CN107068950A - 锂离子电池 - Google Patents

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CN107068950A CN201611214203.6A CN201611214203A CN107068950A CN 107068950 A CN107068950 A CN 107068950A CN 201611214203 A CN201611214203 A CN 201611214203A CN 107068950 A CN107068950 A CN 107068950A
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张火成
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池，包括电池主体，所述电池主体包括多个相互平行放置的电池极组；每个所述电池极组内中间部位设置有防护板；所述每个防护板内部填充有防护性功能材料。本发明公开的一种锂离子电池，可在电池由于充电不当、短路、针刺、挤压或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时，有效防止电池热失控，在保证电池安全性能的同时，提升电池的高温充放电性能。

Description

锂离子电池
技术领域
本发明属于电池制造技术领域，尤其涉及一种锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，作为能将电能和化学能相互转化的二次化学电源，被视为电力储能系统的热门候选技术之一。自诞生以来，其应用领域不断扩大，获得迅速的发展。目前，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动工具、电动自行车以及电动汽车等大型电动设备方面。
目前，电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的锂离子动力电池作为电源。这些锂离子动力电池除了具有高容量，还应当具有良好的安全性、较长的循环寿命以及良好的高低温充放电性能等，才能达到使用标准，满足人们的需求。因此，目前对锂离子电池的安全性能以及高低温充放性能要求越来越高。如何提高电池的安全性能及高低温充放电性能是目前各大电池厂家研究的主要方向。
为了在一定程度上保证动力电池的安全性及高低温充放电性能，目前所采用的一种常见的技术方案为：CN 103733420 A采用相变材料涂布于电芯负极极板表面或隔膜纸上的方式来稳定电芯内核温度；CN 105594009 A将相变材料设置在正极内(正极极板)、负极内(负极极板)以及分离器(隔膜)内；CN 105895959 A将相变材料涂覆到电池表面；CN105514521 A将相变材料添加在正极、负极、隔膜、电解液中的至少一处；现有技术方案的缺点是将相变材料设置、添加、涂覆(涂布)于正极、负极表面或极片内，会造成正极、负极的面电阻增大，影响充放电性能，同时相变材料在电池充放电过程过程中容易与正极、负极活性物质发生副反应影响电池的循环性能；将相变材料添加到电解液中会增加电解液的粘度并引入杂质，不利于锂离子的“脱出”和“嵌入”，从而影响电池的容量；将相变材料涂覆到电池表面虽然避免了设置、添加、涂覆于电池内部所带来的负面反应，但是不能有效调控、降低电池内部的温度
因此，目前迫切需要开发出一种锂离子电池，当由于不当充电、短路、针刺、挤压或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时，在保证电池充放电性能的同时，保证电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的在于克服上述技术的不足，而提供一种锂离子电池，可以在电池由于不当充电、短路或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时防止电池热失控，能够保证电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：一种锂离子电池，其特征在于：包括电池主体，所述电池主体包括多个相互平行放置的电池极组；每个所述电池极组内中间部位设置有防护板；所述防护板内部为中空结构，所述每个防护板内部填充有防护性功能材料。
优选地，所述防护性功能材料包括卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体。
优选地，所述防护性功能材料包括卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯和甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体。
优选地，所述防护性功能材料为相变材料和/或导热石墨材料。
优选地，所述防护性功能材料为卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体与相变材料和导热石墨材料制成的混合物。
优选地，所述防护板本体材质采用添加阻燃剂的聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯材料或不锈钢、铜、铝金属材质。
本发明的有益效果是:相对于现有技术，本发明提供了一种锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在电池由于不当充电、短路、针刺、挤压或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时，防止电池热失控，能够保证电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为本发明提供的一种锂离子电池的防护板主体结构示意简图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1，本发明提供了一种锂离子电池，包括防护板主体1，所述防护板主体两侧具有一定角度的圆弧，便于插入电池极组内部与电池极组完全贴合接触，所述防护板1具有一定厚度的中空结构，中空结构内部填充防护材料；
在本发明中，具体实现上，所述防护板主体1优选为添加阻燃剂的聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯材料等绝缘材料注塑形成，同时也可选用导热能力优良的金属材料拉伸焊接形成。
所述防护材料优选机磷化物、卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯(TCEP)或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体。其中，三氯乙基磷酸酯也称为磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)。电池由于不当充电、短路、针刺、挤压或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时，防止和抑制和电池热失控。
所述防护材料也可选为相变材料和导热石墨材料，电池在进行大电流充放电时，电池内部产生的热量传递给相变材料，当温度高于相变材料的相变温度时，相变材料吸收热量发生相变并将热量存储，从而实现电池内部的散热冷却能能够保证电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。
所述防护材料也可选用上述材料的复合体，既可以防止电池热失控，又可以保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子电池，其性能稳定可靠，可以在电池由于不当充电、短路或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时防止电池产生热失控，能够保证电池的安全性能，保证锂离子电池的正常使用，延长锂离子电池的使用寿命，从而具有广泛的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池，其特征在于：包括电池主体，所述电池主体包括多个相互平行放置的电池极组；每个所述电池极组内中间部位设置有防护板；所述防护板内部为中空结构，所述每个防护板内部填充有防护性功能材料。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述防护性功能材料包括卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述防护性功能材料包括卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯和甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述防护性功能材料为相变材料和/或导热石墨材料。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述防护性功能材料为卤代碳酸酯、磷腈类化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液体与相变材料和导热石墨材料制成的混合物。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述防护板本体材质采用添加阻燃剂的聚丙烯、聚乙烯或聚四氟乙烯材料或不锈钢、铜、铝金属材质。
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