CN206225456U - 一种含有短路保护装置的锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。相对于现有技术，本实用新型降低了锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高了锂离子电池的安全性。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有短路保护装置的锂离子电池。
背景技术
随着新能源汽车行业的快速发展，市场对中大型锂离子电池（容量为20~200Ah）的需求越来越大，特别是高能量比、长循环寿命、高可靠性、高串并联装配效率、支持快速充电的方形锂离子电池芯越来越受到动力电池组装厂、整车厂、终端消费者的青睐。
对于大中型方形锂离子电池而言，当电池受到外部撞击、挤压或穿刺等外力机械破坏，特别是在穿刺时，容易引发电池内部短路的发生。因单体电池的能量大，短路瞬间要在短路点释放的能量多，因而短路点发热量巨大，加之电极本身的导电导热能力有限，巨大的电流和热量从短路点向外扩散的时间长，整个电池的发热量剧增，极易引发整个电池的热失控，从而发生着火，爆炸等安全问题。
现有技术中，解决上述问题的方法大概分为两种。其中一种方法是通过增加隔膜的强度、韧性和耐热性，减少电池在钉子穿过时发生内短路的机率，使得电池的能量不会因内短路而释放。虽然这种方法同时适用于软包装锂离子电池和铝壳动力电池，但是锂离子电池用隔膜的厚度通常不超过40um，钢钉还是能穿破隔离膜，而且钢钉是导电的，当钉子穿过多层电极和隔膜时，只要其中至少一层正负电极片直接短路接触或通过钢钉短路接触而发生内部短路，必将导致电池热失控。另外一种方法则是增加“外短路开关”，在电池热失控发生之前，使得电池的能量通过外短路的方式而释放掉一部分，但是这种方法目前只能应用在铝壳电池上，其应用领域和保护效果受到极大的挑战。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种含有短路保护装置的锂离子电池，以降低锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高锂离子电池的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。石墨烯层可以是独立存在于正/负极板与绝缘层之间，当然，石墨烯层也可以是复合在正/负极板上。当石墨烯层需要复合在极板上时，在复合之前则要对正/负极板先进行表面“刻蚀”处理，从而增加石墨烯层和正/负极板间的复合强度。
当锂离子电池被钉刺时，钉子首先刺穿裸电芯外面的短路保护装置，短路保护装置正负极板之间的绝缘层被刺穿，导致短路保护装置的正负极板直接接触。此时，与短路保护装置正负极板并联的裸电芯的正负极短接，一方面，因为短路保护装置的正负极板和石墨烯层均具有高导电性，能使得裸电芯的能量快速释放，使得裸电芯正负极成为等势体，当钉子再进入裸电芯内部并造成内短路时，由于其短路点释放的能量较少，从而热失控的可能性大大降低；另一方面，因石墨烯层具有超高的导热性能，在短路保护装置的短路点位置产生的大量热可以被迅速导走散失，避免了因局部点的热聚集而导致局部温度达到或超过可燃物闪点或燃点，避免电池发生着火甚至爆炸现象，从而提高锂离子电池的安全性。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间时，所述正极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间时，所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间时，所述正极极板的另一侧和所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板上设置有正极连接处，所述负极板上设置有负极连接处，所述正极板通过所述正极连接处与所述裸电芯的正极极耳连接，所述负极板通过所述负极连接处与所述裸电芯的负极极耳连接。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述石墨烯层的厚度为0.1~50um。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板为铝箔，所述负极板为铜箔或镍箔。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板的厚度为10~200um，所述负极板的厚度为10~200um。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述绝缘层设置为无孔绝缘材料层、无纺布层、玻璃纤维层、PE隔膜纸层、PP隔膜纸层、PET隔膜纸层或陶瓷涂覆隔膜纸层。
作为本实用新型所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述绝缘层的厚度为5-100um。
相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。本实用新型降低了锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高了锂离子电池的安全性。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型中短路保护装置的装配图。
图3是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之一。
图4是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之二。
图5是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之三。
图6是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之四。
图7是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之五。
图8是本实用新型中短路保护装置的结构示意图之六。
其中：1-裸电芯，2-短路保护装置，11-正极极耳，12-负极极耳，21-正极板，22-负极板，23-绝缘层，24-石墨烯层，25-正极连接处，26-负极连接处。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
实施例1
如图1~3所示，一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯1和与裸电芯1并联的短路保护装置2，短路保护装置2包裹于裸电芯1，短路保护装置2包括正极板21、负极板22、绝缘层23和石墨烯层24，绝缘层23设置于正极板21和负极板22之间，石墨烯层24设置于正极板21与绝缘层23之间。
正极板21上设置有正极连接处25，负极板22上设置有负极连接处26，正极板21通过正极连接处25与裸电芯1的正极极耳11连接，负极板22通过负极连接处26与裸电芯1的负极极耳12连接。
石墨烯层24是由多层石墨烯薄膜堆叠而成，石墨烯层24的厚度为0.1um。正极板21为铝箔，负极板22为铜箔。正极板21的厚度为10um，负极板22的厚度为10um。绝缘层23设置为无孔绝缘材料层。绝缘层23的厚度为5um。
实施例2
