一种电芯结构和锂离子电池制造技术

本发明专利技术公开了一种电芯结构和锂离子电池，涉及电池技术领域，其中，一种电芯结构，包括依次交替叠加的负极片、第一正极片和第二正极片，所述负极片、第一正极片和第二正极片之间均设有隔膜；其中，所述第一正极片包括复合基箔材和第一正极活性材料层，所述第一正极活性材料层设于所述复合基箔材表面上，所述复合基箔材包括延展性绝缘层和导电层，所述导电层设于所述延展性绝缘层的上下表面。本申请可以防止锂离子电池在针刺过程中正极片与负极片活性物质接触而短路，避免引发热失控，提高锂离子电池的安全性能，且可以提高锂离子电池的能量密度。量密度。量密度。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯结构和锂离子电池


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种电芯结构和锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池，由于具有能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点，被广泛应用于各种移动设备的电源。随着锂离子电池的大规模的应用，电池的安全问题日益凸显，锂离子电池在遇到碰撞、挤压、针刺等异常情况下，电池内部发生短路，大量热量积累导致热失控从而引起起火、爆炸等事故。目前，常见的引发电池短路的方式，往往是在对锂离子电池进行针刺实验安全性检测时，在该过程中，容易触发正极片与负极活性物质之间接触而导致内短路现象，进而引发热失控，大大降低了锂离子电池的安全性能。

