CN109148941B - 一种高安全锂离子电池及针刺方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高安全锂离子电池，包括电池外壳，所述电池外壳内设有裸电芯，所述裸电芯外包裹有保护壳，所述保护壳包括内侧极板和外侧极板，所述内侧极板和外侧极板之间均布有平板电容器，所述内侧极板与裸电芯紧密接触，所述外侧极板与电池外壳接触，所述内侧极板和外侧极板相互绝缘不导通。本发明在裸电芯外层加装一层保护壳，该保护壳可以在电池被针刺后，快速吸收大量电流，减少电池发热量，降低电池温度，避免了有机电解液等可燃物的燃烧，保证电池不起火、不爆炸。

Description

一种高安全锂离子电池及针刺方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种高安全锂离子电池及针刺方法。
背景技术
目前电池体系主要分为三元和铁锂，随着能量密度的要求的提高，三元逐渐成为主流，高镍材料811应用越来越多，但是三元材料本身热稳定性差，受热分解释放氧气，表面温度可达600℃以上，易燃烧，能量密度越高，安全性越差，三元电池很难通过针刺测试，目前电解液为可燃的有机溶剂，进一步降低了安全系数。
为了提高三元体系电池安全性能，保证电池在受到针刺等外力破坏时不起火、不爆炸，目前主要通过材料改性和阻燃电解液来提高三元电池安全性能，提高材料结构高温稳定性、降低电解液可燃性，保证电池在针刺时不起火、不爆炸，提高电池针刺安全性能。但是采用材料改性，主要采用掺杂和包覆，这会影响材料本身克容量发挥、锂离子扩散系数，进而影响电池性能；采用阻燃电解液会降低电解液电导率，影响电池倍率，采用上述方法会带来电池性能的下降。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种高安全锂离子电池及针刺方法，在电芯外层加装一层保护壳，在电池针刺后，可以快速释放电流，吸收热量，大幅减少产生的热量，保证电池不起火、不爆炸，通过安全测试。
本发明的目的是这样实现的：
一种高安全锂离子电池，包括电池外壳，所述电池外壳内设有裸电芯，所述裸电芯外包裹有保护壳，所述保护壳包括内侧极板和外侧极板，所述内侧极板和外侧极板之间均布有平板电容器，所述内侧极板与裸电芯紧密接触，所述外侧极板与电池外壳接触，所述内侧极板和外侧极板相互绝缘不导通。
优选的，所述平板电容器不带电，所述平板电容器的两端分别与内侧极板、外侧极板导通。
优选的，所述内侧极板和外侧极板均为导电金属板。
一种高安全锂离子电池的针刺方法，采用上述电池，包括以下步骤：
电池充满电后将金属针刺物依次刺穿保护壳的外侧极板和内侧极板，通过金属针刺物将内、外侧极板导通；然后再将金属针刺物刺穿电池，电池内短路，产生的大量电流通过金属针刺物传输到平板电容器，被平板电容器快速吸收。
本发明的有益效果是：
本发明在裸电芯外层加装一层保护壳，该保护壳可以在电池被针刺后，快速吸收大量电流，减少电池发热量，降低电池温度，避免了有机电解液等可燃物的燃烧，保证电池不起火、不爆炸。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
其中：裸电芯1；内侧极板2；外侧极板3；平板电容器4。
实施方式
参见图1，本发明涉及一种高安全锂离子电池，包括电池外壳，所述电池外壳内设有裸电芯1，所述裸电芯1外包裹有保护壳，所述保护壳包括内侧极板2和外侧极板3，所述内侧极板2和外侧极板3之间均布有平板电容器4，所述内侧极板2与裸电芯1紧密接触，所述外侧极板3与电池外壳接触，保证套有保护壳的裸电芯正常入壳，然后烘烤、注液、化成分容完成制作电池，所述内侧极板2和外侧极板3相互绝缘不导通，所述外侧极板3与电池外壳绝缘。
所述平板电容器4不带电，所述平板电容器4的两端分别与内侧极板2、外侧极板3导通。
所述内侧极板2和外侧极板3均为导电金属板。
一种高安全锂离子电池的针刺方法，采用上述电池，包括以下步骤：
电池充满电后将金属针刺物依次刺穿保护壳的外侧极板和内侧极板，通过金属针刺物将内、外侧极板导通；然后再将金属针刺物刺穿电池，电池内短路，产生的大量电流通过金属针刺物传输到平板电容器，被平板电容器快速吸收。
实施例1：对三元2714891-45Ah电池进行包裹保护壳，保护壳的内侧极板和外侧极板均采用铜板，满充进行针刺，测量表面温度为210℃，不起火，不爆炸，大大提高了电池针刺的安全性能。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高安全锂离子电池，其特征在于：包括电池外壳，所述电池外壳内设有裸电芯（1），所述裸电芯（1）外包裹有保护壳，所述保护壳包括内侧极板（2）和外侧极板（3），所述内侧极板（2）和外侧极板（3）之间均布有平板电容器（4），所述内侧极板（2）与裸电芯（1）紧密接触，所述外侧极板（3）与电池外壳接触，所述内侧极板（2）和外侧极板（3）相互绝缘不导通。
2.根据权利要求1所述的一种高安全锂离子电池，其特征在于：所述平板电容器（4）不带电，所述平板电容器（4）的两端分别与内侧极板（2）、外侧极板（3）导通。
3.根据权利要求1所述的一种高安全锂离子电池，其特征在于：所述内侧极板（2）和外侧极板（3）均为导电金属板。
4.一种高安全锂离子电池的针刺方法，其特征在于：采用权利要求1-3之一所述的电池，包括以下步骤：
电池充满电后将金属针刺物依次刺穿保护壳的外侧极板和内侧极板，通过金属针刺物将内、外侧极板导通；然后再将金属针刺物刺穿电池，电池内短路，产生的大量电流通过金属针刺物传输到平板电容器，被平板电容器快速吸收。
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