CN105742712A - 电化学储能装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电化学储能装置，其包括：电芯、电解液以及包装壳。所述电化学储能装置还包括：胶材，位于电芯和包装壳之间。胶材包括：粘性层和保护层。粘性层直接或间接地粘结设置于电芯的外表面上，且其远离电芯的一面为胶粘面；保护层设置于粘性层的胶粘面上，保护层全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中，以露出粘性层的胶粘面，进而粘性层将电芯和包装壳粘结在一起。保护层为极性分子，所述极性分子中包含-F、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、以及-NH-CO-O-中的一种或几种。本发明的电化学储能装置既能实现电芯与包装壳之间的固定连接，解决跌落测试过程中出现的各种问题，又能避免胶材两面均有粘性造成的电芯入壳难的问题，同时还具有好的循环性能和大倍率充放电性能。

Description

电化学储能装置
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学储能装置。
背景技术
由于锂离子二次电池具有电压高、体积小、质量轻、比容量高、无记忆效应、无污染、自放电小和循环寿命长的优点，使得其在通讯、电器、电子信息、动力装备以及储能等领域的应用得到了空前的发展，并且随着社会日新月异，人们对锂离子二次电池的能量密度、充放电速度、循环寿命及安全性能提出了更高的要求。
跌落测试是锂离子二次电池的一项较为严苛的安全测试。锂离子二次电池跌落后极其容易出现顶封冲开、漏液、隔离膜起皱、内短路、极耳拉断等问题。目前通过使用胶带将电芯捆住或增大顶封区域尺寸来解决顶封冲开、漏液、极耳拉断等问题，但是采用该方法会使锂离子二次电池的能量密度降低，并且不能解决锂离子二次电池跌落时出现的隔离膜收缩、起皱、内短路等问题。通过在电芯与包装壳之间粘结传统的双面粘结胶纸，可以解决锂离子二次电池跌落时出现的各种问题，但由于胶纸两面均有粘性层，在入壳的过程中，胶纸就会与包装壳发生粘结，增加了电芯入壳(即进入包装壳)的工艺难度。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电化学储能装置，所述电化学储能装置既能实现电芯与包装壳之间的固定连接，解决跌落测试过程中出现的各种问题，又能避免胶材两面均有粘性造成的电芯入壳难的问题，同时还具有好的循环性能和大倍率充放电性能。
为了实现上述发明目的，本发明提供了一种电化学储能装置，其包括：电芯、电解液以及包装壳。电芯包括正极片、负极片以及间隔于正极片、负极片之间的隔离膜；电解液浸渍电芯；包装壳封装电芯并容纳电解液。所述电化学储能装置还包括：胶材，位于电芯和包装壳之间。胶材包括：粘性层和保护层。粘性层直接或间接地粘结设置于电芯的外表面上，且其远离电芯的一面为胶粘面；保护层设置于粘性层的胶粘面上，保护层全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中，以露出粘性层的胶粘面，进而粘性层将电芯和包装壳粘结在一起。保护层为极性分子，所述极性分子中包含-F、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、以及-NH-CO-O-中的一种或几种。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：
1.本发明的胶材的粘性层在保护层全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中而除去之前不会与包装壳粘结在一起，因此能够避免胶材两面均有粘性造成的电芯入壳难的问题。
2.本发明的胶材的保护层为极性分子，易于形成网状结构，因此可吸收电化学储能装置内多余的电解液，改善涨液现象，同时，在长期循环后，电化学储能装置内的电解液由于分解而逐渐减少，此时保护层所吸收的电解液由于浓度差还会逐步释放到电化学储能装置中，以改善电化学储能装置的长期循环性能。
3.本发明的胶材的保护层通过全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中后可以产生粘性，并随着电解液扩散到电化学储能装置内部，从而可将隔离膜和极片粘结，防止隔离膜在电化学储能装置跌落后发生收缩，同时还能对长期循环后的极片由于膨胀导致的变形产生一定的抑制作用。
4.本发明的保护层的分子极性较大，有利于锂盐的电离，从而提高电解液的导离子能力，有利于电化学储能装置大倍率充放电性能的发挥。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的电化学储能装置的局部剖开的立体图；
图2是根据本发明另一实施例的电化学储能装置的局部剖开的立体图；
图3是根据本发明的电化学储能装置的胶材的一实施例的结构示意图；
图4是由图1的A-A线作出的以截面夸张示意的根据本发明的电化学储能装置的另一实施例的结构图。
其中，附图标记说明如下：
1电芯
11收尾处
2包装壳
3胶材
31粘性层
32保护层
4胶纸
具体实施方式
下面说明根据本发明的电化学储能装置以及实施例、对比例及测试过程以及测试结果。
