CN211829006U

CN211829006U - 锂离子电池

Info

Publication number: CN211829006U
Application number: CN201922365330.1U
Authority: CN
Inventors: 洪斯凡; 刘荣江; 王理
Original assignee: Huizhou Yiwei Energy Battery Co ltd
Current assignee: Eve Energy Co Ltd
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2020-10-30
Anticipated expiration: 2029-12-25

Abstract

本实用新型涉及电池领域，公开了一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜及热敏电阻功能层；正极片包括正极集流体及正极活性物质层，正极集流体包括正极空箔区及正极涂布区；负极片包括负极集流体及负极活性物质层，负极集流体包括负极空箔区及负极涂布区；热敏电阻功能层包括第一低熔电阻涂层、热敏电阻涂层及第二低熔电阻涂层，第一低熔电阻涂层涂布在正极空箔区或负极空箔区，热敏电阻涂层涂布在第一低熔电阻涂层远离正极空箔区或负极空箔区的一侧面，第二低熔电阻涂层涂布在热敏电阻涂层远离第二低熔电阻涂层的一侧面。本锂离子电池的安全性更高，能够有效避免在过充、过放和短路等极端条件下引发火灾等安全事故。

Description

锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别是涉及一种锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其无记忆效应，能量密度高、长循环寿命、环境友好等优点而受到人们的青睐，并广泛应用于电动汽车、数码、电动工具及储能等技术领域。但是，随着科技进度和消费者安全意识提高，锂离子电池除了需要具备较高的能量密度、良好性能之外，还必须具有较高的安全可靠性，尤其是锂离子电池的安全性问题越来越受到重视。

目前，改善电池安全的途径主要有两种，分别为调整材料体系和调整电池结构。由于受限于产品运用，调整材料体系会导致电池性能下降。也有很多开发者致力于调整结构来改善电池安全性，例如采用压敏材料、过充材料、PTC 材料等新材料来替代电极极耳，但是引入的新材料同样会影响电池性能，且对锂离子电池的安全性的改善力度较小。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种安全性更高的锂离子电池。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种锂离子电池，包括：

正极片，所述正极片包括正极集流体及正极活性物质层，所述正极集流体包括正极空箔区及正极涂布区，所述正极活性物质层涂布于所述正极涂布区上；

负极片，所述负极片包括负极集流体及负极活性物质层，所述负极集流体包括负极空箔区及负极涂布区，所述负极活性物质层涂布于所述负极涂布区上；

隔离膜，所述隔离膜间隔于所述正极片与所述负极片之间；及

热敏电阻功能层，所述热敏电阻功能层包括第一低熔电阻涂层、热敏电阻涂层及第二低熔电阻涂层，所述第一低熔电阻涂层涂布在所述正极空箔区或所述负极空箔区上，所述热敏电阻涂层涂布在所述第一低熔电阻涂层远离所述正极空箔区或所述负极空箔区的一侧面上，所述第二低熔电阻涂层涂布在所述热敏电阻涂层远离所述第二低熔电阻涂层的一侧面上。

在其中一种实施方式，所述锂离子电池还包括正极耳及负极耳，所述热敏电阻功能层涂布在所述正极空箔区上，所述正极耳设置于所述正极空箔区上且与所述热敏电阻功能层的位置相错开，所述负极耳设置于所述负极空箔区上。

在其中一种实施方式，所述锂离子电池还包括正极耳及负极耳，所述热敏电阻功能层涂布在所述负极空箔区上，所述负极耳设置于所述负极空箔区上且与所述热敏电阻功能层的位置相错开，所述正极耳设置于所述正极空箔区上。

在其中一种实施方式，所述锂离子电池还包括外壳，所述外壳内部开设有容纳腔，所述容纳腔被所述隔离膜分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述正极片容置于所述第一腔室内，所述负极片容置于所述第二腔室内。

在其中一种实施方式，所述第一低熔电阻涂层及所述第二低熔电阻涂层的材质均为石蜡、EVA树脂、微晶腊、聚乙烯腊和聚丙烯蜡其中任意一种。

在其中一种实施方式，所述热敏电阻涂层为钛酸钡涂层或氧化钒环氧树脂- 碳黑复合物涂层。

在其中一种实施方式，所述热敏电阻功能层的厚度为5μm～100μm。

在其中一种实施方式，所述第一低熔电阻涂层及所述第二低熔电阻涂层的厚度均为5μm～100μm。

在其中一种实施方式，所述热敏电阻涂层的厚度为5μm～100μm。

在其中一种实施方式，所述锂离子电池为卷绕型锂离子电池。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

热敏电阻功能层的热敏电阻涂层为具有PTC热敏电阻特性的材料涂层，当锂离子电池的温度升高时，热敏电阻功能层的电阻增加，当锂离子电池的温度升高至一定温度后，热敏电阻功能层的电阻值跃变升高，以使锂离子电池停止工作，从而有效避免在过充、过放和短路等极端条件下引发火灾等安全事故，消除锂离子电池的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型另一实施方式的锂离子电池的结构示意图。

