CN204885330U - 一种阻燃型圆柱锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种阻燃型圆柱锂离子电池，包括正极片、负极片以及隔膜卷绕形成的电芯体，所述的电芯体中心设有通孔，所述通孔内设有起支撑作用的中心管，所述中心管为由热塑性树脂制成无缝中空管，且两端封闭，内部封装有阻燃剂。本实用新型通过将阻燃剂密封于所述中心管中，在电池内部温度过高时，中心管会发生软化熔融，释放出内部的阻燃剂，阻止电池燃烧，从而提高了锂离子电池的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池制造领域，特别涉及一种阻燃型圆柱锂离子电池。
背景技术
锂离子电池作为一种新能源，由于其绿色环保、可循环利用、体积小便于携带等优点被广泛应用于各种电子设备以及汽车，已经成为了目前应用最广泛的能源之一。
为提高电动汽车巡航里程，采用新型高容量的正极材料是目前采用的主要措施之一，而三元材料因其容量高、电压高、循环寿命长等优势，受到了更加广泛的重视，正逐步成为锂离子动力电池的正极材料的主要选择。但三元材料的安全性性能较低，需要进一步提高和优化。
目前，提高电池的安全性能的主要方法是直接将阻燃添加剂加入到电解液中，与电解液混合，但由于很多阻燃添加剂对电池电化学性能能够产生负面作用，因此，能够使用的阻燃添加剂的种类和用量都受到很大限制，阻燃效果也不明显。
申请公布号为CN103811711A的专利文献公开了一种带胶囊的锂离子电池。包括：所述电芯体以及所述电解液封装在所述壳体内，所述电芯体包括：隔膜、正极片、负极片，在任一正极片、负极片之间分别间隔有一所述各隔膜，所述电解液充满所述壳体内腔，浸泡所述电芯体并且渗入所述电芯体；在所述胶囊中封装有第二电解液，所述胶囊固定在所述壳体内，位于所述电芯体外。这样，应用一定时间后，当电池的容量衰减时，用户可以挤破壳体内的胶囊，为锂离子电池补充新的电解液。还可以在胶囊中密封阻燃剂、绝缘剂，当电池在应用过程中发生异常时，用户可以刺穿胶囊，使胶囊中的阻燃剂、绝缘剂流出，使电池内部停止工作，防止异常的进一步发生。该发明中无论电解液的补充还是阻燃剂、绝缘剂的释放，都是需要用户刺穿容纳所述电解液或是阻燃剂的胶囊实现的。当电池在应用过程中发生异常时，而用户无法及时做出刺穿胶囊的动作时，电池仍然存在安全隐患。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供了一种阻燃型圆柱锂离子电池，应用该技术方案有利于提高锂离子电池的安全性能。
一种阻燃型圆柱锂离子电池，包括正极片、负极片以及隔膜卷绕形成的电芯体，所述的电芯体中心设有通孔，所述通孔内设有起支撑作用的中心管，所述中心管为由热塑性树脂制成无缝中空管，且两端封闭，内部封装有阻燃剂。
在电芯体中心设置中心管，起到支撑电芯体的作用，防止电芯体往中心塌陷发生短路。中心管为密闭结构，能够将阻燃剂与电解液隔离开，避免了阻燃剂对电解液的影响，免去了阻燃剂的添加对锂离子电池性能产生的负面作用。同时，扩大了阻燃剂的选择范围以及用量。中心管由热塑性树脂制成，当电池在使用过程中出现温度过高，或者由于破裂、刺穿等因素发生短路导致电池内部温度升高的情况下，热塑性树脂会发生软化熔融，释放出内部的阻燃剂，阻燃剂能够迅速分散到电芯体各处，阻止电池燃烧，提高了锂离子电池的安全性。
优选的方案，所述中心管的封闭端为球形结构。在电池组装或是电池振动的情况下，中心管与电芯体隔膜之间摩擦增加，中心管封闭端的球形结构能够减少对电芯体隔膜的磨损。
优选的方案，所述热塑性树脂的熔融温度为55～200℃。
更为优选的方案，所述热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯聚合物类或聚烯烃弹性体类材料，以及其它在上述熔融温度范围内的聚合物。
优选的方案，所述通孔的高度和孔径均大于所述中心管的长度和直径。所述中心管的长度小于通孔的高度是为了避免中心管抵触到电池盖帽或是壳体，中心管的直径小于通孔的孔径是为了组装时便于中心管插进电芯体中心的通孔内。
更为优选的方案，所述通孔的高度与所述中心管长度之差不超过1mm，所述通孔的孔径与所述中心管直径之差不超过0.5mm。
优选的方案，所述阻燃剂为烷基磷酸酯类或卤系化合物类，或可以有效阻止锂离子电池燃烧的化合物。