首先说明根据本发明的电化学储能装置，其包括：电芯1、电解液以及包装壳2。电芯1包括正极片、负极片以及间隔于正极片、负极片之间的隔离膜；电解液浸渍电芯1；包装壳2封装电芯1并容纳电解液。所述电化学储能装置还包括：胶材3，位于电芯1和包装壳2之间。胶材3包括粘性层31和保护层32。粘性层31直接或间接地粘结设置于电芯1的外表面上，且其远离电芯1的一面为胶粘面；保护层32设置于粘性层31的胶粘面上，保护层32全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中，以露出粘性层31的胶粘面，进而粘性层31将电芯1和包装壳2粘结在一起。保护层32为极性分子，所述极性分子中包含-F、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、以及-NH-CO-O-中的一种或几种。
在一实施例中，当保护层32全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中而露出粘性层31的胶粘面后，可以从外部对包装壳2施压或加热，从而使得粘性层31将电芯1和包装壳2粘结在一起。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，保护层32可选自具有极性的含氟聚烯烃、具有极性的含氟聚酯、具有极性的氟橡胶、聚酰胺以及聚氨酯中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述具有极性的含氟聚烯烃可选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸改性的聚偏氟乙烯、含氟聚丙烯(FPP)、偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物(氟橡胶26)、四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物(氟橡胶TP)、氟烯烃-乙烯基醚共聚物(FEVE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(VDF-TFE-HEP)、以及四丙氟橡胶中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述具有极性的含氟聚酯可选自含氟聚氨酯、含氟线性聚间苯二甲酸丁二醇酯(FPBI)、含氟线性聚对苯二甲酸丁二醇酯(FPBT)、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、以及含氟多羟基超支化聚酯(HBFP)中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述具有极性的氟橡胶可选自羟基亚硝基氟橡胶、以及偏氟醚橡胶中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述聚酰胺可选自聚癸二酸癸二胺、聚十一酰胺、以及聚十二酰胺中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述聚氨酯可由双键多元醇、二异氰酸酯以及增链剂反应生成。所述双键多元醇可选自聚己二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、以及聚己内脂二醇中的一种或几种；所述二异氰酸酯可选自二苯甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、以及2,4,6-三异丙基苯基二异氰酸酯中的一种或几种；所述增链剂可选自己二胺、丁二胺、丙二胺、以及二甲苯二胺中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述聚氨酯可为含氟聚氨酯。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述电化学储能装置可选自锂二次电池、锂离子二次电池、超级电容器、燃料电池、太阳能电池中的一种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，电芯1可为卷绕式电芯、叠片式电芯或叠加卷式电芯。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，胶材3可设置于电芯1和包装壳2之间的任何位置。例如，胶材3可粘结设置于卷绕式电芯1的卷绕的收尾处11或电芯1表面与包装壳2正对的任何位置，胶材3可同时粘结设置于垂直于电芯1宽度方向的绕过电芯1的顶部、底部，也可以在电芯1的任何一个棱边和角位，或者同时贴于几个位置。胶材3的面积不超过电芯1的表面积，胶材3的形状可为长方形、圆形、菱形、三角形、环形、回字形、以及多孔状中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，包装壳2可选自软包装壳或硬包装壳。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述电化学储能装置还可包括：单面或双面具有粘性的胶纸4，位于电芯1和胶材3之间，胶纸4的胶粘面粘结设置于电芯1的外表面上而另一面与胶材3粘结连接，以使胶材3间接地粘结设置于电芯1的外表面上。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，胶纸4的基材可选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、取向聚丙烯(PP)、以及聚酰亚胺(PI)中的一种或几种；胶纸4的胶黏剂可选自丙烯酸树脂胶、热固性聚氨酯胶、有机硅胶、天然橡胶、以及合成橡胶中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，胶纸4的厚度可为3μm～20μm。