一种包含内短路装置的锂离子电池制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种包含内短路装置的锂离子电池，锂离子电池包括阳极极片、阴极极片和隔离膜，所述内短路装置包括第一导电金属件、设于阳极极片和/或阴极极片内侧的第二导电金属件以及用于分隔第一导电金属件及第二导电金属件的绝缘石蜡层，所述第一导电金属件贯穿设于隔离膜上且通过绝缘石蜡层与第二导电金属件接触。本实用新型专利技术可以制造含有内短路装置的方形硬壳锂离子电池，可以控制四种不同内短路类型、控制不同短路面积，制造含有该类型电芯的模组和电池系统，并可以按需启动内短路装置。

【技术实现步骤摘要】
一种包含内短路装置的锂离子电池
本技术属于新能源电池
，具体涉及一种包含内短路装置的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电芯是一种可反复充放电的二次电芯，它由阴阳极极片、隔离膜、电解液、机械件等主要成分组成。在锂离子电芯整个生命周期过程中，在进行电芯的失效分析研究时，我们很难分析出电芯出问题的根本原因。内短路被普遍认为是一种常见的锂离子电池失效模式。这种失效发生时通常十分剧烈，往往伴随着冒烟、起火、爆炸等现象，造成严重后果。因此，对内短路机理的研究就显得十分重要。在锂离子电池安全测试领域，通常使用针刺、过充、热滥用、挤压等方法模拟电池的失效情况。但这些方法过于剧烈，无法很好地重现锂离子电池自然老化过程中由于内短路引起的失效。因此就需要采用温和的模拟方法。专利201710719164.3公开了一种简便的模拟内短路的装置，用镍片刺穿隔膜后，再在其中一侧使用石蜡进行封装。这种装置通常使用时与正常电池无异，通过加热造成石蜡熔化，触发内短路。其缺点在于无法模拟不同类型的短路模式。美国航天局发布了一种可模拟不同类型短路模式的工装，但只应用在18650圆柱电池中，并且不同内短路类型的装置相同，可能会导致内部接触内阻较大等。
技术实现思路
本技术旨在解决现有技术中存在的技术问题。为此，本技术提供一种包含内短路装置的锂离子电池，目的是便于模拟不同类型的短路模式。为了实现上述目的，本技术采取的技术方案为：一种包含内短路装置的锂离子电池，包括阳极极片、阴极极片和隔离膜，所述内短路装置包括第一导电金属件、设于阳极极片和/或阴极极片内侧的第二导电金属件以及用于分隔第一导电金属件及第二导电金属件的绝缘石蜡层，所述第一导电金属件贯穿设于隔离膜上且通过绝缘石蜡层与第二导电金属件接触。所述第一导电金属件为第一铜质金属件。所述第一铜质金属件为铜片、铜条或铜丝。所述第二导电金属件包括第二铜质导电件，第二铜质导电件设于阳极极片的铜箔上且贯穿阳极材料与绝缘石蜡层接触。所述第一导电金属件为第一铝质金属件，所述第二导电金属件包括第二铝质导电件，第二铝质导电件设于阴极极片的铝箔上且贯穿阴极材料与绝缘石蜡层接触。所述第二导电金属件包括第二铝质导电件和第二铜质导电件，第二铝质导电件设于阴极极片的铝箔上且贯穿阴极材料与绝缘石蜡层接触，所述第二铜质导电件设于阳极极片的铜箔上且贯穿阳极材料与第一导电金属件接触。所述第二铜质导电件为铜盘，所述第二铝质导电件为铝盘。通过更改不同的短路类型时对应的金属片材质；以及不同类型的内短路类型，擦拭掉相应的主材，使用对应的金属片，即可对不同短路类型进行试验。本技术的有益效果：本技术可以制造含有内短路装置的方形硬壳锂离子电池，可以控制四种不同内短路类型、控制不同短路面积、控制不同形状金属片短路，制造含有该类型电芯的模组和电池系统，并可以按需启动内短路装置；在模组或系统加入一种触发装置，可以更好地模拟锂离子电池内短路的失效模式及其电池模组的热扩展状态。附图说明本说明书包括以下附图，所示内容分别是：图1是实施例1的结构示意图；图2是实施例2的结构示意图；图3是实施例3的结构示意图；图4是实施例4的结构示意图；图5是电池内放置内短路装置的结构示意图；图6是阴极-铜内短路试验过程中温度、电压随时间变化曲线；图7是铝-阳极内短路试验过程中温度、电压随时间变化曲线。图中标记为：1、隔离膜，2、铜箔，3、阳极材料，4、铝箔，5、阴极材料，6、第一导电金属件，7、第二铜质导电件，8、绝缘石蜡层，9、第二铝质导电件，10、内短路装置，11、阳极极片，12、阴极极片。