CN218827315U - 一种卷芯和电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域,具体涉及一种卷芯以及包括该卷芯的电池。卷芯由依次层叠的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片卷绕而成,第一隔膜和第二隔膜中的至少一个的尾部涂布有绝缘的可融胶层,使得卷芯的尾部形成包括一层或多层可融胶层的收尾段,可融胶层的融点不大于电池初始热失控温度;收尾段中,与涂布有所述可融胶层的第一隔膜和/或所述第二隔膜的两侧相邻的正极片和负极片的相对表面分别设置为正极空箔区和负极空箔区。本实用新型的卷芯能够预设热失控短路模式的优先级,改善热滥用;本实用新型的卷芯所得的电池能够在环境温度较低的情况下,自助引发短路,减少产热,改善电池热滥用,提高电池的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,具体涉及一种卷芯以及包括该卷芯的电池。
背景技术
随着社会的发展,人们对便携式移动办公设备的需求越来越迫切。锂离子电池由于具有能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点,成为便携式办公设备的储能工具。在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用,同时也有望成为未来电动汽车的供能系统。
为了满足人们的办公和设备作业的需求使其使用的环境也变得越来越复杂,电子设备所使用的锂离子电池必须具备较高的性能,例如在高温下作业的电子设备,需要长时间在高温环境下存储;大倍率快充的锂离子电池在充电时会产生大量的热,在密闭的电池仓中容易引起电池仓内温度过高,导致锂离子电池热失控,引发锂离子电池燃烧,容易伤及使用者、或者引发火灾。
目前,锂离子电池的安全性成为锂离子电池无法商业化的最大阻碍之一。爆炸、起火等原因都是由于锂离子电池使用不当,加之的热滥用无法通过测试导致的。传统的方法都是通过掺杂包覆、全态等方式提高正极材料和电解质的热稳定性,这些方法不仅增加了电池的成本,而且技术也不成熟,对电芯的电性能有较大影响。
因此,发明一种能够改善热失控,安全性能更高的电池非常重要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的存在的上述问题,提供一种卷芯以及包括该卷芯的电池。本实用新型的卷芯能够预设热失控短路模式的优先级,从而实现改善热滥用的效果;本实用新型的卷芯所得的电池能够在环境温度较低的情况下,自助引发短路,从而减少产热,改善电池热滥用,提高电池的安全性。
为了实现上述目的,本实用新型第一方面提供了一种卷芯,所述卷芯由依次层叠的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片卷绕而成,所述第一隔膜和所述第二隔膜中的至少一个的尾部涂布有绝缘的可融胶层,使得所述卷芯的尾部形成包括一层或多层可融胶层的收尾段,所述可融胶层的融点不大于电池初始热失控温度;所述收尾段中,与涂布有所述可融胶层的所述第一隔膜和/或所述第二隔膜的两侧相邻的所述正极片和所述负极片的相对表面分别设置为正极空箔区和负极空箔区。
在一实例中,所述可融胶层涂布于所述第一隔膜和/或所述第二隔膜尾部的一侧或两侧。
在一实例中,所述可融胶层的初始融化温度为110-125℃,完全融化温度为130-140℃。
在一实例中,所述可融胶层选自苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚烯烃动态硫化弹性体、多层共挤聚烯烃热收缩膜、定向聚苯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚烯烃合金热塑性弹性体或热塑性聚烯烃弹性体。
在一实例中,所述可融胶层的涂布区域在其相邻的所述正极片或所述负极片上的投影位于所述正极空箔区或所述负极空箔区。
在一实例中,所述可融胶层的长度为10~20mm,所述可融胶层的厚度为5~20μm。
在一实例中,所述可融胶层的长度为10~15mm,所述可融胶层的厚度为5~10μm。
在一实例中,所述正极空箔区和所述负极空箔区在所述可融胶层上的投影的重叠区域的长度为3~10mm。
在一实例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的尾部超出所述负极空箔区尾部的长度为3~7mm。
在一实例中,所述卷芯中,所述负极片两侧均未涂覆负极活性物质层的段为非活性物质段,所述非活性物质段的长度与所述卷芯宽度之比为1:(1.5-3)。
本实用新型第二方面提供了一种电池,该电池的卷芯为本实用新型第一方面所述的卷芯。
通过上述技术方案,本实用新型与现有技术相比至少具有以下优势:
(1)本实用新型的卷芯能够预设热失控短路模式的优先级;
