一种安全性能高的锂电池电芯制造技术

本实用新型专利技术提供一种安全性能高的锂电池电芯，包括极片，所述极片包括设置在极片头部和极片尾部的光箔区，及设置在极片中部的料区，所述极片头部还设有极耳；所述极片头部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片尾部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片一面附有隔膜，所述绝缘胶带位于所述隔膜和极片间，所述绝缘胶带的材质为热塑性弹性体(TPE)。本实用新型专利技术绝缘胶带采用热塑性弹性体材质，当电芯处于100℃或100℃以上的高温条件下时，贴在极片上的绝缘胶带会将极片和隔膜粘在一起，对隔膜收缩起到一定的抑制作用，防止正负极片短路。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种安全性能高的锂电池电芯。
技术介绍
锂离子电池已经在民用、动力等领域得到广泛应用。但是产业化的锂离子电池一直没有根本解决由短路造成的安全性问题。例如锂离子电池在受到异物穿刺时，异物会刺穿极片和隔膜，正负极片接触发生短路、起火、爆炸，当异物是金属材质更加剧了短路；锂离子电池在受到外力撞击、挤压时，极片可能断裂，极片断裂产生的毛刺接触发生短路、起火、爆炸；锂离子电池在高温(130℃以上)条件下，通用的PE和PP隔膜都会发生热收缩，从而造成正负极片可能在隔膜收缩处短路，从而起火、爆炸。目前防止正负极片针刺、撞击短路的最有效方法是增加马甲，即延长正极集流体、负极集流体、隔膜的长度，由于集流体的电阻小于极片电阻，当电芯发生破损短路时，马甲会分担大部分电流，降低极片上产生的热量。但是当电池受到的外力仅仅破坏掉部分马甲和极片时，马甲就不能充分发挥作用，而使产生的燃烧发生连锁反应。同时由于马甲和带料极片的硬度不同，增加马甲也会降低生产合格率。还有在PE和PP隔膜表面涂覆陶瓷的方法，当电芯在高温条件下，或极片破坏发生轻微短路产热时，陶瓷隔膜收缩率比较低，从而抑制正负极片短路或短路扩大化。涂覆陶瓷的成本非常高，且涂覆太薄不起作用，涂覆太厚会明显降低电池的能量密度。另外还有在电解液中增加阻燃添加剂的方法，但添加剂容易发生副反应，影响电池性能。以上方法的性价比都不高。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种结构简单、安全高效的锂电池电芯。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种安全性能高的锂电池电芯，包括极片，所述极片包括设置在极片头部和极片尾部的光箔区，及设置在极片中部的料区，所述极片头部还设有极耳；所述极片头部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片尾部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片一面附有隔膜，所述绝缘胶带位于所述隔膜和极片间，防止料区起止位置的毛刺刺穿隔膜而形成正负极短路；所述绝缘胶带的材质为热塑性弹性体(TPE)。进一步，所述极片头部的光箔区远离料区的一端贴有绝缘胶带，防止集流体裁断处的毛刺刺穿隔膜而形成正负极短路。优选的，所述光箔区远离料区的一端的绝缘胶带较光箔区边缘宽1-1.5mm。进一步，所述电芯外包裹一层绝缘胶带，所述绝缘胶带外包裹铝塑膜。优选的，所述绝缘胶带的厚度为2～50um。优选的，所述绝缘胶带包括热塑性弹性体层和粘结剂层，所述弹性体层的厚度为1～40um。优选的，所述热塑性弹性体(TPE)为SBS、SIS、SEBS、SEPS、TPO、TPV、TPB、TPI、TPVC、TCPE、TPU、TPEE、TPAE或TPF材质。本技术具有的优点和积极效果是：1、绝缘胶带采用热塑性弹性体材质，当电芯处于100℃或100℃以上的高温条件下时，会开始软化、熔融，具有明显粘性。贴在极片上的绝缘胶带会将极片和隔膜粘在一起，对隔膜收缩起到一定的抑制作用，具有较高的安全性能。2、由于绝缘胶带具有良好的弹性，当电池发生跌落、撞击时，贴在电池外圈的绝缘胶带可以通过形变起到缓冲作用，并部分吸收撞击的能量。3、当电池被异物刺穿时，由于绝缘胶带的弹性大、延伸率高，贴在电芯外圈的绝缘胶带可能随着异物进入电芯内部；内部若发生短路、产热，绝缘胶带会软化、熔融，将短路的部分也粘起来，从而抑制了短路、起火的连锁反应。