如图4所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24设置于负极板22与绝缘层23之间。石墨烯层24的厚度为5um。负极板22为镍箔。正极板21的厚度为20um，负极板22的厚度为20um。绝缘层23设置为无纺布层。绝缘层23的厚度为10um。
其它的与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
如图5所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24同时设置于正极板21与绝缘层23、负极板22与绝缘层23之间。石墨烯层24的厚度为10um。正极板21的厚度为100um，负极板22的厚度为80um。绝缘层23设置为玻璃纤维层。绝缘层23的厚度为50um。
其它的与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
如图6所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24设置于正极板21与绝缘层23之间，正极板21的另一侧同时设置有石墨烯层24。石墨烯层24的厚度为8um。负极板22为镍箔。正极板21的厚度为60um，负极板22的厚度为50um。绝缘层23设置为PE隔膜纸层、PP隔膜纸层或PET隔膜纸层。绝缘层23的厚度为30um。
其它的与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5
如图7所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24设置于负极板22与绝缘层23之间，负极板22的另一侧同时设置有石墨烯层24。石墨烯层24的厚度为25um。所述正极板21为铝箔，所述负极板22为铜箔或镍箔。正极板21的厚度为120um，负极板22的厚度为120um。绝缘层23设置为陶瓷涂覆隔膜纸层。绝缘层23的厚度为60um。
其它的与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例6
如图8所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24同时设置于正极板21与绝缘层23、负极板22与绝缘层23之间，正极极板21的另一侧和负极板22的另一侧同时设置有石墨烯层24。而且，本实施例中的石墨烯层24是复合在正/负极板上。石墨烯层24的厚度为50um。负极板22为镍箔。正极板21的厚度为200um，负极板22的厚度为200um。绝缘层23设置为陶瓷涂覆隔膜纸层。绝缘层23的厚度为100um。
其它的与实施例1相同，这里不再赘述。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。
2.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间时，所述正极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
3.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间时，所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
4.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间时，所述正极极板的另一侧和所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。
5.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述正极板上设置有正极连接处，所述负极板上设置有负极连接处，所述正极板通过所述正极连接处与所述裸电芯的正极极耳连接，所述负极板通过所述负极连接处与所述裸电芯的负极极耳连接。
6.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述石墨烯层的厚度为0.1~50um。
7.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述正极板为铝箔，所述负极板为铜箔或镍箔。
8.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述正极板的厚度为10~200um，所述负极板的厚度为10~200um。
9.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述绝缘层设置为无孔绝缘材料层、无纺布层、玻璃纤维层、PE隔膜纸层、PP隔膜纸层、PET隔膜纸层或陶瓷涂覆隔膜纸层。
10.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：所述绝缘层的厚度为5-100um。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108054335A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-05-18 | 金山电化工业（惠州）有限公司 | 一种受热自动短路的圆柱电池 |
| CN109148941A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 江苏海基新能源股份有限公司 | 一种高安全锂离子电池及针刺方法 |
| CN109980170A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电极组件及电池 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108054335A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-05-18 | 金山电化工业（惠州）有限公司 | 一种受热自动短路的圆柱电池 |
| CN108054335B (zh) * | 2017-10-19 | 2024-04-12 | 东莞金山电池有限公司 | 一种受热自动短路的圆柱电池 |
| CN109980170A (zh) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电极组件及电池 |
| US11127955B2 (en) | 2017-12-28 | 2021-09-21 | Ningde Amperex Technology Limited | Electrode assembly and battery |
| CN109980170B (zh) * | 2017-12-28 | 2022-08-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电极组件及电池 |
| CN109148941A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-04 | 江苏海基新能源股份有限公司 | 一种高安全锂离子电池及针刺方法 |
| CN109148941B (zh) * | 2018-08-29 | 2023-06-30 | 江苏海基新能源股份有限公司 | 一种高安全锂离子电池及针刺方法 |
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