形成工作回路，所述正極加熱極耳和所述負(fù)極加熱極耳用于形成加熱回路。

本發(fā)明實(shí)施例的自加熱電芯通過集流體進(jìn)行自加熱，大大簡化生產(chǎn)工藝，降低成本，讓內(nèi)置集流體的自加熱電芯量產(chǎn)成為可能，避免了第三金屬箔片的引入，大大提高了電芯的安全可靠性，低溫環(huán)境可實(shí)現(xiàn)電芯的快速加熱，解決了低溫電芯容量衰退問題。

可選地，所述正極非涂敷區(qū)位于所述自加熱電芯的最內(nèi)圈和/或最外圈；

所述負(fù)極非涂敷區(qū)位于所述自加熱電芯的最內(nèi)圈和/或最外圈。

可選地，所述正極非涂敷區(qū)包括位于所述自加熱電芯的最內(nèi)圈的第一正極非涂敷區(qū)和位于所述自加熱電芯的最外圈的第二正極非涂敷區(qū)，所述第一正極非涂敷區(qū)和/或所述第二正極非涂敷區(qū)的卷繞長度大于或等于一圈。

可選地，所述負(fù)極非涂敷區(qū)包括位于所述自加熱電芯的最內(nèi)圈的第一負(fù)極非涂敷區(qū)和位于所述自加熱電芯的最外圈的第二負(fù)極非涂敷區(qū)，所述第一負(fù)極非涂敷區(qū)和/或所述第二負(fù)極非涂敷區(qū)的卷繞長度大于或等于一圈。

可選地，所述正極非涂敷區(qū)和/或所述負(fù)極非涂敷區(qū)設(shè)置有用于絕緣防護(hù)的聚合物涂層。

可選地，所述聚合物涂層包括聚偏氟乙烯、聚偏氯乙烯-六氟丙烯、聚四氟乙烯、聚氧化乙烯、聚酯、聚酰胺、聚酰胺酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、羧甲基纖維素、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚丙烯酸、聚丙烯酸鋰、聚丙烯腈、羧甲基纖維素鈉和丁苯橡膠中的一種或多種等中的一種或多種。

可選地，所述聚合物涂層的厚度為1-3μm。