少一種。
[0044]對于本發(fā)明，需要說明的是，當電池出現(xiàn)失效內(nèi)部溫度急劇升高，對于正極集流體23表面的正極熱膨脹材料層22以及負極集流體23表面的負極熱膨脹材料層32，它們將會由于受熱而體積發(fā)生劇烈膨脹致，使得正極熱膨脹材料層22上面涂敷的正極活性物質(zhì)層21與正極集流體23相分離、龜裂和脫落，并且使得負極熱膨脹材料層32涂敷的負極活性物質(zhì)層31與負極集流體33分離、龜裂和脫落，從而最終破壞正極片20和負極片30這兩種電池極片形成的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，切斷正極片20和負極片30之間的電化學(xué)反應(yīng)，因此，可以有效防止鋰離子電池產(chǎn)生熱失控，進而防止電池出現(xiàn)著火或爆炸等危險情況，對電池的熱失效控制起到了預(yù)防和抑制作用，極大的提高了電池的的安全性能。
[0045]—并參見圖4，任意兩個相鄰電池極組7之間設(shè)置有導(dǎo)熱薄膜6;具體實現(xiàn)上，所述導(dǎo)熱薄膜6優(yōu)選為導(dǎo)熱石墨薄膜，其導(dǎo)熱性能遠高于金屬鋁和銅材質(zhì)，具有良好的傳熱性能，能夠快速有效的將電池內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)到電池殼體的外部，從而進一步提高電池的安全性能，保證鋰離子電池的正常使用，延長鋰離子電池的使用壽命。
[0046]—并參見圖5，所述防護墊片8的中心位置開有一個排氣孔10，所述防護墊片8上間隔設(shè)置有多個孔槽12，所述孔槽12內(nèi)填裝有防護液;所述防護墊片8的左右兩端分別貫穿設(shè)置有正極端子引出孔9和負極端子引出孔11。
[0047]在本發(fā)明中，具體實現(xiàn)上，所述孔槽12內(nèi)填裝的防護液優(yōu)選為機磷化物、鹵代碳酸酯、磷腈類化合物、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、三氯乙基磷酸酯(TCEP)或者甲基磷酸二甲酯(DMMP)制成的液體。其中，三氯乙基磷酸酯也稱為磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP)。
[0048]在本發(fā)明中，具體實現(xiàn)上，所述正極端子41貫穿所述正極端子引出孔9，所述負極端子42貫穿所述負極端子引出孔11。
[0049]需要說明的是，所述排氣孔10用于當電池由于不當充電、短路或暴露于高溫等惡劣環(huán)境中而發(fā)生意外時，排出電池所產(chǎn)生大量的氣體。
[0050]對于本發(fā)明，需要說明的是，為進一步增強失效防護，本發(fā)明在電池內(nèi)部設(shè)置彈性的防護墊片8，對電池失效起到減緩沖擊的作用，并且在防護墊片8上設(shè)置孔槽12，用于填裝防護液，當該防護液與電池內(nèi)部的可燃氣體及電解液接觸混合后，可以起到阻燃的作用。因此，本發(fā)明可以極大地提高了鋰離子電池的安全性能，從根源上解決了電池?zé)崾Ъ鞍踩詥栴}。
[0051]下面結(jié)合通過對比例I，以及本發(fā)明的實施例1、2、3來進一步說明本發(fā)明具有的高安全性鋰離子動力電池的優(yōu)越性。
[0052]對比例1:采用7000mAh鋰離子動力電池，正極活性物質(zhì)采用NCM三元體系材料，負極為石墨，集流體為普通銅箔和鋁箔，隔膜采用高強度的雙面涂陶瓷隔膜，電池本體加裝公知的CID(斷流器)斷流保護裝置。
[0053]實施例1:采用7000mAh鋰離子動力電池，正極活性物質(zhì)采用NCM三元體系材料，負極為石墨，采用本發(fā)明涂覆熱膨脹材料的集流體，隔膜采用未涂覆陶瓷隔膜，電池本體不加裝CID斷流保護裝置。
[0054]實施例2:采用7000mAh鋰離子動力電池，正極活性物質(zhì)采用NCM三元體系材料，負極為石墨，采用本發(fā)明涂覆熱膨脹材料的集流體，隔膜采用未涂覆陶瓷隔膜，電池本體不加裝CID斷流保護裝置，極組設(shè)置本發(fā)明提供的導(dǎo)熱薄膜。