(2)本实用新型的卷芯能够实现改善热滥用的效果;
(3)本实用新型的电池能在110℃以上的温度下,自助引发短路;
(4)本实用新型的电池的热滥用通过率高;
(5)本实用新型的电池的安全性能高。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
图1所示为本申请一实施例提供的卷芯的一种结构示意图。
图2所示为本申请一实施例提供的一种卷芯结构卷绕之前的展开结构示意图。
图3所示为本申请一实施例提供的一种卷芯结构的示意图。
图4所示为本申请实施例1提供的一种卷芯收尾段的结构示意图。
图5所示为本申请实施例2提供的一种卷芯收尾段的结构示意图。
图6所示为本申请实施例3提供的一种卷芯收尾段的结构示意图。
图7所示为本申请实施例5提供的一种卷芯收尾段的结构示意图。
图8所示为本申请实施例7提供的一种卷芯收尾段的结构示意图。
附图标记说明
1、卷芯;11、负极片;12、正极片;21、第一隔膜;22、第二隔膜;23、可融胶层;101、收尾段;102、非收尾段;111、负极空箔区;112、负极集流体;113、负极活性物质层;121、正极空箔区;122、正极集流体;123、正极活性物质层;124、正极片另一侧与空箔区相对应不涂布活性物质层的区域;125、正极片另一侧与空箔区相对应涂布有活性物质层区域;a、卷芯的宽度;a、卷芯的宽度;b、可融胶层的长度;c、可融胶层的厚度;e、隔膜长度方向;f、正极空箔区和负极空箔区在可融胶层上投影的重叠区域的长度;g、第一隔膜和第二隔膜超出负极空箔区的长度;h、负极集流体超出正极集流体的长度;j、非活性物质段的长度。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型,并不用于限制本实用新型。
电池引发热失控有四种模式,分别为正极活性材料-负极活性材料接触、正极活性材料-负极集流体接触、负极活性材料-正极集流体接触和正极集流体-负极集流体接触。其中在高温高电压下,负极活性材料-正极集流体接触是最危险的模式,两者一旦接触必然导致大量产热引发热失控,从而引发起火或爆炸。而正极集流体-负极集流体接触是危险性最小的模式,两者接触电池自放电最快,电压下降最快,产热适中,散热最快。在现有技术中,电池因热失控会随机引发上述四种模式中的一种短路模式。因此,电池的安全性低。
针对上述问题,本实用新型的发明人发现,通过预设热失控短路模式的优先级,能够改善电池热滥用,提高电池的安全性能。
本实用新型的发明人通过进一步深入研究后发现,为了能够实现预设热失控短路模式优先级的效果,可以通过在卷芯收尾段的隔膜尾部设置特殊胶层,所述特殊胶层能够在特定温度下融化,从而使发生热失控时,正极集流体-负极集流体优先接触,进而实现优先选择危险性最小的热失控短路模式。本实用新型的发明人经过大量深入研究筛选出了能够实现预设热失控短路模式优先级的卷芯结构。
本实用新型第一方面提供了一种卷芯,所述卷芯1由依次层叠的第一隔膜21、负极片11、第二隔膜22和正极片12卷绕而成,所述第一隔膜21和所述第二隔膜22中的至少一个的尾部涂布有绝缘的可融胶层23,使得所述卷芯1的尾部形成包括一层或多层可融胶层23的收尾段101,所述可融胶层23的融点不大于电池初始热失控温度;所述收尾段101中,与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21和/或所述第二隔膜21的两侧相邻的所述正极片12和所述负极片11的相对表面分别设置为正极空箔区121和负极空箔区111。
所述卷芯卷绕之前的展开结构如图2所示,为依次层叠的第一隔膜21、负极片11、第二隔膜22和正极片12。
图2所示的层叠结构,沿一方向卷绕形成卷芯,使所述第一隔膜21位于比所述第二隔膜22更靠近卷芯中心的一侧。
根据一种具体实施方式,所述卷芯的卷绕圈数可以依据实际情况的需求确定。
所述卷芯为由如图2所示的层叠结构,可以通过卷绕的方式形成如图1所示的卷绕结构。
根据一种具体的实施方式,如图3所示,所述卷芯1包括收尾段101和非收尾段102。
所述第一隔膜21和所述第二隔膜22中的至少一个(例如,一个或两个)的尾部可以涂布有绝缘的可融胶层23,使得所述卷芯1的尾部形成包括一层或多层(例如,两层、三层、四层)可融胶层23的收尾段101。
在一实施例中,所述可融胶层23涂布于所述第一隔膜21和/或所述第二隔膜22尾部的一侧或两侧。
所述第二隔膜22的尾部的一侧或两侧可以涂布有绝缘的可融胶层23,使得所述卷芯1的尾部形成包括一层或两层可融胶层23的收尾段101。如图4所示,所述第二隔膜22的尾部的一侧涂布有绝缘的可融胶层23,使得所述卷芯1的尾部形成包括一层可融胶层23的收尾段101。如图6所述,第二隔膜22的尾部的两侧涂布有绝缘的可融胶层23,使得所述卷芯1的尾部形成包括两层可融胶层23的收尾段101。
