电池单体、电池及用电设备制造技术

技术编号:41552546 阅读:8 留言:0更新日期:2024-06-04 11:29
本申请提供一种电池单体、电池及用电设备,涉及电池技术领域。电池单体包括:外壳;电极组件,容纳于外壳内;胶带,粘接于电极组件的外表面;其中,胶带包括耐热层,耐热层的熔点为C,C≥150℃,和/或,耐热层的导热系数为λ,λ<0.24。其中,外壳包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖封闭开口;电池单体还包括绝缘件,绝缘件包裹电极组件,胶带设置于电极组件的外表面和绝缘件之间,绝缘件被配置为绝缘隔离电极组件和壳体;其中,胶带还包括基材层,基材层为具有粘接功能的胶带本体,耐热层为设置于基材层上的涂层;或,胶带为具有粘接功能的耐热层。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电设备


技术介绍

1、目前的锂电池系统中,在电池内部发生热失控时,电池内部的电芯温度及气压急剧上升,电芯会将温度传递到外层的外壳上,进而将温度传递到相邻电池,会造成相邻电池热扩散的情况,容易导致起火、爆炸等危险情况,电池的安全性较低,无法满足目前的使用需求。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,以改善现有技术中存在的电池安全性较低的问题。

2、为了解决上述问题,第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,所述电池单体包括:

3、外壳;

4、电极组件,容纳于所述外壳内;

5、胶带,粘接于所述电极组件的外表面;

6、其中,所述胶带包括耐热层,所述耐热层的熔点为c,c≥150℃,和/或,所述耐热层的导热系数为λ,λ<0.24;

7、其中,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖封闭开口;所述电池单体还包括绝缘件,所述绝缘件包裹所述电极组件,所述胶带设置于所述电极组件的外表面和所述绝缘件之间,所述绝缘件被配置为绝缘隔离所述电极组件和所述壳体;

8、其中,所述胶带还包括基材层,所述基材层为具有粘接功能的胶带本体,所述耐热层为设置于所述基材层上的涂层;

9、或,所述胶带为具有粘接功能的所述耐热层。

10、在上述实现过程中,通过在电极组件的外侧粘接具有耐热层的胶带,能够使胶带作为电极组件与外壳之间的温度隔离组件,由于耐热层熔点较高和/或导热系数较低,因此,胶带具有耐高温性和/或高隔热性能,能够有效地减少电极组件与外壳之间的温度传递。外壳可以包括具有开口的壳体以及封闭开口的端盖,以容纳电极组件。并且,还可以在壳体与电极组件之间设置绝缘件,以对电极组件进行绝缘隔离。基材层为具有粘接功能的胶带本体,以与电极组件的外表面粘接作为相应的标识胶带。可以通过喷涂的方式将耐热材料和/或隔热材料喷涂到基材层上得到均匀的涂层作为耐热层,从而实现均匀的温度隔离效果。也可以直接使用耐热层制作粘接电极组件外表面的胶带,从而延缓电极组件与外壳接触的时间,减少电极组件与外壳之间的热扩散。在电池内部的电极组件温度及气压上升时,具有耐高温性和/或高隔热性能的胶带能够不被电极组件产生的高温融化,并对电极组件产生的高温进行隔离,减少电极组件上的高温传递至外壳上的不利情况,从而减少外壳与相邻电池之间的温度传递,进一步减少了相邻电池热扩散导致的起火、爆炸等危险情况,有效地提高了电池的安全性和稳定性,适用于多种应用的用电设备。

11、在一些实施例中,所述基材层的内侧面粘接所述电极组件的外表面,所述基材层的熔点低于所述耐热层的熔点,和/或,所述耐热层的导热系数低于所述基材层的导热系数;所述耐热层设置于所述基材层背离所述电极组件的外侧面。通过在原有的基材层背离电极组件的一侧,即基材层与电极组件非粘接的一面上设置相应的耐热层,以得到具有耐高温性和/或高隔热性能的胶带,能够在实现胶带标识和粘接功能的情况下有效地延缓电极组件与外壳接触的时间,从而减小电极组件与外壳之间的热扩散。

12、在一些实施例中,所述基材层的厚度为d1,0.01mm≤d1≤0.5mm。考虑到胶带粘接在电极组件的外表面,且设置在电极组件与外壳之间,因此,为了适应于电极组件与外壳之间的空间情况,d1≥0.01mm,使得基材层具有有效的材料厚度,减少因材料太薄导致的无法正常包覆以及容易变形等问题,d1≤0.5mm,以减少因为材料太厚对正常贴合和电池封装造成的不利影响。通过合理地设计基材层的厚度,兼顾了基材层的功能性和适用性。

13、在一些实施例中,所述耐热层的厚度为d2,1μm≤d2≤300μm。d2≥1μm,使得基材层上的耐热层具有有效的材料厚度,减少因材料太薄导致的温度隔离效果较差的情况;d2≤300μm,使得基材层上的耐热层不会因太厚而影响胶带的正常贴合和电池的正常封装,通过合理地设计基材层和耐热层的厚度,兼顾了胶带的功能性和适用性。

14、在一些实施例中,若所述胶带为具有粘接功能的所述耐热层,所述胶带的厚度为d3,0.01mm≤d3≤0.5mm。在胶带为具有粘接功能的耐热层的情况下,考虑到胶带粘接在电极组件的外表面,且设置在电极组件与外壳之间,因此,为了适应于电极组件与外壳之间的空间情况,d3≥0.01mm,使得耐热层具有有效的材料厚度,减少因材料太薄导致的温度隔离效果较差的情况;d3≤0.5mm,使得耐热层不会因太厚而影响正常的贴合,通过合理地设计耐热层的厚度,兼顾了胶带的功能性和适用性。