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，粘性层31的厚度可为3μm～40μm。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，粘性层31可选自温敏胶、压敏胶中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述温敏胶可选自萜烯树脂、石油树脂、环烷油、聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺类、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、以及聚酯类中的一种或几种，其中环烷油不能单独使用。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，所述压敏胶可选自乙烯-丁烯-聚苯乙烯线性三嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEPS)、环氧化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ESIS)、丙烯酸树脂胶、热固性聚氨酯胶、有机硅胶、天然橡胶、以及合成橡胶中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，粘性层31可具有流动性。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，粘性层31还可包括无机添加剂，所述无机添加剂可选自Al2O3、以及SiO2中的一种或几种。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，保护层34的厚度可为2μm～20μm。
在根据本发明所述的电化学储能装置中，无机添加剂的使用可有效控制粘性层31的粘性，使胶材3在施压或加热的作用下不会流动到电芯1的封装边，解决了胶材3流动不规则带来的封装不良的问题。
接下来说明根据本发明的电化学储能装置的实施例和对比例，其中第一胶材和第二胶材为本发明的胶材3的不同类型。
实施例1
1.正极片的制备
将LiCoO2、导电碳、聚偏氟乙烯按重量比96:1:3分散到N-甲基吡咯烷酮中制成正极浆料，然后经涂布压实制成厚度为100μm的正极片。
2.负极片的制备
将石墨、导电碳、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶按重量比97:1:1:1分散在去离子水中制成负极浆料，然后经涂布压实制成厚度为90μm的负极片。
3.电解液的制备
将EC、PC、DEC、EMC按重量比20:20:50:10配制成非水有机溶剂，加入1mol/L的LiPF6作为锂盐，完成电解液的制备。
4.电芯的制备
将制备的正极片、PP隔离膜以及负极片依次卷绕制备成厚度为3.5mm、宽度为48mm、长度为80mm的卷绕式电芯。
5.胶材的制备
胶材的长度为75mm、宽度为8mm；
粘性层为聚丁烯(PB)与萜烯树脂的混合物，厚度为20μm；
保护层为PVDF，厚度为3μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于60℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例2
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
保护层为PVDF，厚度为20μm。
实施例3
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
保护层为FPP，厚度为3μm。
实施例4
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
保护层为FPBI，厚度为3μm。
实施例5
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
1)胶材
胶材的长度为75mm、宽度为8mm；
粘性层为聚丁烯(PB)与萜烯树脂的混合物，厚度为20μm；
保护层为FPBI，厚度为3μm。
2)绿胶
绿胶的长度为75mm、宽度为8mm，绿胶以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基材，以丙烯酸树脂胶为胶黏剂，丙烯酸树脂胶涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的其中一个表面上，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的厚度为7μm，丙烯酸树脂胶的厚度为8μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处的相反面，在电芯的收尾处贴一条绿胶，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于60℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例6
