多极耳极片、多极耳电芯和电池制造技术

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体涉及多极耳极片、多极耳电芯和电池。该多极耳电芯包括依次叠设的正极片、隔膜和负极片；正极片和负极片分别设置有：极片主体、活性物质涂层和多个第一极耳；正极片和/或负极片还包括多个第二极耳；第一极耳和第二极耳设置于极片主体长轴侧边上，与极片主体电连接；第一极耳的高度大于第二极耳的高度；在隔膜收缩或融化的情况下，第二极耳能够与另一极片上第一极耳相接触；第二极耳表面包覆有绝缘胶水层。该多极耳正负极片充分解决现有多极耳锂离子电池因使用不当，或者其使用环境温度过高，导致锂离子电池热滥用失效的问题，使得各种尺寸和性能的锂离子电池可以大面积商业化。的锂离子电池可以大面积商业化。的锂离子电池可以大面积商业化。

【技术实现步骤摘要】
多极耳极片、多极耳电芯和电池


[0001]本申请涉及锂离子电池
，具体涉及多极耳极片、多极耳电芯和电池。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对便携式移动办公设备的需求越来越迫切，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，成为便携式办公设备的储能工具，在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用，同时也有望成为未来电动汽车的供能系统。同时为了满足人们的办公和设备作业需求其使用环境也变得越来越复杂，那么电子设备所使用的锂离子电池就必须具备较高的性能。
[0003]多极耳电池因其具有良好的倍率充电性能，往往在多数场景下进行大倍率充电，大倍率快充锂离子电池在充电时会产生大量的热，在密闭的电池仓中容易引起电池仓内温度过高，导致锂离子电池热失控，引发锂离子电池燃烧，容易伤及使用者、或者引发火灾。目前，锂离子电池的安全性成为锂离子电池无法商业化的最大阻碍之一，爆炸、起火等原因都是由于锂离子电池使用不当，加之的热滥用无法通过测试导致的。
[0004]传统的方法都是通过掺杂包覆、全态等方式提高正极材料和电解质的热稳定性，这些方法不仅增加了电池的成本，而且技术也不成熟，对电芯的电性能有较大影响。因此，确有必要提供一种可改善多极耳锂离子电池热滥用正负极片及锂离子电池。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了多极耳极片、多极耳电芯和电池。该多极耳正负极片充分解决现有多极耳锂离子电池因使用不当，或者其使用环境温度过高，导致锂离子电池热滥用失效的问题，可有效改善多极耳锂离子电池炉温，使得各种尺寸和性能的锂离子电池可以大面积商业化。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种多极耳电芯，包括依次叠设的正极片、隔膜和负极片；正极片和负极片分别设置有：极片主体、活性物质涂层和多个第一极耳；
[0008]正极片和/或负极片还包括多个第二极耳；
[0009]第一极耳和第二极耳设置于极片主体长轴侧边上，与极片主体电连接；第一极耳的高度大于第二极耳的高度；在隔膜收缩或融化的情况下，第二极耳能够与另一极片上第一极耳相接触；
[0010]第二极耳表面包覆有绝缘胶水层，绝缘胶水层为具有高温融化特性的绝缘胶水层。
[0011]该绝缘胶水层具有电子绝缘特点，当涂层厚度达到5μm时，在10V外加电压下不被击穿，且具有良好的电子绝缘特点；同时该材料随着温度的升高尤其当温度达到110℃度时开始收缩，融化，露出集流体(铝箔集流体或铜箔集流体)；当温度达到130℃以上时该胶层
完全融化充分暴露极片主体；锂离子电池在温度升高的过程中极耳侧的隔膜收缩，露出较小的第二极耳(此时的第二极耳表面的胶层已经融化掉)，与另一极片上裸露的第一极耳相接触，引发自主短路，在温度较低的环境下降低锂离子电池电压，减少产热提高锂离子电池的热滥用通过率。
[0012]锂离子电池引发热失控有四种模式：正极材料
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负极材料接触；正极材料
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负极片主体(铜箔)接触；负极材料
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正极片主体(铝箔)接触；正极片主体(铝箔)
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负极片主体(铜箔)接触。其中最危险的是在高温高电压下负极材料
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正极片主体(铝箔)接触，两者一旦接触必然导致大量产热引发热失控。
[0013]本申请设计的极片在环境温度升高的过程中，或者电池自身产热温度升高的过程中，优先发生正极片主体(铝箔)
