热安全性高的锂电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种热安全性高的锂电池，现有锂电池热安全性差，本实用新型专利技术包括正极、负极、隔膜、电解液、包装膜以及包裹在包装膜外面的高温胶带，正极极耳在正极集流体上的焊接长度占正极集流体宽度的20%～80%，负极极耳在负极集流体上的焊接长度占负极集流体宽度的20%～80%，高温胶带自包装膜的底部向上包裹，高温胶带包裹的高度为包装膜高度的20%～100%。本实用新型专利技术通过减小极耳的焊接区域，热短路时通过极耳的发热量相对减少，从而延缓电池的完全开口时间，减少火星喷射几率；将电池最易引燃起火的底部用高温胶带保护起来，通过隔绝外部氧气的大量进入而起到改善其热安全性能的目的。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及锂电池，具体是热安全性高的锂电池。
技术介绍
常规电池只需在60°C以下的环境中使用即可满足一般需求，但是在向电子设备中组装电池时，有时候会遇到短时间内的高温冲击。如电子设备组装电池时为了提高生产效率常采用反流焊接，该方法只需很短的时间，但此方法能使电池的温度达到200 260°C ；又如电子设备回收的过程中，电池与电子设备的分离常采用焊锡熔融的方式分离，焊锡盘的表面温度为250°C。对于常规电池的加工应用，需要综合考虑其各项安全性能，即使在250°C的热盘下依然不会发生剧烈火星、起火、爆炸事故的热安全性较高的锂电池越来越受到高端电子设备厂商的亲睐。某些电子设备厂家如Nokia已经制定出针对锂电池的热安全 可靠性测试规则，即250°C热盘，又名250°C铁板烧。250°C铁板烧测试是将电池满充后置于一个表面温度为250°C的热平板上烧烤,要求电池不能喷射火星、不能起火、不能爆炸。一般情况下，锂电池中起绝缘作用的隔膜以及提供密封环境的包装膜，在250°C的苛刻高温下均会熔解而丧失其功能，电池会短路并热失控，进而引发系列安全事故。针对热安全性高的锂电池的开发，公开号为CN 101442141A的中国技术专利申请披露了天津力神电池股份有限公司开发的一种解决方案，它采用在电解液里添加阻燃剂的方式提高其热安全性。但是，往电解液里添加少量阻燃添加剂的效果并不明显，如专利中示例均为半电3. 8V状态下的锂电池进行铁板烧测试，满电状态下的测试效果并不理想。而往电解液里添加大量阻燃添加剂则可以达到提高热安全性的目的，但是其电性能则倍受影响，满足不了基础应用需求。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是克服现有锂电池热安全性差的缺陷，提供一种热安全性高的锂电池。为达到上述目的，本技术的热安全性高的锂电池，包括正极、负极、隔膜、电解液、包装膜以及包裹在包装膜外面的高温胶带，正极包括正极涂膏、正极集流体和正极极耳，负极包括负极涂膏、负极集流体和负极极耳，所述正极、负极由隔膜间隔叠置在一起并卷绕成裸电芯，裸电芯置于包装膜的容纳腔中且在所述容纳腔中注有电解液，其特征是所述正极极耳垂直于所述正极集流体并焊接在所述正极集流体的一端，所述正极极耳在正极集流体上的焊接长度占正极集流体宽度的20% 80%，所述负极极耳垂直于所述负极集流体并焊接在所述负极集流体的一端，所述负极极耳在负极集流体上的焊接长度占负极集流体宽度的20% 80%，所述高温胶带自包装膜的底部向上包裹，所述高温胶带包裹的高度为所述包装膜高度的20% 100%。作为优选技术手段，所述高温胶带包裹的高度为所述包装膜高度的20% 60%。作为优选技术手段，所述的高温胶带以熔解温度超过250°C的物质为基材、并在基材上涂覆粘附剂的高温胶带。作为优选技术手段，所述的包装膜是由一层PP膜、一层Al箔、一层尼龙膜或高温膜复合而成的复合膜，所述的Al箔位于复合膜的中间。作为优选技术手段，所述的正极涂膏包括正极活性物质、导电碳和PVDF，所述的正极活性物质指的是钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂中的一种或者一种以上的混合物。作为优选技术手段，所述的负极涂膏包括负极活性物质、导电碳、CMC和SBR，所述的负极活性物质指的是人造石墨、天然石墨、复合石墨、硬碳、石墨烯、钛酸锂中的一种或一种以上的混合。进一步的，所述的负极涂膏包括PVDF。作为优选技术手段，所述的隔膜为由聚烯烃拉伸而成的单层或多层薄膜。进一步的，所述的隔膜为单层聚乙烯隔膜或者单层聚丙烯隔膜或者由单层聚乙烯和单层聚丙烯复 合而成的多层隔膜。具体的，所述多层隔膜的层数为2 3层。作为优选技术手段，所述的电解液是以LiPF6为锂盐，以碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种为溶剂的电解液。