所述收尾段101,为沿卷芯缠绕的方向,以最开始出现可融胶层23的位置为起点,以所述卷芯尾部的最末端为终点(最末端指负极片11、正极片12、第一隔膜21和第二隔膜22中尾部最长的一个的末端)。
所述可融胶层23的融点不大于电池初始热失控温度,即所述可融胶层23的融点≤电池初始热失控温度。所述电池初始失控温度与所述可融胶层114的融点之差为10-30℃。
将所述可融胶层23的融点设置为不大于电池初始热失控温度,能够使可融胶层23在电池达到热失控之前融化,从而将部分或全部负极集流体112暴露,如图4所示,由于负极集流体112和正极集流体122之间的可融胶层23融化,负极集流体112和正极集流122接触形成短路,在电池发生热失控时,能够使电池优选选择正极集流体-负极集流体接触这种危险性最小的短路模式,从而通过预设热失控短路模式的优先级,改善电池的热滥用,提高电池的安全性能。
在一实例中,所述可融胶层的初始融化温度为110-125℃,完全融化温度为130-140℃。
在一实例中,所述可融胶层114的初始融化温度为110-115℃,完全融化温度为130-135℃。
在一实例中,所述可融胶层114选自苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯(TPE-U)、聚烯烃动态硫化弹性体(TPE-V)、多层共挤聚烯烃热收缩膜(POF)、定向聚苯乙烯收缩膜(OPS)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)、聚烯烃合金热塑性弹性体(TPV)或热塑性聚烯烃弹性体(TPO)。
所述收尾段101中,与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21和/或所述第二隔膜21的两侧相邻的所述正极片12和所述负极片11的相对表面可以分别设置为正极空箔区121和负极空箔区111,如图3所示,与涂布有所述可融胶层23的所述第二隔膜22的两侧相邻的所述正极片12和所述负极片11的相对面分别设置为正极空箔区121和负极空箔区111。
所述正极空箔区121为裸露的,其表面未涂覆任何物质层,正极片12的另一侧与所述正极空箔区121相对应的区域可以涂布或不涂布所述正极活性物质层123;如图4所示,正极片12的另一侧与所述正极空箔区121相对应的区域124为裸露的,不涂布所述正极活性物质层123;如图5所示,正极片12的另一侧与所述正极空箔区121相对应的区域125涂布有所述正极活性物质层123。
所述负极空箔区111为裸露的,其表面未涂覆任何物质层,负极片11的另一侧与所述负极空箔区111相对应的区域不涂布任何物质层,例如不涂覆负极活性物质层。
在一实例中,所述正极空箔区121与所述负极空箔区111相对应。可以理解的是,所述正极活性物质层123与所述负极活性层113也相对应。
根据一种具体的实施方式,所述可融胶层23的涂布区域在其相邻的所述正极片12和所述负极片11上的投影位于所述正极空箔区121和所述负极空箔区111的部分或全部区域。
如图3所示,所述可融胶层23的涂布区域在其相邻的所述正极片12上的投影位于所述正极空箔区121的部分区域,所述可融胶层23的涂布区域在其相邻的所述负极片11上的投影位于所述负极空箔区111的全部区域。
在一实例中,所述可融胶层23的涂布区域在其相邻的所述正极片12上的投影区域与所述正极活性物质层123不重叠,且所述可融胶层23的涂布区域在其相邻的所述负极片11上的投影区域与所述负极活性物质层113也不重叠,使得可融胶层23融化时,只会将负极集流体112部分或充分暴露,从而优先选择正极集流体-负极集流体接触的短路模式。
在一实例中,沿所述卷芯卷绕的方向,所述负极空箔区111的起始位置位于所述可融胶层23的涂布区域之前或与其相同。
在一实例中,沿所述卷芯卷绕的方向,所述正极空箔区121的起始位置位于所述可融胶层23的涂布区域之前或与其相同。
在一实例中,沿所述卷芯卷绕的方向,所述负极空箔区111的起始位置位于所述所述正极空箔区121的起始位置之后。
在一实例中,在非收尾段102中,所述正极片12包括正极集流体122和涂覆于正极集流体122一侧或两侧的正极活性物质层123。
在一实例中,非收尾段102中,所述负极片11包括负极集流体112和涂覆于负极集流体一侧或两侧的负极活性物质层113。
根据一种具体的实施方式,所述可融胶层23从所述第一隔膜21和/或所述第二隔膜22的末端开始涂覆。
在一实例中,所述可融胶层23的长度b为10~30mm(例如,10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm),所述可融胶层23的厚度c为5~20μm(例如,5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、14μm、15μm、16μm、17μm、18μm、19μm、20μm)。