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本技术的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本技术的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对技术的限制。在下述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。如图1至图4所示，一种包含内短路装置的锂离子电池，包括阳极极片11、阴极极片12和隔离膜1，阳极极片(正极极片)包括铜箔2和涂覆于铜箔上的阳极材料3，阴极极片(负极极片)包括铝箔4和涂覆于铝箔4上的阴极材料5，内短路装置包括第一导电金属件6、设于阳极极片和/或阴极极片内侧的第二导电金属件以及用于分隔第一导电金属件及第二导电金属件的绝缘石蜡层8，第一导电金属件2贯穿设于隔离膜1上且通过绝缘石蜡层4与第二导电金属件3接触。其中，第一导电金属件为第一铜质金属件。第一铜质金属件为铜片、铜条或铜丝。当模拟阴极与铜集流体内短路时，如图2所示，第二导电金属件包括第二铜质导电件7，第二铜质导电件7设于阳极极片的铜箔2上且贯穿阳极材料3与绝缘石蜡层8接触。此绝缘石蜡层对第二导电金属件与第一导电金属件进行分隔绝缘，当绝缘石蜡层被加热熔化后，第一导电金属件与第二导电金属件导通。第二铜质导电件优选为铜盘。当模拟铝集流体与阳极内短路时，如图3所示，第一导电金属件6为第一铝质金属件，第二导电金属件包括第二铝质导电件9，第二铝质导电件9设于阴极极片的铝箔4上且贯穿阴极材料5与绝缘石蜡层8接触。此绝缘石蜡层对第二导电金属件与第一导电金属件进行分隔绝缘，当绝缘石蜡层被加热熔化后，第一导电金属件与第二导电金属件导通。第一铝质金属件为铝片或铝条。第二铝质导电件优选为铝盘。当模拟铝集流体与铜集流体内短路时，如图4所示，第二导电金属件包括第二铝质导电件9和第二铜质导电件7，第二铝质导电件9设于阴极极片的铝箔4上且贯穿阴极材料5与绝缘石蜡层8接触，第二铜质导电件7设于阳极极片的铜箔2上且贯穿阳极材料3与第一导电金属件6接触。上述包含内短路装置的锂离子电池的制作方法，是将卷绕的裸电芯摊开，选定阴极外圈的相应层处挖开隔离膜，然后放置所述内短路装置，放置好后均匀涂覆石蜡，将裸电芯卷好，贴收尾胶，之后进行整形、干燥，再经注液、化成、焊接和包膜后得到锂离子电芯。具体操作时，在卷绕好的裸电芯中的放置内短路模拟装置：轻轻摊开裸电芯极片，在阴极外圈第2层处挖开隔离膜。通过挖开的大小控制人工模拟内短路的面积大小。然后放置所述内短路装置。放置好金属片后均匀涂覆石蜡，将裸电芯卷好，贴收尾胶。如果需要模拟不同类型的短路模式，还需要擦掉对应位置的极片上主材。在卷绕好的裸电芯中放置好内短路模拟装置后，经历低温热压整形工序。当需要人工模拟不同的短路类型时，需要擦拭掉相应的主材，使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含内短路装置的锂离子电池，包括阳极极片、阴极极片和隔离膜，其特征在于，所述内短路装置包括第一导电金属件、设于阳极极片和/或阴极极片内侧的第二导电金属件以及用于分隔第一导电金属件及第二导电金属件的绝缘石蜡层，所述第一导电金属件贯穿设于隔离膜上且通过绝缘石蜡层与第二导电金属件接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种包含内短路装置的锂离子电池，包括阳极极片、阴极极片和隔离膜，其特征在于，所述内短路装置包括第一导电金属件、设于阳极极片和/或阴极极片内侧的第二导电金属件以及用于分隔第一导电金属件及第二导电金属件的绝缘石蜡层，所述第一导电金属件贯穿设于隔离膜上且通过绝缘石蜡层与第二导电金属件接触。


2.根据权利要求1所述包含内短路装置的锂离子电池，其特征在于，所述第一导电金属件为第一铜质金属件。


3.根据权利要求2所述包含内短路装置的锂离子电池，其特征在于，所述第一铜质金属件为铜片、铜条或铜丝。


4.根据权利要求1所述包含内短路装置的锂离子电池，其特征在于，所述第二导电金属件包括第二铜质导电件，第二铜质导电件设于阳极极片...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴正能，晏子聪，赵善，黄晓伟，
申请(专利权)人：芜湖天弋能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34