图2为本实用新型另一实施方式的锂离子电池的热敏电阻功能层的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

一实施方式，一种锂离子电池，包括正极片、负极片、隔离膜及热敏电阻功能层。所述正极片包括正极集流体及正极活性物质层，所述正极集流体包括正极空箔区及正极涂布区，所述正极活性物质层涂布于所述正极涂布区上。所述负极片包括负极集流体及负极活性物质层，所述负极集流体包括负极空箔区及负极涂布区，所述负极活性物质层涂布于所述负极涂布区上。所述隔离膜间隔于所述正极片与所述负极片之间。所述热敏电阻功能层包括第一低熔电阻涂层、热敏电阻涂层及第二低熔电阻涂层，所述第一低熔电阻涂层涂布在所述正极空箔区上，所述热敏电阻涂层涂布在所述第一低熔电阻涂层远离所述正极空箔区的一侧面上，所述第二低熔电阻涂层涂布在所述热敏电阻涂层远离所述第二低熔电阻涂层的一侧面上。

进一步地，所述锂离子电池还包括正极耳及负极耳，所述热敏电阻功能层涂布在所述正极空箔区上，所述正极耳设置于所述正极空箔区上且与所述热敏电阻功能层的位置相错开，所述负极耳设置于所述负极空箔区上。需要说明的是，当热敏电阻功能层涂布在正极空箔区上时，热敏电阻功能层的涂布区需要小于正极空箔区，如此避免热敏电阻功能层会影响正极片与正极耳之间的电传递。

另一实施方式，请参阅图1及图2，一种锂离子电池10，包括正极片110、负极片120、隔离膜130及热敏电阻功能层140。所述正极片110包括正极集流体及正极活性物质层，所述正极集流体包括正极空箔区及正极涂布区，所述正极活性物质层涂布于所述正极涂布区上。所述负极片120包括负极集流体及负极活性物质层，所述负极集流体包括负极空箔区及负极涂布区，所述负极活性物质层涂布于所述负极涂布区上。所述隔离膜130间隔于所述正极片110与所述负极片120之间。所述热敏电阻功能层140包括第一低熔电阻涂层141、热敏电阻涂层142及第二低熔电阻涂层143，所述第一低熔电阻涂层141涂布在所述负极空箔区上，所述热敏电阻涂层142涂布在所述第一低熔电阻涂层141远离所述负极空箔区的一侧面上，所述第二低熔电阻涂层143涂布在所述热敏电阻涂层142远离所述第二低熔电阻涂层143的一侧面上。

需要说明的是，热敏电阻功能层140的热敏电阻涂层142为具有PTC热敏电阻特性的材料涂层，当锂离子电池10的温度升高时，热敏电阻功能层140的电阻增加，当锂离子电池10的温度升高至一定温度后，热敏电阻功能层140的电阻值跃变升高，以使锂离子电池10停止工作，从而有效避免在过充、过放和短路等极端条件下引发火灾等安全事故，消除锂离子电池10的安全隐患。尤其是第一低熔电阻涂层141和第二低熔电阻涂层143选用难溶物质，以阻止热敏电阻涂层142与电解液的反应，来保护电解液和热敏电阻涂层142，从而避免电池性能变劣和热敏电阻功能层140失效。

进一步地，请参阅图1，所述锂离子电池10还包括正极耳及负极耳150，所述热敏电阻功能层140涂布在所述负极空箔区上，所述负极耳150设置于所述负极空箔区上且与所述热敏电阻功能层140的位置相错开，所述正极耳150 设置于所述正极空箔区上。需要说明的是，当热敏电阻功能层140涂布在负极空箔区上时，热敏电阻功能层140的涂布区需要小于负极空箔区，如此避免热敏电阻功能层140会影响负极片120与负极耳150之间的电传递。