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于25℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例7
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
粘性层为SIS与萜烯树脂的混合物，厚度为20μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于85℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例8
依照实施例7的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
粘性层为SIS与萜烯树脂的混合物，粘性层中还添加了Al2O3无机添加剂，厚度为40μm。
实施例9
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于25℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加0.2MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例10
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于25℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加0.6MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例11
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于25℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加0.8MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例12
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
胶材的长度为75mm、宽度为11mm；
粘性层为聚丁烯(PB)与石油树脂的混合物，厚度为10μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于60℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1.5MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例13
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
胶材的长度为75mm、宽度为11mm；
粘性层为SEBS与聚苯乙烯(PS)的混合物，厚度为30μm；
保护层为PVDF，厚度为5μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材的粘性层直接粘贴于卷绕式电芯的收尾处，然后放入包装壳内，注入电解液，之后于85℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例14
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
4.电芯的制备
将制备的正极片、PP隔离膜以及负极片依次叠加制备成厚度为3.5mm、宽度为48mm、长度为80mm的叠片式电芯。
5.胶材的制备
粘性层为聚异戊二烯(PI)与环烷油的混合物，厚度为20μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶材粘贴于叠片式电芯的表面，然后将贴胶后的电芯放入包装壳内，注入电解液，之后于70℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
实施例15
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
1)第一胶材
胶材的长度为75mm、宽度为8mm；
粘性层为聚异戊二烯(PI)与环烷油的混合物，厚度为20μm；
保护层为PVDF，厚度为3μm。
2)第二胶材
胶材的长度为30mm、宽度为8mm；
粘性层为聚异戊二烯(PI)与环烷油的混合物，厚度为20μm；
保护层为PVDF，厚度为3μm。
3)胶纸
胶纸为长度为75mm、宽度为8mm的绿胶，绿胶以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基材，以丙烯酸树脂胶为胶黏剂，丙烯酸树脂胶涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的其中一个表面上，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的厚度为7μm，丙烯酸树脂胶的厚度为8μm。
6.锂离子二次电池的制备
将胶纸粘贴于卷绕式电芯的收尾处的表面，之后将第一胶材的粘性层粘结在电芯的收尾处对应的绿胶上，在垂直于电芯的宽度方向且绕过电芯的底部位置粘贴两条绕胶形式的第二胶材，在垂直于电芯的宽度方向且绕过电芯的顶部位置粘贴一条绕胶形式的第二胶材，然后将贴胶后的电芯放入包装壳内，注入电解液，之后于70℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