4、若刺穿电池的异物是金属材质，受到穿刺力而发生形变的绝缘胶带还可能将金属异物也包裹起来，避免或减少由金属异物作为导体而形成的短路。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术的另一种结构示意图。图3是本技术电芯、绝缘胶带、铝塑膜的层结构示意图图中：1、极片；2、光箔区；3、料区；4、绝缘胶带；5、极耳；6、电芯；7、铝塑膜。具体实施方式如图1所示，一种锂电池极片结构，包括设置在极片1头部和极片1尾部的光箔区2，及设置在极片1中部的料区3，极片1头部还设有极耳5；极片1头部的光箔区2和中部的料区3间贴有绝缘胶带4；极片1尾部的光箔区2和中部的料区3间贴有绝缘胶带4；以防止料区起止位置的毛刺刺穿隔膜而形成正负极短路。极片1一面附有隔膜，极片1头部的光箔区2远离料区3的一端贴有绝缘胶带4，绝缘胶带4位于隔膜和极片1间，防止毛刺刺穿隔膜而形成正负极短路；如图2所示，极片1头部的光箔区2和中部的料区3间及极片1头部的光箔区2远离料区3的一端的绝缘胶带可为同一绝缘胶带4，该绝缘胶带4较光箔区2边缘宽1-1.5mm。另外，电芯6外还可包裹一层绝缘胶带4，绝缘胶带4外包裹铝塑膜7；绝缘胶带4的材质为热塑性弹性体(TPE)；如苯乙烯类的SBS、SIS、SEBS、SEPS；烯烃类的TPO、TPV；双烯类的TPB、TPI；氯乙烯类的TPVC、TCPE；氨酯类的TPU；酯类的TPEE；酰胺类的TPAE；有机氟类的PF；有机硅类和乙烯类热塑性弹性体，凡是在常温下为弹性体，100℃以上开始熔融的材料都可以用作绝缘胶带。绝缘胶带4包括热塑性弹性体层和粘结剂层，总厚度为2～50um，弹性体层的厚度为1～40um。电池使用时，由于绝缘胶带4采用热塑性弹性体材质，内部若发生短路、产热，电芯6处于100℃或100℃以上的高温条件下时，绝缘胶带4会开始软化、熔融，具有明显粘性，会将极片1和隔膜粘在一起，对隔膜收缩起到一定的抑制作用，具有较高的安全性能；同时，当电池发生跌落、撞击时，贴在电芯外圈的绝缘胶带4可以通过形变起到缓冲作用，并部分吸收撞击的能量。当电池被异物刺穿时，由于贴在电芯外圈的绝缘胶带4的弹性大、延伸率高，绝缘胶带4可能随着异物进入电芯6内部；内部若发生短路、产热，绝缘胶带会软化、熔融，将短路的部分也粘起来，从而抑制了短路、起火的连锁反应。若刺穿电池的异物是金属材质，绝缘胶带4还可能将金属异物也包裹起来，避免或减少由金属异物作为导体而形成的短路。以上对本技术的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本技术范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安全性能高的锂电池电芯，其特征在于：包括极片，所述极片包括设置在极片头部和极片尾部的光箔区，及设置在极片中部的料区，所述极片头部还设有极耳；所述极片头部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片尾部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片一面附有隔膜，所述绝缘胶带位于所述隔膜和极片间，所述绝缘胶带的材质为热塑性弹性体TPE。

【技术特征摘要】
1.一种安全性能高的锂电池电芯，其特征在于：包括极片，所述极片包括设置在极片头部和极片尾部的光箔区，及设置在极片中部的料区，所述极片头部还设有极耳；所述极片头部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片尾部的光箔区和中部的料区间贴有绝缘胶带；所述极片一面附有隔膜，所述绝缘胶带位于所述隔膜和极片间，所述绝缘胶带的材质为热塑性弹性体TPE。
2.根据权利要求1所述的锂电池电芯，其特征在于：所述极片头部的光箔区远离料区的一端贴有绝缘胶带。
3.根据权利要求2所述的锂电池电芯，其特征在于：所述光箔区远离料区的一端的绝缘胶带较光箔区边缘宽1-1.5mm。
4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张越超，李天龙，高秀玲，王立仕，王驰伟，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：新型
国别省市：天津;12