CN208234832U

CN208234832U - 胶纸、电芯及电池

Info

Publication number: CN208234832U
Application number: CN201721899240.5U
Authority: CN
Inventors: 杨文超; 范鑫铭; 吴翔; 肖质文
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2017-12-29
Filing date: 2017-12-29
Publication date: 2018-12-14
Anticipated expiration: 2027-12-29

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种胶纸、电芯及电池，其中，胶纸包括基材层、导热介质层和第一粘接剂层，所述导热介质层位于所述基材层和所述第一粘接剂层之间，所述导热介质层的导热系数大于所述基材层和所述第一粘接剂层。上述胶纸中，在基材层和第一粘接剂层之间设置有导热介质层，该导热介质层的导热系数大于基材层和第一粘接剂层，因此，该胶纸的热传导性能较好，用作电芯的头部胶时，能够提高阻流器与电芯主体之间的传热效率，进而可以提高阻流器的触发灵敏度，改善阻流器对电芯的保护作用。

Description

胶纸、电芯及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种胶纸、电芯及电池。

背景技术

现有技术中的电池结构中，一般会将电芯串联一个阻流器，当电芯异常升温时，该阻流器能切断或大幅降低电芯充放电电流，从而起到保护电池的作用。

目前，阻流器一般通过胶水粘接在电芯的主体上，但经常会出现阻流器起翘，从而导致主体与阻流器之间的传热受阻，进而导致阻流器触发(切断或大幅降低电流)动作存在较长延迟，因此，往往会出现电芯温度已经异常升高，阻流器仍不动作，或者阻流器动作时电芯已经达到过充状态，阻流器未起到保护电芯的作用。

实用新型内容

本实用新型公开了一种胶纸、电芯及电池，用于改善阻流器对电芯的保护作用。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种胶纸，包括基材层、导热介质层和第一粘接剂层，所述导热介质层位于所述基材层和所述第一粘接剂层之间，所述导热介质层的导热系数大于所述基材层和所述第一粘接剂层。

上述胶纸中，在基材层和第一粘接剂层之间设置有导热介质层，该导热介质层的导热系数大于基材层和第一粘接剂层，因此，由于导热介质层的设置，增强了该胶纸的热传导性能，从而，该胶纸能够提高阻流器与电芯主体之间的传热效率，进而提高阻流器的触发灵敏度，使阻流器在电池过充前触发，减小或切断电流，改善阻流器对电芯的保护作用。

可选地，所述导热介质层的边沿不超出所述基材层和所述第一粘接剂层。

可选地，所述胶纸还包括第一电绝缘层，所述第一电绝缘层设置于所述导热介质层和所述第一粘接剂层之间。

可选地，所述胶纸还包括第二电绝缘层，所述第二电绝缘层沿所述导热介质层的边缘设置。

可选地，所述导热介质层包括金属氧化物、碳化物或者氮化物材料。

可选地，所述导热介质层为Al₂O₃、MgO、ZnO、SiO₂、BeO、BN、AlN、Si₃N₄和SiC中的至少一种。

可选地，所述导热介质层的厚度为5-100um，所述基材层的厚度为5-100um，所述导热介质层与所述基材层的厚度比为0.1-5。

可选地，所述胶纸还包括第二粘接剂层，所述基材层位于所述第一粘接剂层和所述第二粘接剂层之间。

一种电芯，包括主体、阻流器和如上述任一项所述的胶纸，所述胶纸粘接于所述主体上，所述阻流器粘贴于所述胶纸上。

可选地，所述主体包括第一密封边；所述胶纸粘接到所述第一密封边上。

可选地，所述主体还包括第一侧壁，所述第一侧壁与所述第一密封边相邻，所述胶纸还粘接到所述第一侧壁。

可选地，所述主体包括第一密封边，所述胶纸包覆所述第一密封边的截面。

一种电池，包括上述任一技术方案中所述的电芯。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种胶纸的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例提供的一种胶纸的结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的一种胶纸的结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例提供的一种胶纸的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例提供的一种胶纸的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种电芯的结构示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种电芯的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1～图5所示，本实用新型实施例提供的一种胶纸，包括基材层1、导热介质层2和第一粘接剂层3，其中，导热介质层2位于基材层1和第一粘接剂层3之间，导热介质层2的导热系数大于基材层1的导热系数、且大于第一粘接剂层3的导热系数。