与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：(1)电芯体中心内置的中心管由热塑性树脂制成，会在高温下软化熔融，释放出内部的阻燃剂，阻燃剂能够迅速分散到电芯各处，阻止电池燃烧，从而提高了锂离子电池的安全性；(2)中心管封闭端的球形结构能够减少对电芯体隔膜的磨损。
附图说明
图1为本实用新型阻燃型圆柱锂离子电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本实用新型作进一步阐释。
如图1所示，本实用新型的阻燃型圆柱锂离子电池包括电池壳体2、由正极片、负极片以及隔膜卷绕形成的电芯体3，电芯体3中心设有一圆柱形通孔31，通孔31内部设有起支撑作用的中心管1，中心管1内有装填有阻燃剂，阻燃剂可以采用磷酸三(β-氯乙基)酯，当然可以其它类型的阻燃剂，如烷基磷酸酯类或卤系化合物类。
中心管1为由聚烯烃弹性体制成的厚度为0.4mm的圆柱型无缝中空管，其两端封闭，中心管1的两封闭端为球形结构11。中心管1长度和外径均不超过通孔31的高度和孔径。通孔31的高度与中心管1长度之差不超过1mm，通孔31的孔径与所述中心管1直径之差不超过0.5mm。
组装时，预先将阻燃剂封装在中心管1内，电池的组装工艺保持不变，当电池内部因为短路而升温，会使中心管受热熔化，内部的阻燃剂就会溢出进入电解液，从而阻止电池发生燃烧，提高使用的安全性能，经测试，本实用新型电池完全符合QC/T743-2006《电动汽车用锂离子蓄电池》标准。
Claims (7)
1.一种阻燃型圆柱锂离子电池，包括正极片、负极片以及隔膜卷绕形成的电芯体，所述的电芯体中心设有通孔，所述通孔内设有起支撑作用的中心管，其特征在于，所述中心管为由热塑性树脂制成无缝中空管，且两端封闭，内部封装有阻燃剂。
2.如权利要求1所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于，所述中心管的封闭端为球形结构。
3.如权利要求1-2任一所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于，所述热塑性树脂的熔融温度为55～200℃。
4.如权利要求1所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于，所述热塑性树脂为乙烯-醋酸乙烯聚合物类材料或聚烯烃弹性体类材料。
5.如权利要求1所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于，所述通孔的高度和孔径均大于所述中心管的长度和直径。
6.如权利要求5所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于：所述通孔的高度与所述中心管长度之差不超过1mm，所述通孔的孔径与所述中心管直径之差不超过0.5mm。
7.如权利要求1所述的阻燃型圆柱锂离子电池，其特征在于，所述阻燃剂为烷基磷酸酯类或卤系化合物类。
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN109560236A (zh) * | 2017-09-27 | 2019-04-02 | 空中客车德国运营有限责任公司 | 具有一体式阻燃装置的电池 |
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| WO2024092714A1 (zh) * | 2022-11-04 | 2024-05-10 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件、成型方法、电池单体、电池以及用电装置 |
| WO2024109215A1 (zh) * | 2022-11-24 | 2024-05-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池及用电装置 |
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2015
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