15、在一些实施例中,所述电极组件包括主体部和极耳,所述主体部沿第一方向的至少一端设置有所述极耳,所述胶带围绕平行于所述第一方向的轴线延伸,并粘接于所述主体部的外表面,所述胶带的延伸长度为l1,所述主体部沿第二方向的最大尺寸为l2,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述主体部具有第一外表面,所述第一外表面为所述主体部中面积最大的外表面,所述第一外表面平行于所述第一方向和所述第二方向,1≤l1/l2≤1.1。可以根据电极组件的实际长度选择设计相应的胶带长度,能够有效地减小因胶带太短导致的隔热效果较差,以及因胶带太长导致的材料浪费情况,从而在低成本的情况下实现较好的隔热效果。

16、在一些实施例中,沿所述第一方向,所述胶带的最大尺寸为l3,所述主体部的最大尺寸为l4,1.2≤l3/l4≤2。可以根据电极组件的实际宽度选择设计相应的胶带宽度,能够有效地减小因胶带太窄导致的隔热效果较差,以及因胶带太宽导致的材料浪费情况,从而在低成本的情况下实现较好的隔热效果。

17、在一些实施例中,所述耐热层包括:所述耐热层包括至少一层耐热材料和/或隔热材料;所述耐热材料包括:熔点大于或等于150℃的陶瓷材料、塑料材料或金属材料;所述隔热材料包括:导热系数小于0.24的陶瓷材料、石棉材料、岩棉材料、气凝胶毡材料。使用多种熔点超过或等于150℃的熔点较高的耐热材料和/或导热系数较低的隔热材料制作得到具有一层的单层结构的耐热层或具有多层的复合层结构的耐热层,有效地提高了耐热层在电极组件产生高温情况下的稳定性,从而实现温度隔绝功能,有效地提高了温度防护的效果。

18、在一些实施例中,所述耐热材料中的金属材料设置在所述耐热层背离所述电极组件的一侧。由于金属材料具有较好的导电性,为了使胶带具有相应的绝缘功能,在耐热层中包括金属材料时,可以将金属材料设置在耐热层中背离电极组件的一侧,以在实现耐高温功能的情况下对电极组件进行绝缘保护。

19、在一些实施例中,所述隔热材料设置在所述耐热层靠近所述电极组件的一侧。在耐热层中包括隔热材料时,为了实现更好的隔热性能,可以将隔热材料设置在耐热层靠近电极组件的一侧,以减小隔热材料与电极组件之间的距离,从而提高耐热层的隔热效果。

20、在一些实施例中,所述耐热层中的每层结构的材料厚度为d本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:

2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述基材层的内侧面粘接所述电极组件的外表面,所述基材层的熔点低于所述耐热层的熔点,和/或,所述耐热层的导热系数低于所述基材层的导热系数;

3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述基材层的厚度为D1,0.01mm≤D1≤0.5mm。

4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述耐热层的厚度为D2,1μm≤D2≤300μm。

5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,若所述胶带为具有粘接功能的所述耐热层,所述胶带的厚度为D3,0.01mm≤D3≤0.5mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括主体部和极耳,所述主体部沿第一方向的至少一端设置有所述极耳,所述胶带围绕平行于所述第一方向的轴线延伸,并粘接于所述主体部的外表面,所述胶带的延伸长度为L1,所述主体部沿第二方向的最大尺寸为L2,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述主体部具有第一外表面,所述第一外表面为所述主体部中面积最大的外表面,所述第一外表面平行于所述第一方向和所述第二方向,1≤L1/L2≤1.1。

7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一方向,所述胶带的最大尺寸为L3,所述主体部的最大尺寸为L4,1.2≤L3/L4≤2。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述耐热层包括至少一层耐热材料和/或隔热材料;

9.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述耐热材料中的金属材料设置在所述耐热层背离所述电极组件的一侧。

10.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述隔热材料设置在所述耐热层靠近所述电极组件的一侧。

11.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述耐热层中的每层结构的材料厚度为D4,0.003mm≤D4≤0.5mm。

12.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述胶带上设置有标识部。

13.一种电池,其特征在于,所述电池包括如权利要求1-12中任一项所述的电池单体。

14.一种用电设备,其特征在于,所述用电设备包括如权利要求1-12中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于给用电设备提供电能。

...

【技术特征摘要】

1.一种电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:

2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述基材层的内侧面粘接所述电极组件的外表面,所述基材层的熔点低于所述耐热层的熔点,和/或,所述耐热层的导热系数低于所述基材层的导热系数;

3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述基材层的厚度为d1,0.01mm≤d1≤0.5mm。

4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述耐热层的厚度为d2,1μm≤d2≤300μm。

5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,若所述胶带为具有粘接功能的所述耐热层,所述胶带的厚度为d3,0.01mm≤d3≤0.5mm。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括主体部和极耳,所述主体部沿第一方向的至少一端设置有所述极耳,所述胶带围绕平行于所述第一方向的轴线延伸,并粘接于所述主体部的外表面,所述胶带的延伸长度为l1,所述主体部沿第二方向的最大尺寸为l2,所述第二方向垂直于所述第一方向,所述主体部具有第一外表面,所述第一外表面为所述主体部中面积最大的外表面,所述第一外表面平行于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:柯海波郑于炼金海族李全坤余帆刘联宇
申请(专利权)人:宁德时代新能源科技股份有限公司
类型:新型
国别省市:

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