上述胶纸中，在基材层1和第一粘接剂层3之间设置有导热介质层2，该导热介质层2的导热系数大于基材层1和第一粘接剂层3，因此，由于导热介质层2的设置，增强了该胶纸的热传导性能，从而，该胶纸能够提高阻流器与电芯主体之间的传热效率，进而提高阻流器的触发灵敏度，使阻流器在电池过充前触发，减小或切断电流，改善阻流器对电芯的保护作用。

如图2～图5所示，一种具体的实施例中，导热介质层2的边沿不超出基材层1和第一粘接剂层3，即导热介质层2的边沿相对于第一粘接剂层3边沿内缩一定尺寸。

可选地，导热介质层2的边沿可相对于第一粘接剂层3的边沿内缩0.3-3mm。

由于导热介质层2边沿相对于第一粘接剂层3边沿内缩一定尺寸，从而，该胶纸的边沿截面处不会暴露出导热介质层2的材料(很多导热介质材料都具有导电性)，进而，该胶纸在贴合工艺过程中以及后续的电芯组装工艺过程中都可以避免出现短路风险。

如图3和图4所示，一种具体的实施例中，导热介质层2可以仅设置于胶纸用于对应粘贴阻流器的区域(如图3和图4中的A区域)内，即，胶纸只在粘贴阻流器的区域上设置导热介质层2。

目前的电芯结构中，胶纸粘贴于电芯主体上，阻流器粘贴于胶纸上，进而，仅在胶纸粘贴阻流器的区域上设置导热介质层2，就可以达到提高阻流器与电芯主体之间传热效率的效果。

如图4所示，一种具体的实施例中，基材层1在区域A内可以设置有开口(如图4中的镂空部分B)，从而使阻流器可以直接粘贴于导热介质层2上，进而，可以提高阻流器与电芯主体之间的传热效率。

如图5所示，一种具体的实施例中，本实用新型实施例提供的胶纸还可以包括第一电绝缘层4，具体地，该第一电绝缘层4设置于导热介质层2和第一粘接剂层3之间；可选地，该第一电绝缘层4的厚度可以为10um左右。

该第一电绝缘层4可以避免第一粘接剂层3不均匀时导热介质层2与电芯主体1之间产生接触，从而可以避免由于导热介质层2引起的短路风险。

如图2～图4所示，进一步地，本实用新型实施例提供的胶纸还可以包括第二电绝缘层5，该第二电绝缘层5沿导热介质层2的边缘设置。可选地，该第二电绝缘层5可以为电绝缘材料涂层或者电绝缘热封胶。

如图1～图5所示，本申请的一种具体的实施例中，导热介质层2可以选取导热效率高且绝缘性能较好的材料，例如金属氧化物材料、碳化物材料或者氮化物材料。

具体地，导热介质层2可以为Al₂O₃、MgO、ZnO、SiO₂、BeO、BN、AlN、Si₃N₄或者SiC材料中的至少一种。

如图1～图5所示，本申请的一种具体的实施例中，导热介质层2的厚度可以为5-100um，可选地，例如40um～50um；基材层1的厚度可以为5-100um，可选地，例如20um～25um。

进一步地，导热介质层2与基材层1的厚度比可以为0.1-5。

另外，如图6和图7所示，本实用新型实施例还提供了一种电芯，该电芯包括上述任一实施例中的胶纸8；具体地，该电芯还包括主体6和阻流器70，胶纸8粘接于主体6上，阻流器70设置于胶纸上，胶纸8位于电芯主体6和阻流器70之间。

