CN208819977U - 一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构 - Google Patents
一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，包括壳体、正极片、负极片、隔膜、电解液、正极耳和负极耳，所述正极片和负极片采用卷绕结构排列在电池内部，隔膜设置在正极片和负极片之间,所述负极耳为可熔断的铝转镍极耳。本实用新型的一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，设计科学合理，当外部短路时，电流过大，负极耳产生熔断，将电池与外部因素隔开，阻止电池内部继续短路，减少发热，避免电池内部短路发热引起爆炸损坏数码产品甚至人身安全。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、体积小、重量轻、可快速放电、效率高、使用寿命长、安全性能好、无记忆效应、工作温度范围宽、无环境污染等优点，使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面得到了广泛的应用。在手机、笔记本电脑市场，它已经完全取代其他电池。
锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解液嵌入负极，负极处于富锂状态；放电是则相反。
随着手机、pad产品等数码产品的日益广泛使用，时有发生因锂离子电池的内外部因素发热起火爆炸导致数码产品损毁事件，人们对锂离子电池的安全性能越来越重视、要求也越来越高。而目前的锂离子电池在外部（过充、短路）因素的影响下，存在一定的安全隐患。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，提高锂离子电池的安全性。
一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，包括壳体、正极片、负极片、隔膜、电解液、正极耳和负极耳，所述正极片和负极片采用卷绕结构排列在电池内部，隔膜设置在正极片和负极片之间,所述负极耳为可熔断的铝转镍极耳。
进一步的，所述可熔断的铝转镍极耳包括铝带和镍带，铝带和镍带用高温熔断热敏内阻材料带连接。
更进一步的，所述铝带上还设有极耳胶。
更进一步的，所述高温熔断热敏内阻材料带，宽度3-5mm、长度5±1mm、厚度100±5μm。
更进一步的，所述可熔断的铝转镍极耳，宽度为3-5mm，厚度100±5μm。
进一步的，所述正极片为钴酸锂正极片、三元材料正极片、或锰酸锂正极片，密度19-21.5mg.cm-2，片状，负极片为人造石墨、天然石墨负极片，密度8-11mg.cm-2，片状。
进一步的，所述正极耳为常规铝材质极耳，宽度为3-5mm，厚度80±5μm。
进一步的，所述隔膜为陶瓷涂层隔膜，设有厚度为4μm的氧化铝涂层。
本实用新型的一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，设计科学合理，当外部短路时，电流过大，负极耳产生熔断，将电池与外部因素隔开，阻止电池内部继续短路，减少发热，避免电池内部短路发热引起爆炸损坏数码产品甚至人身安全。
附图说明
图1为一实施例的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构的示意图。
图2为图1中负极耳的展开示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例及附图对本实用新型的一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构作进一步详细描述。
如图1和图2所示，一较佳实施例中，本实用新型的一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，包括壳体1、正极片2、负极片3、隔膜4、电解液5、正极耳6和负极耳7，所述正极片2和负极片3采用卷绕结构排列在电池内部，隔膜4设置在正极片2和负极片3之间；所述负极耳7为可熔断的铝转镍极耳。所述可熔断的铝转镍极耳包括铝带71和镍带72，铝带71和镍带72用高温熔断热敏内阻材料带73连接，所述铝带71上还设有极耳胶74。上述高温熔断热敏内阻材料带73具有良好的柔韧性，在同一折点，用手将其180°对折6次不会断裂，而且电导率高，电导率高，接近铝极耳（2.9*10-8）Ωm，当温度大于100℃时，其热敏内阻开始随温度增大而增大，当温度大于200℃时，自行熔断，当外部因素短路、大电流（大于5C）充电时，特殊材质处发热，温度大于200℃，自行熔断；将电池与外部因素隔开，阻止电池内部继续短路，减少发热，避免电池内部短路发热引起爆炸损坏数码产品甚至人身安全。上述高温熔断热敏内阻材料带73可以采用PPTC功能材料，即聚合物基正温度系数材料，是利用导电粒子与结晶或半结晶的聚合物复合制的的一种新型功能材料。在常温下，材料中的导电粒子形成低电阻的链状结构，使之处于导通状态，当温度升高到PPTC器件的开关温度时，由于材料中晶体相的融化而使导电粒子所形成的链发生断裂，材料的电阻将大幅度地提高，因而可以起到保护电路的作用。一旦PPTC器件的温度下降，PPTC器件又将恢复到原来状态，形成导通状态。PPTC材料原料易得，价格便宜，加工成型工艺简单，具有高分子材料的许多有异性能。
为了保证熔断效果及电池质量，所述高温熔断热敏内阻材料带73，宽度3-5mm、长度5±1mm、厚度100±5μm；所述可熔断的铝转镍极耳，宽度为3-5mm，厚度100±5μm；所述正极片2为钴酸锂正极片、三元材料正极片、或锰酸锂正极片，制成密度19-21.5mg.cm-2，片状，负极片3为人造石墨、天然石墨负极片，制备成密度8-11mg.cm-2，片状；所述正极耳6为常规铝材质极耳，宽度为3-5mm，厚度80±5μm；所述隔膜4为陶瓷涂层隔膜，涂层厚度为4μm氧化铝，因陶瓷涂层氧化铝本身的耐热性能，减少隔膜收缩，防止电芯内部短路。
为了提高电池性能，所述电解液5为高温功能型电解液，电解液中含有特殊功能的添加剂，特殊功能的添加剂为VC、PMS、SA、MA等中的一种或多种。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
Claims (7)
1.一种可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，包括壳体、正极片、负极片、隔膜、电解液、正极耳和负极耳，所述正极片和负极片采用卷绕结构排列在电池内部，隔膜设置在正极片和负极片之间,其特征在于：所述负极耳为可熔断的铝转镍极耳；所述可熔断的铝转镍极耳包括铝带和镍带，铝带和镍带用高温熔断热敏内阻材料带连接。
2.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述铝带上还设有极耳胶。
3.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述高温熔断热敏内阻材料带，宽度3-5mm、长度5±1mm、厚度100±5μm。
4.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述可熔断的铝转镍极耳，宽度为3-5mm，厚度100±5μm。
5.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述正极片为钴酸锂正极片、三元材料正极片、或锰酸锂正极片，密度19-21.5mg.cm-2，片状，负极片为人造石墨、天然石墨负极片，密度8-11mg.cm-2，片状。
6.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述正极耳为常规铝材质极耳，宽度为3-5mm，厚度80±5μm。
7.根据权利要求1所述的可防止外短路的聚合物锂离子电池结构，其特征在于：所述隔膜为陶瓷涂层隔膜，设有厚度为4μm的氧化铝涂层。
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|---|---|---|---|---|
| CN110203072A (zh) * | 2019-06-18 | 2019-09-06 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 热失控防护装置、电源装置及热失控防护方法 |
| CN112946491A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-11 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种三元锂离子电池安全性的测试装置及其方法 |
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