进一步地，所述第一低熔电阻涂层141及所述第二低熔电阻涂层143均为不溶于电解液的涂层，其在电解液中的溶胀度小于100％。例如，所述第一低熔电阻涂层141及所述第二低熔电阻涂层143的材质均为石蜡、EVA树脂、微晶腊、聚乙烯腊和聚丙烯蜡其中任意一种。例如，所述第一低熔电阻涂层141为石蜡层、EVA树脂层、微晶腊层、聚乙烯腊层或聚丙烯蜡层。例如，所述第二低熔电阻涂层143为石蜡涂层、EVA树脂涂层、微晶腊涂层、聚乙烯腊涂层或聚丙烯蜡涂层。

进一步地，所述热敏电阻涂层142的居里温度点为50℃～130℃。例如，所述热敏电阻涂层142为钛酸钡涂层或氧化钒环氧树脂-碳黑复合物涂层。需要说明的是，钛酸钡和氧化钒环氧树脂-碳黑复合物均具有PTC热敏电阻特性且为强介电化合物材料，具有高介电常数和低介电损耗。

进一步地，请参阅图2，所述热敏电阻功能层140的厚度为5μm～100μm。例如，所述热敏电阻功能层140的厚度为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、 30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、 85μm、90μm、95μm或100μm。如此以极小厚度达到较好的PTC热敏电阻功能。

进一步地，请参阅图2，所述第一低熔电阻涂层141及所述第二低熔电阻涂层143的厚度均为5μm～100μm。例如，所述第一低熔电阻涂层141的厚度为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、 65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm或100μm。所述第二低熔电阻涂层143的厚度为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、 45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm 或100μm。

进一步地，请参阅图2，所述热敏电阻涂层142的厚度为5μm～100μm。例如，所述热敏电阻涂层142的厚度为5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、 35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、 90μm、95μm或100μm。如此以极小厚度达到较好的PTC热敏电阻功能。

一实施方式，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体是铜箔。

一实施方式，所述锂离子电池10还包括外壳，所述外壳内部开设有容纳腔，所述容纳腔被所述隔离膜130分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述正极片110容置于所述第一腔室内，所述负极片120容置于所述第二腔室内。

一实施方式，请参阅图1，所述锂离子电池10为卷绕型锂离子电池。

上述任一实施方式的所述热敏电阻功能层140形状不受限，根据具体极片尺寸、电池结构而定，所述第一低熔电阻涂层141及所述第二低熔电阻涂层143 覆盖住所述热敏电阻涂层142。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

热敏电阻功能层140的热敏电阻涂层为具有PTC热敏电阻特性的材料涂层，当锂离子电池10的温度升高时，热敏电阻功能层140的电阻增加，当锂离子电池10的温度升高至一定温度后，热敏电阻功能层140的电阻值跃变升高，以使锂离子电池10停止工作，从而有效避免在过充、过放和短路等极端条件下引发火灾等安全事故，消除锂离子电池10的安全隐患。尤其是第一低熔电阻涂层141 和第二低熔电阻涂层143选用难溶物质，以阻止热敏电阻涂层142与电解液的反应，来保护电解液和热敏电阻涂层142，从而避免电池性能变劣和热敏电阻功能层140失效。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括正极耳及负极耳，所述热敏电阻功能层涂布在所述正极空箔区上，所述正极耳设置于所述正极空箔区上且与所述热敏电阻功能层的位置相错开，所述负极耳设置于所述负极空箔区上。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括正极耳及负极耳，所述热敏电阻功能层涂布在所述负极空箔区上，所述负极耳设置于所述负极空箔区上且与所述热敏电阻功能层的位置相错开，所述正极耳设置于所述正极空箔区上。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，还包括外壳，所述外壳内部开设有容纳腔，所述容纳腔被所述隔离膜分隔成相互独立的第一腔室及第二腔室，所述正极片容置于所述第一腔室内，所述负极片容置于所述第二腔室内。

5.根据权利要求1～4中任一所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一低熔电阻涂层及所述第二低熔电阻涂层的材质均为石蜡、EVA树脂、微晶腊、聚乙烯腊和聚丙烯蜡其中任意一种。

6.根据权利要求1～4中任一所述的锂离子电池，其特征在于，所述热敏电阻涂层为钛酸钡涂层或氧化钒环氧树脂-碳黑复合物涂层。

7.根据权利要求1～4中任一所述的锂离子电池，其特征在于，所述热敏电阻功能层的厚度为5μm～100μm。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述第一低熔电阻涂层及所述第二低熔电阻涂层的厚度均为5μm～100μm。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述热敏电阻涂层的厚度为5μm～100μm。

10.根据权利要求1～4中任一所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为卷绕型锂离子电池。