一种具体的实施例中，胶纸还可以包括第二粘接剂层，该第二粘接剂层位于阻流器70和基材层1之间，即，胶纸8朝向阻流器70的一侧可以具有粘性，阻流器70直接粘贴于胶纸8上。

另一种具体的实施例中，胶纸8朝向阻流器70的一侧不具有粘性；阻流器70通过绝缘粘接件固定于胶纸8上。

具体地，该绝缘粘接件可以包括双面胶，胶水或者胶带中的一种或几种。例如，如图7所示，绝缘粘接件可以包括双面胶91和胶带92，双面胶91位于胶纸8和阻流器70之间，阻流器70位于胶纸8与胶带92之间。

如图6和图7所示，一种具体的实施例中，主体6可以设有第一密封边60；胶纸8粘接于第一密封边60上。

进一步地，主体6还包括第一侧壁63，该第一侧壁63与第一密封边60相邻；具体地，胶纸8还可以粘接到该第一侧壁63上。

可选地，胶纸8还包覆第一密封边60的边沿截面，从而可以避免第一密封边60的截面处暴露出铝层，进而可以防止发生电化学腐蚀或者短路。

进一步地，主体6还包括第一极耳61和第二极耳62，第一极耳61与第二极耳62的极性相反，且该第一极耳61和第二极耳62从第一密封边60伸出。

如图6和图7所示，一种具体的实施例中，阻流器70可以设置于第一密封边60上；并且，阻流器70与第一极耳61电耦合。

具体地，电芯还包括第一连接端子71，阻流器70与第一连接端子71电耦合，第一连接端子71与第一极耳61电耦合。

进一步地，电芯还可以包括第二连接端子72，该第二连接端子72与阻流器70电耦合，第一连接端子71和第二连接端子72通过阻流器70连接成一条电流通路，以用于接入电芯主体6的充放电电路中。

具体地，电芯还可以包括转接片73，第一连接端子71和该转接片73电耦合，该转接片73和第一极耳61电耦合，即该转接片73连接于第一连接端子71和第一极耳61之间。

进一步地，电芯中还可以包括转出片74，该转出片74与第二连接端子72电耦合，用于将充放电电流传导至外部用电器件。

如图6所示，一种具体的实施例中，阻流器70可以包括PTC(Positive TemperatureCoefficient)热敏电阻，PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻，超过一定的温度(居里温度)时，它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高。例如，陶瓷PTC热敏电阻在居里温度以下具有小电阻，居里温度以上电阻阶跃性增加1000倍～百万倍。

具体地，阻流器70未触发时，电芯主体6的充放电电流不经过PTC热敏电阻，即PTC热敏电阻不接入电芯主体6的充放电电路中，而当阻流器20触发后，PTC热敏电阻即接入电芯主体6的充放电电路中，从而使充放电电路中的电阻大幅度增加，进而使充放电电流大幅度减小，甚至接近为零，因此达到保护电芯的作用。

另一种具体的实施例中，阻流器70可以包括热敏开关，例如金属弹片开关；具体地，阻流器70未触发时，热敏开关处于闭合状态，允许充放电电流通过；当阻流器70触发后，热敏开关断开，以使充放电电流被切断，从而达到保护电芯的作用。

再或者，阻流器70也可以包括电流保险丝；具体地，超过一定温度时，电流保险丝熔断，从而切断充放电电流，以达到保护电芯的作用。

另外，本实用新型实施例还提供了一种电池，该电池包括上述实施例中的电芯。

接下来，以电容量为3Ah的电芯为例，对下述各例中的电芯做过充测试、并通过测试结果来分析各例电芯的安全性；过充是指电芯主体温度升高至发生燃烧或爆炸反应的临界状态。具体地，过充测试的操作为以1C的倍率过充到12V，并在12V的电压下保持2小时。