所述可融胶层23的长度b,如图4所示,为可融胶层23涂覆起始端与末端沿隔膜长度方向e上的距离。
当所述可融胶层23的厚度c为5μm时,在10V外加电压下,所述可融胶层23不被击穿。当温度达到110℃时,所述可融胶层23开始收缩、融化,使隔膜卷曲,如图4所示,此时由于可融胶层23的收缩、融化,使第二隔膜22卷曲,将所述负极集流体112部分暴露,部分暴露的负极集流体112与所述正极集流体122接触;当温度达到130℃以上时,所述可融胶层23完全融化卷曲,可以充分将负极集流体暴露,从而充分暴露的负极集流体与所述正极集流体122充分接触,进而使电池热失控选择了危险性最小的正极集流体-负极集流接触的短路模式。
在一实例中,所述可融胶层23的长度b为10~15mm,所述可融胶层的厚度c为5~10μm。
根据一种具体的实施方式,所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为3~15mm(例如,3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm)。
重叠区域的长度f表示,在隔膜长度方向e上,重叠区域两侧之间的距离。
在一实例中,所述所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为3~12mm。
根据一种具体的实施方式,所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述负极空箔区111尾部的长度g为3~7mm(例如,3mm、4mm、5mm、6mm、7mm)。
在一实例中,所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述负极空箔区111尾部的长度g为3~5mm。
在一实例中,所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度可以相同,也可以不相同。
在一实例中,在收尾段101中,与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21和/或第二隔膜22的两侧相邻的所述负极空箔区111的尾部超过所述正极空箔区121的尾部。
在一实例中,在收尾段101中,与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21和/或第二隔膜22的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为3~10mm(例如,3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm)。
在一实例中,所述卷芯中,所述负极片11两侧均未涂覆所述负极活性物质层113的段为非活性物质段。所述非活性物质段以所述负极活性物质层113的末端为起点,以所述收尾段101的末端为终点。
根据一种具体的实施方式,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:(1.5-3)(例如,1:1.5、1:2、1:2.5、1:3)。
所述卷芯宽度a表示,如图1所示,为卷芯1两侧圆弧之间的垂直距离。
在一实例中,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:(1.5-2.5)。
本实用新型第二方面提供了一种电池,该电池的卷芯为本实用新型第一方面所述的卷芯。
所述电池所述电池除卷芯以外的结构均可以按照本领域的方式进行,均能实现预设热失控短路模式的优先级,提升电池安全性能的效果。
所述电池可以为锂离子电池。
本实用新型的电池由于含有本实用新型所述的卷芯,能够预设热失控短路模式的优先级,优选选择危险性最小的正极集流体-负极集流体接触的短路模式,提升电池的安全性能。
以下将通过对本实用新型进行详细描述。本实用新型所描述的实施例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。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法;下述实施例中所用的试剂、材料等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
以下制备例用于制备实施例和对比例使用的正极片、负极片和隔膜。
制备例
(1)正极片的制备
以钴酸锂为正极活性材料,然后加入导电剂和聚偏氟乙烯按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,随后为加入NMP溶剂,按照公知的配料工艺进行充分搅拌,过200目的筛网,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%~75%。