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负极片主体(铜箔)短路模式使得电池瞬间放电，电压瞬间下降，产生的热量沿着导热较好的金属集流体瞬间均匀散掉，在温度较低的环境下降低锂离子电池电压，减少产热，提高锂离子电池的热滥用通过率，减少电池内部其它模式在高温高电压下的短路产热引发热失控的风险。正极片主体(铝箔)
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负极片主体(铜箔)的接触在上述四种短路模式中是电池自放电最快、电压下降最快、产热适中、散热最快的一种模式。
[0014]作为优选，正极片上极片主体的长轴边缘与负极片上极片主体的长轴边缘之间的距离为d1，隔膜的边缘与正极片的边缘的距离为d2，隔膜的边缘与负极片的边缘的距离为d3；
[0015]正极片的第二极耳的高度大于d1，小于d2；
[0016]负极片的第二极耳的高度大于0，小于d3。
[0017]在本专利技术提供的实施方式中，第二极耳与另一极片上第一极耳的投影位置重合，投影位置重合的宽度为另一极片上第一极耳宽度的30％～50％以上。
[0018]作为优选，正极片第二极耳与负极片上第一极耳的投影位置重合宽度为负极片上第一极耳宽度的30％以上。
[0019]作为优选，负极片第二极耳与正极片上第一极耳的投影位置重合宽度为正极片上第一极耳宽度的50％以上。
[0020]在本专利技术提供的实施方式中，第二极耳的宽度为另一极片上第一极耳宽度的1.0～1.1倍。
[0021]在本专利技术提供的具体实施方式中，第二极耳的宽度为另一极片上第一极耳宽度的1.0～1.04倍。
[0022]作为优选，正极片第二极耳的宽度为负极片上第一极耳宽度的1.0～1.03倍。
[0023]作为优选，负极片第二极耳的宽度为正极片上第一极耳宽度的1.0～1.04倍。
[0024]作为优选，第一极耳与第二极耳的高度差值大于等于5mm。
[0025]优选地，第一极耳与第二极耳的高度差值为5～15mm。
[0026]作为优选，第一极耳和第二极耳为软极耳，所述电芯还包括硬极耳。
[0027]在本专利技术具体实施例中，在制备电芯时，层叠的多个第一极耳弯折并通过焊接实现电连接，并在焊印位置裁掉多余的部分。硬极耳与第一极耳通过焊印实现电连接。在此种情况下，多个第一极耳的高度是不一致的，只要保证最短的第一极耳高度与第二极耳高度的差值大于等于5mm即可。
[0028]作为优选，绝缘胶水层的厚度为5～20μm。
[0029]在本专利技术提供的具体实施方式中，绝缘胶水层的主要成分为苯乙烯系热塑性弹性体TPE和/或其衍生物；衍生物包括TPE
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U(热塑性聚氨酯)、TPE
‑
V(聚烯烃动态硫化弹性体)、POF(多层共挤聚烯烃热收缩膜)、OPS收缩膜(定向聚苯乙烯)、TPU、TPV、TPO中的一种或几种。
[0030]在本专利技术提供的具体实施方式中，同一极片上的第一极耳和第二极耳交替设置。但本专利技术同一极片上的第一极耳和第二极耳排布方式并非限定于此，只要能够保证第二极耳与另一极片上的部分或全部第一极耳投影位置重合即可。
[0031]本专利技术还提供了一种多极耳极片，多极耳极片包括正极片和负极片；
[0032]正极片、负极片分别设置有：极片主体、活性物质涂层和多个第一极耳；
[0033]正极片和/或负极片还包括多个第二极耳；
[0034]第一极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多极耳电芯，其特征在于，包括依次叠设的正极片、隔膜和负极片；所述正极片和所述负极片分别设置有：极片主体、活性物质涂层和多个第一极耳；所述正极片和/或所述负极片还包括多个第二极耳；所述第一极耳和所述第二极耳设置于极片主体长轴侧边上，与极片主体电连接；所述第一极耳的高度大于所述第二极耳的高度；在隔膜收缩或融化的情况下，所述第二极耳能够与另一极片上第一极耳相接触；所述第二极耳表面包覆有绝缘胶水层，所述绝缘胶水层为具有高温融化特性的绝缘胶水层。2.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述正极片上极片主体的长轴边缘与所述负极片上极片主体的长轴边缘之间的距离为d1，所述隔膜的边缘与所述正极片的边缘的距离为d2，所述隔膜的边缘与所述负极片的边缘的距离为d3；所述正极片的第二极耳的高度大于d1，小于d2；所述负极片的第二极耳的高度大于0，小于d3。3.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述第二极耳与另一极片上第一极耳的投影位置重合，所述投影位置重合的宽度为另一极片上第一极耳宽度的30％～50％以上。4.根据权利要求1所述的多极耳电芯，其特征在于，所述第二极耳的宽度为另一极片上第一极耳宽度的1.0～1.1倍。5.根据权利要求4所述的多极耳电芯，其特征在于，所述第二极耳的宽度为另一极片上第一极耳宽度的1.0～1.04倍。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张保海，彭冲，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：