对比例1
依照实施例1的方法制备锂离子二次电池，除以下不同：
5.胶材的制备
胶材为丙烯酸树脂双面胶，长度为75mm、宽度为11mm、厚度为20μm，丙烯酸树脂双面胶以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基材，以丙烯酸树脂胶为胶黏剂，丙烯酸树脂胶涂覆在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的两面上，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的厚度为6μm，丙烯酸树脂胶的厚度为7μm。
6.锂离子二次电池的制备
将贴胶后的电芯放入包装壳内，注入电解液，之后于25℃下，在电芯粘贴胶材处对应的包装壳的外表面上施加1MPa的面压，使粘性层的胶粘面与包装壳的内表面粘合，完成锂离子二次电池的制备。
接下来说明根据本发明的锂离子二次电池的测试过程以及测试结果。
1.锂离子二次电池的跌落测试
将锂离子二次电池用双面胶固定在跌落测试夹具中，测试锂离子二次电池的初始电压并记为V0，将夹具的6个面依次编号1、2、3、4、5、6，将夹具的四个角依次编号C1、C2、C3、C4。
在25℃下，将夹具置于1.5m高的测试台上，按照编号1-6的顺序依次跌落锂离子二次电池，然后再按照编号C1-C4的顺序依次跌落锂离子二次电池，循环6次，完成跌落测试，静置1h后，测试锂离子二次电池的最终电压记为V1。
(1)记录跌落过程的电压降ΔV＝V0-V1；
(2)观察锂离子二次电池的包装壳是否破损或顶封冲开；
(3)拆开锂离子二次电池观察电芯的极耳是否有断裂；
(4)拆开锂离子二次电池观察电芯的宽度方向上的两侧隔离膜是否有移位或起皱；
(5)拆开锂离子二次电池观察正极片与负极片是否有接触内短路。
(6)最大溢胶宽度测试：将跌落后的锂离子二次电池样品拆解，去掉包装壳后，用直尺测量电芯贴胶位置一侧的最大溢胶宽度，沿着电芯的长度方向记录10个数值，然后取平均值。
2.锂离子二次电池的循环性能测试
将锂离子二次电池置于25℃的恒温箱中，以0.5C倍率恒流充电，截至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电，截至电流为0.025C，静置3min后，以0.5C恒流放电，截至电压为3.0V，此为一个充放电循环过程，重复800次上述充放电过程，观察是否有短路发生。每组测试50个锂离子二次电池，然后计算锂离子二次电池的通过率。
用测厚仪测量循环前的锂离子二次电池的初始厚度记为D1，800个循环后的厚度记为D2，D2/D1-1可表示锂离子二次电池的变形率，在此，变形率<8％即可认为锂离子二次电池无变形，计算锂离子二次电池无变形的通过率。
3.锂离子二次电池的大倍率放电循环次数
将锂离子二次电池置于25℃的恒温箱中，以0.7C倍率恒流充电，截至电压为4.35V，然后以4.35V恒压充电，截至电流为0.025C，静置3min后，以1C恒流放电，截至电压3.0V，此为一个充放电循环过程，重复循环直到锂离子二次电池的容量衰减到<80％，记录循环次数。
4.锂离子二次电池的涨液测试
将锂离子二次电池进行化成和排气后，目视观察锂离子二次电池外观有无明显电解液涨液情况，记录无涨液的锂离子二次电池的个数为P0，检测的锂离子二次电池的总数为P，锂离子二次电池的无涨液的通过率为P0/P。
表1给出实施例1-15和对比例1的参数。
表2给出实施例1-15和对比例1的性能测试结果。
从实施例1-15和对比例1的对比中可以看出，本发明的锂离子二次电池具有较高的跌落测试通过率、较高的循环后无短路通过率、较高的循环后无变形通过率和较高的无涨液通过率，且具有较高的大倍率放电循环次数。这是由于对比例1使用普通的丙烯酸树脂双面胶，其两个表面在常温下均具有粘结性，导致粘结双面胶后的电芯与包装壳粘结时的位置难以调整，并且双面胶的粘结强度较小，为了达到较好的粘结强度，就必须增大双面胶的宽度以增大粘结面积，进而提高粘结强度。本发明的保护层为极性分子，易于形成网状结构，可以吸收电解液，并在锂离子二次电池内的电解液由于分解而逐渐减少时，保护层所吸收的电解液由于浓度差还会逐步释放出来；保护层通过全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中后可以产生粘性，并随着电解液扩散到锂离子二次电池内部，从而可以将隔离膜和极片粘结，防止隔离膜在锂离子二次电池跌落后发生收缩，而无需额外增加头尾部的绕胶；另外，由于保护层的分子极性较大，有利于锂盐的电离，从而提高电解液的导离子能力，有利于锂离子二次电池的大倍率充放电性能的发挥。
从实施例1-2可以看出，随着保护层的厚度增大，保护层溶解或溶胀分散于电解液中的量增加，进入正极片和负极片之间的量变大，能够增强正极片和负极片之间的粘结力，因此锂离子二次电池循环后无变形的通过率有所提升。
从实施例5可以看出，胶材的贴胶位置改变后不会影响锂离子二次电池的性能。
从实施例6-7可以看出，当锂离子二次电池的施压温度发生变化时，锂离子电池的性能不会改变。
从实施例8可以看出，当粘结层中含有无机添加剂时，即使粘结层的厚度较大，锂离子二次电池仍具有较好的性能，这是由于无机添加剂可有效控制胶粘层的粘性，使胶材在施压或加热的作用下不会流动到电芯的封装边，解决了胶材流动不规则带来的封装不良的问题，改善了溢胶宽度。
从实施例9-11可以看出，当对锂离子二次电池施加的压力逐渐增大时，溢胶宽度会有所增大。