将正极浆料采用涂布机涂敷在铝箔集流体上;在120℃温度下烘干,制备得到初始正极极片;根据产品的需求分切极片的宽度,得到最终正极片。
(2)负极片的制备
以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%~45%。
利用涂布机将上述负极浆料涂覆铜箔集流体,在100℃温度下烘干,制备得到初始负极极片;根据产品的需求分切极片的宽度,得到最终负极片。
(3)隔膜
隔膜采用市面上售卖的隔膜,其宽度也是根据产品的需求进行分切。
以下实施例用于说明本实用新型的卷芯。
实施例1
如图4所示,本实施例为所述第二隔膜22的尾部中与正极集流体122相邻一侧涂布有绝缘的可融胶层23,形成收尾段101包括一层可融胶层23的卷芯结构;所述可融胶层23为TPE-U胶层,厚度c为9μm,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:2;所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为10mm;所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述所述负极空箔区121中尾部的长度g为5mm;与涂布有所述可融胶层23的所述第二隔膜22的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为10mm;制得厚度为4.5mm,宽度a为60mm,高度为85mm的卷芯。
实施例2
如图5所示,本实施例为所述第一隔膜21的尾部中与正极集流体122相邻一侧涂布有绝缘的可融胶层23,形成收尾段101包括一层可融胶层23的卷芯结构;所述可融胶层23为TPE-U胶层,厚度c为9μm,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:2;所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为10mm;所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述负极空箔区111中尾部的长度g为5mm;与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为10mm;制得厚度为4.5mm,宽度a为60mm,高度为85mm的卷芯。
实施例3
如图6所示,本实施例为所述第二隔膜22的尾部中与两侧涂布有绝缘的可融胶层23,形成收尾段101包括两层可融胶层23的卷芯结构;所述可融胶层23为TPE-U胶层,厚度c为9μm,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:2;所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为10mm;所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述所述负极空箔区121中尾部的长度g为5mm;与涂布有所述可融胶层23的所述第二隔膜22的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为10mm;制得厚度为4.5mm,宽度a为60mm,高度为85mm的卷芯。
实施例4
参照实施例3的方法进行,所不同的是,所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为15mm。
实施例5
如图7所示,本实施例为所述第一隔膜21的尾部两侧涂布有绝缘的可融胶层23,形成收尾段101包括两层可融胶层23的卷芯结构;所述可融胶层23为TPE-U胶层,厚度c为9μm,所述非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:2;所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为10mm;所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述负极空箔区111中尾部的长度g为5mm;与涂布有所述可融胶层23的所述第一隔膜21的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为10mm;制得厚度为4.5mm,宽度a为60mm,高度为85mm的卷芯。
实施例6
参照实施例5的方法进行,所不同的是,所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为15mm。
实施例7