各例电芯的具体情况如下：

对比例，电芯主体的表面粘贴常规胶纸，阻流器通过双面胶粘贴于该常规胶纸上；具体地，该常规胶纸包括两层结构，依次为基材层和第一粘接剂层。

实施例一，电芯主体的表面粘贴胶纸，阻流器通过双面胶粘贴于该胶纸上；具体地，该胶纸包括三层结构，依次为基材层、导热介质层和第一粘接剂层。

实施例二，电芯主体的表面粘贴胶纸，阻流器通过双面胶粘贴于该胶纸上；具体地，该胶纸包括四层结构，依次为基材层、导热介质层、绝缘层和第一粘接剂层。

实施例三，电芯主体的表面粘贴胶纸，阻流器通过双面胶粘贴于该胶纸上；具体地，该胶纸包括三层结构，依次为基材层、导热介质层和第一粘接剂层；进一步地，胶纸只在粘贴阻流器的区域上设置导热介质层，且基材层在该区域设有开口，阻流器通过该开口直接粘贴于导热介质层上。

表1 实施例与对比例的过充测试结果

表1为各例电芯过充测试的测试结果，其中，过充通过率数据中，分母为过充测试次数，分子为过充测试通过的次数；由表1可以看出，本实用新型实施例(实施例一至实施例三)提供的电芯的过充测试通过率相对于现有技术(对比例)中的常规电芯的过充测试通过率有了明显的提高；并且，本实用新型实施例(实施例一至实施例三)提供的几种电芯的阻流器触发平均温度也显著低于现有技术(对比例)中的常规电芯的阻流器触发平均温度，具体地，阻流器触发平均温度即阻流器触发时温度的平均值；因此，综上测试结果可以看出，本实用新型实施例(实施例一至实施例三)提供的电芯的阻流器可以更加及时地触发，能够更有效地避免电芯主体达到过充状态，从而可以更有效地保护电芯。进而，也可以得出，本实用新型实施例(实施例一至实施例三)中所涉及的几种胶带的导热性能较好。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种胶纸，包括基材层、导热介质层和第一粘接剂层，所述导热介质层位于所述基材层和所述第一粘接剂层之间，所述导热介质层的导热系数大于所述基材层和所述第一粘接剂层。

2.根据权利要求1所述的胶纸，其中，所述导热介质层的边缘不超出所述基材层和所述第一粘接剂层。

3.根据权利要求1所述的胶纸，其中，还包括第一电绝缘层，所述第一电绝缘层设置于所述导热介质层和所述第一粘接剂层之间。

4.根据权利要求1所述的胶纸，其中，还包括第二电绝缘层，所述第二电绝缘层沿所述导热介质层的边缘设置。

5.根据权利要求1所述的胶纸，其中，所述导热介质层包括金属氧化物、碳化物或者氮化物材料。

6.根据权利要求5所述的胶纸，其中，所述导热介质层为Al₂O₃、MgO、ZnO、SiO₂、BeO、BN、AlN、Si₃N₄和SiC中的至少一种。

7.根据权利要求1～6任一项所述的胶纸，其中，所述导热介质层的厚度为5-100um，所述基材层的厚度为5-100um，所述导热介质层与所述基材层的厚度比为0.1-5。

8.根据权利要求1所述的胶纸，其中，还包括第二粘接剂层，所述基材层位于所述第一粘接剂层和所述第二粘接剂层之间。

9.一种电芯，包括主体、阻流器和如权利要求1～8中任一项所述的胶纸，所述胶纸粘接于所述主体上，所述阻流器粘贴于所述胶纸上。

10.根据权利要求9所述的电芯，其中，所述主体包括第一密封边，所述胶纸粘接到所述第一密封边上。

11.根据权利要求10所述的电芯，其中，所述主体还包括第一侧壁，所述第一侧壁与所述第一密封边相邻，所述胶纸还粘接到所述第一侧壁。

12.根据权利要求9所述的电芯，其中，所述主体包括第一密封边，所述胶纸包覆所述第一密封边的截面。

13.一种电池，包括如权利要求9～12任一项所述的电芯。