CN107946677A - 一种安全锂电池芯阻燃结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全锂电池芯阻燃结构，微胶囊隔膜作为电芯材料附着电芯中间正负极隔膜一侧，隔膜二边分别放置不同的电解液，将隔膜、电解液按照生产工艺加工成电芯。如此，当电芯所在环境发生热失控，电池温度骤然升高，达到复合材料融化温度，作为阻燃材料载体的复合材料融化放出阻燃材料，阻燃材料与电解液混合，阻止电解液进一步反应，有效抑制电芯热失控，从而最大化解决锂电池不稳定后发生引起的起火、爆炸、热失控等问题。

Description

一种安全锂电池芯阻燃结构
技术领域
本发明涉及安全型锂电池芯技术领域，尤其涉及一种安全锂电池芯阻燃结构。
背景技术
随着经济的发展，新能源产业进入快速发展时期，新能源增长速度年平均超过30％，涉及到汽车、储能等多个领域。但是由于新能源所使用的核心材料碱金属锂，具有强的活泼性，其金属盐也具有十分强的活性，导致锂电池因为自身的特性，在受到冲撞、过充、穿刺等因素时，会发生热失控，严重会引起起火爆炸。导致大量的财产损失，同时附件人身安全受到严重威胁。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种安全锂电池芯阻燃结构。
本发明提出的一种安全锂电池芯阻燃结构，在电芯中正负极隔膜一侧贴附一层微胶囊隔膜，微胶囊隔膜中容纳有阻燃材料，且微胶囊隔膜在融化状态下对阻燃材料进行释放。
优选地，微胶囊隔膜位于正负极隔膜靠近正极电解液的一侧。
优选地，阻燃材料为TPP。
优选地，微胶囊隔膜由颗粒状的阻燃材料附着在PP/PE复合材料形成的载体上形成。
优选地，微胶囊隔膜的制作步骤如下：
S1、将分散的阻燃材料颗粒分散处理，然后进行纳米封裹形成微胶囊结构；
S2、将封裹后的微胶囊结构材料进行细化分散，并进行凝聚化处理；
S3、根据预设的比例对PP/PE材料进行复合，形成复合材料；
S4、以复合材料为原料制作透过率为预设阈值的无纺布；
S5、将微胶囊结构的阻燃材料附着在无纺布表面，形成微胶囊隔膜。
优选地，步骤S4中，将复合材料通过电喷丝工艺制作无纺布材料。
优选地，步骤S4中，预设阈值大于80％。
优选地，步骤S5中将微胶囊结构的阻燃材料通过冷凝附着技术附着在无纺布表面。
本发明提出的一种安全锂电池芯阻燃结构，微胶囊隔膜作为电芯材料附着电芯中间正负极隔膜一侧，隔膜二边分别放置不同的电解液，将隔膜、电解液按照生产工艺加工成电芯。如此，当电芯所在环境发生热失控，电池温度骤然升高，达到复合材料融化温度，作为阻燃材料载体的复合材料融化放出阻燃材料，阻燃材料与电解液混合，阻止电解液进一步反应，有效抑制电芯热失控，从而最大化解决锂电池不稳定后发生引起的起火、爆炸、热失控等问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种安全锂电池芯阻燃结构的示意图；
图2为微胶囊隔膜的制造流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种安全锂电池芯阻燃结构，在电芯中正负极隔膜3一侧贴附一层微胶囊隔膜2，微胶囊隔膜2中容纳有阻燃材料，且微胶囊隔膜2在融化状态下对阻燃材料进行释放。具体的，微胶囊隔膜2由颗粒状的阻燃材料附着在PP/PE(聚丙烯/聚乙烯)复合材料形成的载体上形成。微胶囊隔膜2融化实际为PP/PE复合材料融化。
本实施方式中，微胶囊隔膜作为电芯材料附着电芯中间正负极隔膜一侧，隔膜二边分别放置不同的电解液分别对应正极1和负极4，将隔膜、电解液按照生产工艺加工成电芯。如此，当电芯所在环境发生热失控，电池温度骤然升高，达到复合材料融化温度，作为阻燃材料载体的复合材料融化放出阻燃材料，阻燃材料与电解液混合，阻止电解液进一步反应，有效抑制电芯热失控，从而最大化解决锂电池不稳定后发生引起的起火、爆炸、热失控等问题。
本发明中，微胶囊隔膜2位于正负极隔膜3靠近正极1电解液的一侧，阻燃材料为TPP(磷酸三苯酯)。
本发明提供的安全锂电池芯阻燃结构，微胶囊隔膜2的制作步骤如下。
S1、将分散的阻燃材料颗粒分散处理，然后进行纳米封裹形成微胶囊结构。
S2、将封裹后的微胶囊结构材料进行细化分散，并进行凝聚化处理，以提高胶囊表面的附着力，从而提高微胶囊结构的阻燃材料与复合材料形成的载体的粘附结构的稳定。
S3、根据预设的比例对PP/PE材料进行复合，形成复合材料。本步骤中，使用PP/PE混合原料作为负载材料,使用一定比例的PP/PE进行复合，形成复合材料，使得复合材料达到所需的融化温度值，同时增强载体的负载能力和长期稳定性。
S4、以复合材料为原料制作透过率为预设阈值的无纺布。本步骤具体为：将复合材料通过电喷丝工艺制作无纺布材料，且预设阈值大于80％。
S5、将微胶囊结构的阻燃材料附着在无纺布表面，形成微胶囊隔膜。本步骤中，将微胶囊结构的阻燃材料通过冷凝附着技术附着在无纺布表面，以提高微胶囊隔膜上阻燃材料的附着量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，在电芯中正负极隔膜(3)一侧贴附一层微胶囊隔膜(2)，微胶囊隔膜(2)中容纳有阻燃材料，且微胶囊隔膜(2)在融化状态下对阻燃材料进行释放。
2.如权利要求1所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，微胶囊隔膜(2)位于正负极隔膜(3)靠近正极1电解液的一侧。
3.如权利要求1所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，阻燃材料为TPP。
4.如权利要求1或2或3所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，微胶囊隔膜(2)由颗粒状的阻燃材料附着在PP/PE复合材料形成的载体上形成。
5.如权利要求1所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，微胶囊隔膜(2)的制作步骤如下：
S1、将分散的阻燃材料颗粒分散处理，然后进行纳米封裹形成微胶囊结构；
S2、将封裹后的微胶囊结构材料进行细化分散，并进行凝聚化处理；
S3、根据预设的比例对PP/PE材料进行复合，形成复合材料；
S4、以复合材料为原料制作透过率为预设阈值的无纺布；
S5、将微胶囊结构的阻燃材料附着在无纺布表面，形成微胶囊隔膜。
6.如权利要求5所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，步骤S4中，将复合材料通过电喷丝工艺制作无纺布材料。
7.如权利要求5或6所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，步骤S4中，预设阈值大于80％。
8.如权利要求5所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，步骤S5中将微胶囊结构的阻燃材料通过冷凝附着技术附着在无纺布表面。
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