技术实现思路

[0003]1、专利技术要解决的技术问题
[0004]针对现有锂离子电池，在针刺实验过程中，容易因触发第二正极片与负极活性物质之间接触而导致电池内短路现象，进而引发热失控，影响锂离子电池的安全性能的技术问题，本专利技术提供了一种电芯结构和锂离子电池，它不仅可以防止锂离子电池在针刺过程中正极片与负极片活性物质接触而短路，避免引发热失控，提高锂离子电池的安全性能，且可以提高锂离子电池的能量密度。
[0005]2、技术方案
[0006]为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案为：
[0007]一种电芯结构，包括依次交替叠加的负极片、第一正极片和第二正极片，所述负极片、第一正极片和第二正极片之间均设有隔膜；其中，所述第一正极片包括复合基箔材和第一正极活性材料层，所述第一正极活性材料层设于所述复合基箔材表面上，所述复合基箔材包括延展性绝缘层和导电层，所述导电层设于所述延展性绝缘层的上下表面。
[0008]在本申请中，通过负极片、第一正极片和第二正极片依次交替叠加形成的电芯结构，当刺针扎入时，由于第一正极片包括复合基箔材和第一正极活性材料层，所述复合基箔材包括延展性绝缘层和导电层，而延展性绝缘层不仅绝缘特性好，且延展性能好，使得延展性绝缘层容易沿着刺针的方向延展，使得刺针和第二正极片被延展的延展性绝缘层隔开，从而使得刺针与第二正极片无法接触，在这个过程中由于整个电芯内部无温升无压降，进而起到隔绝第一正极片或者第二正极片与负极片(负极活性物质)之间通过刺针接触短路，避免引发热失控，从而极大的提升电芯结构的安全性能以及锂离子电池的安全性能。同时，由于延展性绝缘层的上下表面均设有导电层，使得本申请的复合基箔材，相比于传统的箔材，具有较高的能量密度以及安全性能。由此可知，本申请的电芯结构，不仅可以防止锂离子电池在针刺过程中正极片与负极片活性物质接触而短路，避免引发热失控，提高锂离子电池的安全性能，且可以提高锂离子电池的能量密度。
[0009]可选的，所述延展性绝缘层的厚度为2
‑
15μm，所述导电层的厚度为0.5
‑
1.5μm。
[0010]可选的，所述延展性绝缘层为绝缘薄膜，所述导电层为金属导电层。
[0011]可选的，所述绝缘薄膜的材料为聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、环氧树脂、聚甲醛、酚醛树脂、聚丙乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶、聚偏氟乙烯、纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、蛋白质及其衍生物、聚乙烯醇及其交联物、聚乙二醇及其交联物中的一种或者多种。
[0012]可选的，所述第一正极活性材料层，按重量百分比，由96.4
‑
98.4％正极材料、0.8
‑
1.8％导电剂和0.8
‑
1.8％粘结剂组成。
[0013]可选的，所述第一正极片和所述第二正极片的极片数量均为N，所述负极片的数量为2N+1，所述隔膜的数量为4N，N为正整数。
[0014]可选的，所述复合基箔材是通过物理气相沉积法，在延展性绝缘层的上下表面沉积导电层制成。
[0015]可选的，所述负极片包括铜箔材和负极活性材料层，所述负极活性材料层设于所述铜箔材表面；所述第二正极片包括铝箔材和第二正极活性材料层，所述第二正极活性材料层设于所述铝箔材表面。
[0016]可选的，还包括正极耳和负极耳，所述正极耳与所述第一正极片和所述第二正极片相连接，所述负极耳与所述负极片相连接。
[0017]同时，本申请还提供一种锂离子电池，其特征在于，包括上述所述的电芯结构。
[0018]3、有益效果
[0019]采用本专利技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0020](1)本申请实施例提出的一种电芯结构，结构简单，当刺针扎入时，由于第一正极片包括复合基箔材和第一正极活性材料层，所述复合基箔材包括延展性绝缘层和导电层，而延展性绝缘层不仅绝缘特性好，且延展性能好，使得延展性绝缘层容易沿着刺针的方向延展，使得刺针和第二正极片被延展的延展性绝缘层隔开，从而使得刺针与第二正极片无法接触，在这个过程中由于整个电芯内部无温升无压降，进而起到隔绝第一正极片或者第二正极片与负极片(负极活性物质)之间通过刺针接触短路，避免引发热失控，从而极大的提升电芯结构的安全性能以及锂离子电池的安全性能。同时，由于延展性绝缘层的上下表面均设有导电层，使得本申请的复合基箔材，相比于传统的箔材，具有较高的能量密度以及安全性能。由此可知，本申请的电芯结构，不仅可以防止锂离子电池在针刺过程中正极片与负极片活性物质接触而短路，避免引发热失控，提高锂离子电池的安全性能，且可以提高锂离子电池的能量密度。
[0021](2)本申请实施例提出的一种电芯结构，通过设置所述延展性绝缘层的厚度为2
‑
15μm，使得对于第一正极片以及电芯结构的厚度影响较小，且可以确保电池的平整性、硬度均匀性，保证延展性绝缘层可以更好的将刺针与第二正极片进行隔开，防止正极片与负极片(负极活性物质)接触短路，避免引发热失控；同时，设置所述导电层的厚度为0.5
‑
1.5μm，不仅对于电芯结构以及锂离子电池厚度影响较小，且保证电芯结构以及锂离子电池的能量密度。
[0022](3)本申请实施例提出的一种电芯结构，通过设置所述延展性绝缘层为绝缘薄膜，不仅易于制作，生产成本低，且绝缘特性好，延展性能好。
[0023](4)本申请实施例提出的一种电芯结构，通过限定各组分的比例制备的第一正极
活性材料层，可以有效改善复合第一正极活性材料层与复合基箔材之间的粘附性，且可以有效降低电极内阻，提高电池能量密度。
[0024](5)本申请实施例提出的一种锂离子电池，相比于传统的锂离子电池，该锂离子电池可以有效避免刺针实验时正极片与负极片(负极活性物质)接触短路，避免引发热失控，具有很高的安全性能以及能量密度。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例提出的一种电芯结构的结构示意图。
[0026]图2为本专利技术实施例提出的一种电芯结构中第一正极片的剖视图。
[0027]图3为本专利技术实施例提出的一种电芯结构中复合基箔材的剖视图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯结构，其特征在于，包括依次交替叠加的负极片、第一正极片和第二正极片，所述负极片、第一正极片和第二正极片之间均设有隔膜；其中，所述第一正极片包括复合基箔材和第一正极活性材料层，所述第一正极活性材料层设于所述复合基箔材表面上，所述复合基箔材包括延展性绝缘层和导电层，所述导电层设于所述延展性绝缘层的上下表面。2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述延展性绝缘层的厚度为2
‑
15μm，所述导电层的厚度为0.5
‑
1.5μm。3.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述延展性绝缘层为绝缘薄膜，所述导电层为金属导电层。4.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述绝缘薄膜的材料为聚酰胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、环氧树脂、聚甲醛、酚醛树脂、聚丙乙烯、聚四氟乙烯、硅橡胶、聚偏氟乙烯、纤维素及其衍生物、淀粉及其衍生物、蛋白质及其衍生物、聚乙烯醇及其交联物、聚乙二醇及其交联物中的一种或者多种。5.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁子轩，陈玉莲，郭彬林，王慧敏，陆佳婷，
申请(专利权)人：万向一二三股份公司，
类型：发明
国别省市：