进一步的，所述的电解液中包含功能添加剂。作为优选技术手段，所述的高温膜是聚酰亚胺膜。本技术的有益效果是通过对电池在250°C高温下的冒火星成因分析，提出减小极耳的焊接区域，热短路时通过极耳的发热量相对减少，从而延缓电池的完全开口时间，减少火星喷射几率。通过电池在250°C高温下的热失控机理分析，提出将电池最易引燃起火的底部用高温胶带保护起来，通过隔绝外部氧气的大量进入而起到改善其热安全性能的目的。结合减小极耳的焊接区域的手段，将热短路的失效区往电池较易开口的上部导弓I，从而平衡温度分布，减小底部热失控概率。采用高温膜制成的包装膜制作热安全性能优异的锂电池，以阻断大量外部空气的进入从而引发更严重的热失控，以达到相对缓慢放热的技术目的。附图说明图I是本技术正极的一种结构示意图；图2是本技术热安全性高的锂电池的示意图； 图中标号说明I-正极集流体，2-正极涂膏，3-正极极耳；L-正极极耳在正极集流体上的焊接长度，D-正极集流体宽度，Hl-高温胶带包裹的高度，H2-包装膜高度。具体实施方式以下结合说明书附图对本技术做进一步说明。本技术的热安全性高的锂电池，如图1、2所示，其包括正极、负极、隔膜、电解液、包装膜以及包裹在包装膜外面的高温胶带，正极包括正极涂膏、正极集流体和正极极耳，负极包括负极涂膏、负极集流体和负极极耳，正极、负极由隔膜间隔叠置在一起并卷绕成裸电芯，裸电芯置于包装膜的容纳腔中且在容纳腔中注有电解液，正极极耳垂直于正极集流体并焊接在正极集流体的一端，正极极耳在正极集流体上的焊接长度占正极集流体宽度的20% 80%，负极极耳垂直于负极集流体并焊接在负极集流体的一端，负极极耳在负极集流体上的焊接长度占负极集流体宽度的20% 80%，高温胶带自包装膜的底部向上包裹，高温胶带包裹的高度为包装膜高度的20% 100%。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术还包括以下附加的技术特征，虽然图I、图2包含了以下所有附加技术特征，是本技术的较佳实施例，但是本技术并不限于该情形，在实施本技术时根据具体作用将它们选用在上段所述的技术方案上。首先，高温胶带包裹的高度为包装膜高度的20% 60%。其次，高温胶带以熔解温度超过250°C的任何一种高分子或非高分子物质(如聚酰亚胺)为基材、并在基材上涂覆粘附剂(如硅胶、亚克力胶或任何一种其它有粘接作用的胶)的高温胶带。第三，包装膜是由一层PP膜、一层Al箔、一层尼龙膜或高温膜复合而成的复合膜，Al箔位于复合膜的中间。第四，正极涂膏包括正极活性物质、导电碳和PVDF，正极活性物质指的是钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂中的一种或者一种以上的混合物。第五，负极涂膏包括负极活性物质、导电碳、CMC和SBR，负极活性物质指的是人造石墨、天然石墨、复合石墨、硬碳、石墨烯、钛酸锂中的一种或一种以上的混合。进一步的，负极涂膏包括PVDF。第六，隔膜为由聚烯烃经干法或湿法拉伸而成的单层或多层薄膜。进一步的，隔膜为单层聚乙烯隔膜或者单层聚丙烯隔膜或者由单层聚乙烯和单层聚丙烯复合而成的多层隔膜。具体的，多层隔膜的层数为2 3层。第七，电解液是以LiPF6为锂盐，以碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙酸丙酯、丙酸乙酯中的一种或多种为溶剂的电解液。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
热安全性高的锂电池，包括正极、负极、隔膜、电解液、包装膜以及包裹在包装膜外面的高温胶带，正极包括正极涂膏、正极集流体和正极极耳，负极包括负极涂膏、负极集流体和负极极耳，所述正极、负极由隔膜间隔叠置在一起并卷绕成裸电芯，裸电芯置于包装膜的容纳腔中且在所述容纳腔中注有电解液，其特征是：所述正极极耳垂直于所述正极集流体并焊接在所述正极集流体的一端，所述正极极耳在正极集流体上的焊接长度占正极集流体宽度的20%～80%，所述负极极耳垂直于所述负极集流体并焊接在所述负极集流体的一端，所述负极极耳在负极集流体上的焊接长度占负极集流体宽度的20%～80%，所述高温胶带自包装膜的底部向上包裹，所述高温胶带包裹的高度为所述包装膜高度的20%～100%。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曹俊琪，龚本利，郑长明，芦超，陶裕峰，吕晶，
申请(专利权)人：杭州金色能源科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：