如图8所示,本实施例为所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部两侧均涂布有绝缘的可融胶层23,形成收尾段101包括四层可融胶层23的卷芯结构;所述可融胶层23为TPE-U胶层;所述可融胶层的长度b为35mm,厚度c为9μm,非活性物质段的长度j与所述卷芯宽度a之比为1:2;所述正极空箔区121和所述负极空箔区111在所述可融胶层23上的投影的重叠区域的长度f为10mm;所述第一隔膜21和所述第二隔膜22的尾部超出所述负极空箔区111中尾部的长度g为5mm;与涂布有所述可融胶层23的所述第二隔膜22的两侧相邻的所述负极空箔区111超出所述正极空箔区121的尾部的长度h为10mm;制得厚度为4.5mm,宽度a为60mm,高度为85mm的卷芯。
对比例1
对比例1的卷芯没有收尾段,卷芯的尾部采用常规胶纸将其包裹。卷芯由常规正极片、常规负极和常规隔膜卷绕而成。所述常规正极片没有正极空箔区,所述常规负极片没有负极空箔区,所述常规隔膜没有涂覆可融胶层。
测试例
1、热滥用测试
将各实施例和对比例制备的锂离子电池,在热箱中以2℃/min升温到125℃、130℃、135℃和140℃并保持1h,目测电池的状态,如果电池不冒烟,不燃烧则视为热滥用测试通过,否则为不通过。由实施例和对比例制备的电池均做10次热滥用测试,测试结果以“通过测试次数/测试总次数”表示,例如,做了10次热滥用测试,其中7次通过了热滥用测试,则结果表示为“7/10”。
将结果记于表1中。
表1
通过表1可以看出,通过对比例和实施例可以看出,实施例的卷芯制得的电池热滥用的通过率明显提高,说明本实用新型的卷芯结构实现了预设控短路模式的优先级的效果,提高了电池的安全性。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式,但是,本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内,可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容,均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种卷芯,其特征在于,所述卷芯由依次层叠的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片卷绕而成,所述第一隔膜和所述第二隔膜中的至少一个的尾部涂布有绝缘的可融胶层,使得所述卷芯的尾部形成包括一层或多层可融胶层的收尾段,所述可融胶层的融点不大于电池初始热失控温度;所述收尾段中,与涂布有所述可融胶层的所述第一隔膜和/或所述第二隔膜的两侧相邻的所述正极片和所述负极片的相对表面分别设置为正极空箔区和负极空箔区。
2.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述可融胶层涂布于所述第一隔膜和/或所述第二隔膜尾部的一侧或两侧。
3.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述可融胶层的初始融化温度为110-125℃,完全融化温度为130-140℃;和/或,
所述可融胶层选自苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚烯烃动态硫化弹性体、多层共挤聚烯烃热收缩膜、定向聚苯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、聚烯烃合金热塑性弹性体或热塑性聚烯烃弹性体。
4.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述可融胶层的涂布区域在其相邻的所述正极片和所述负极片上的投影均位于所述正极空箔区和所述负极空箔区。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的卷芯,其特征在于,所述可融胶层的长度为10~20mm,所述可融胶层的厚度为5~20μm。
6.根据权利要求5所述的卷芯,其特征在于,所述可融胶层的长度为10~15mm,所述可融胶层的厚度为5~10μm。
7.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述正极空箔区和所述负极空箔区在所述可融胶层上的投影的重叠区域的长度为3~10mm。
8.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述第一隔膜和所述第二隔膜的尾部超出所述负极空箔区尾部的长度为3~7mm。
9.根据权利要求1所述的卷芯,其特征在于,所述卷芯中,所述负极片两侧均未涂覆负极活性物质层的段为非活性物质段,所述非活性物质段的长度与所述卷芯宽度之比为1:(1.5-3)。
10.一种电池,其特征在于,所述电池包括权利要求1-9中任意一项所述的卷芯。
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