从实施例12-15可以看出，在电芯的收尾处贴有绿胶的表面粘贴设置胶材与直接在电芯的收尾处粘贴设置胶材所起作用相当，而且当粘结层厚度和保护层厚度增加时，有利于增加电芯与包装壳之间的粘结，提高锂离子二次电池循环后无变形的通过率。

Claims (10)

1.一种电化学储能装置，包括：
电芯(1)，包括正极片、负极片以及间隔于正极片、负极片之间的隔离膜；
电解液，浸渍电芯(1)；以及
包装壳(2)，封装电芯(1)并容纳电解液；
其特征在于，
所述电化学储能装置还包括：
胶材(3)，位于电芯(1)和包装壳(2)之间，包括：
粘性层(31)，直接或间接地粘结设置于电芯(1)的外表面上，且其远离电芯(1)的一面为胶粘面；
保护层(32)，设置于粘性层(31)的胶粘面上，保护层(32)全部或部分地溶解或溶胀分散于电解液中，以露出粘性层(31)的胶粘面，进而粘性层(31)将电芯(1)和包装壳(2)粘结在一起；
保护层(32)为极性分子，所述极性分子中包含-F、-CO-NH-、-NH-CO-NH-、以及-NH-CO-O-中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，保护层(32)选自具有极性的含氟聚烯烃、具有极性的含氟聚酯、具有极性的氟橡胶、聚酰胺以及聚氨酯中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的电化学储能装置，其特征在于，
所述具有极性的含氟聚烯烃选自聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯酸改性的聚偏氟乙烯、含氟聚丙烯(FPP)、偏二氟乙烯和六氟丙烯共聚物(氟橡胶26)、四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物(氟橡胶TP)、氟烯烃-乙烯基醚共聚物(FEVE)、偏二氟乙烯-四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(VDF-TFE-HEP)、以及四丙氟橡胶中的一种或几种；
所述具有极性的含氟聚酯选自含氟线性聚间苯二甲酸丁二醇酯(FPBI)、含氟线性聚对苯二甲酸丁二醇酯(FPBT)、端羟基含氟聚酯聚硅氧烷、以及含氟多羟基超支化聚酯(HBFP)中的一种或几种；
所述具有极性的氟橡胶选自羟基亚硝基氟橡胶、以及偏氟醚橡胶中的一种或几种；
所述聚酰胺选自聚癸二酸癸二胺、聚十一酰胺、以及聚十二酰胺中的一种或几种；
所述聚氨酯由双键多元醇、二异氰酸酯以及增链剂反应生成；
所述双键多元醇选自聚己二醇、聚丙二醇、聚四亚甲基醚二醇、以及聚己内脂二醇中的一种或几种；
所述二异氰酸酯选自二苯甲烷二异氰酸酯、赖氨酸二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、以及2,4,6-三异丙基苯基二异氰酸酯中的一种或几种；
所述增链剂选自己二胺、丁二胺、丙二胺、以及二甲苯二胺中的一种或几种。
4.根据权利要求2所述的电化学储能装置，其特征在于，所述聚氨酯为含氟聚氨酯。
5.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，粘性层(31)选自温敏胶、以及压敏胶中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的电化学储能装置，其特征在于，
所述温敏胶选自萜烯树脂、石油树脂、环烷油、聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺类、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)、以及聚酯类中的一种或几种，其中环烷油不能单独使用；
所述压敏胶选自乙烯-丁烯-聚苯乙烯线性三嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEPS)、环氧化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ESIS)、丙烯酸树脂胶、热固性聚氨酯胶、有机硅胶、天然橡胶、以及合成橡胶中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，粘性层(31)具有流动性。
8.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，粘性层(31)还包括无机添加剂，所述无机添加剂选自Al2O3、以及SiO2中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的电化学储能装置，其特征在于，所述电化学储能装置还包括：
单面或双面具有粘性的胶纸(4)，位于电芯(1)和胶材(3)之间，其胶粘面粘结设置于电芯(1)的外表面上而另一面与胶材(3)粘结连接，以使胶材(3)间接地粘结设置于电芯(1)的外表面上。
10.根据权利要求9所述的电化学储能装置，其特征在于，
胶纸4的基材选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、取向聚丙烯(PP)、以及聚酰亚胺(PI)中的一种或几种；
胶纸4的胶黏剂选自丙烯酸树脂胶、热固性聚氨酯胶、有机硅胶、天然橡胶、以及合成橡胶中的一种或几种。
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