[0055]實施例3:采用7000mAh鋰離子動力電池，正極活性物質(zhì)采用NCM三元體系材料，負極為石墨，采用本發(fā)明涂覆熱膨脹材料的集流體，隔膜采用未涂覆陶瓷隔膜，電池本體不加裝CID斷流保護裝置，極組設(shè)置本發(fā)明提供的導(dǎo)熱薄膜，電池內(nèi)部加裝本發(fā)明提供的彈性的防護墊片。
[0056]以上對比例I和實施例1、2、3的測試方法和判斷要求采用電動汽車用用蓄電池安全要求及試驗方法(GB/T31485-2015)要求的進行安全測試。
[0057]如圖6所示，實施例1采用本發(fā)明的集流體涂覆膨脹材料的技術(shù)方案，與目前常規(guī)方式通過增加隔膜強度和斷流保護裝置技術(shù)方案的對比例I相比較，在過充與針刺方面有明顯優(yōu)勢，通過在本發(fā)明實施例1基礎(chǔ)上，進一步增加本發(fā)明的導(dǎo)熱薄膜實施例2，和進一步增加防護墊片的實施例3，可以看出與對比例I相比具有絕對優(yōu)勢。
[0058]綜上所述，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提供了一種具有高安全性的鋰離子電池，其性能穩(wěn)定可靠，可以在電池由于不當充電、短路或暴露于高溫等惡劣環(huán)境中而發(fā)生意外時，及時切斷電池的反應(yīng)，防止電池產(chǎn)生熱失控，能夠保證電池的安全性能，保證鋰離子電池的正常使用，延長鋰離子電池的使用壽命，從而具有廣泛的市場應(yīng)用前景，具有重大的生產(chǎn)實踐意義。
[0059]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種具有高安全性的鋰離子電池，其特征在于，包括電池主體(4)，所述電池主體(4)包括多個相互平行放置電池極組(7); 每個所述電池極組(7)包括多層正極片(20)和多層負極片(30); 每層正極片(20)包括正極集流體(23)，所述正極集流體(23)的頂面和底面分別涂敷有一層正極熱膨脹材料層(22)，所述每層正極熱膨脹材料層(22)上涂敷有正極活性物質(zhì)層(21)； 每層負極片(30)包括負極集流體(33)，所述負極集流體(23)的頂面和底面分別涂敷有一層負極熱膨脹材料層(32)，所述每層負極熱膨脹材料層(32)上涂敷有負極活性物質(zhì)層(31)。2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極集流體(23)和負極集流體(33)為銅箔或者鋁箔。3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極熱膨脹材料層(22)中的正極熱膨脹材料為由膨脹石墨或者高分子導(dǎo)電聚合物組成的材料層； 所述負極熱膨脹材料層(32)中的正極熱膨脹材料為由膨脹石墨或者高分子導(dǎo)電聚合物組成的材料層。4.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極活性物質(zhì)層(21)中的正極活性物質(zhì)包括三元材料，尖晶石錳酸鋰材料和磷酸鐵鋰材料中的至少一種； 所述負極活性物質(zhì)層(31)中的負極活性物質(zhì)包括天然石墨、人造石墨和中間相碳微球中的至少一種。5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極片(20)和負極片(30)相互間隔設(shè)置，并且每層正極片(20)和負極片(30)之間設(shè)置有一層隔膜。6.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜為聚乙烯PE單層膜、聚丙烯PP三層復(fù)合膜或者無紡布膜。7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的鋰離子電池，其特征在于，任意兩個相鄰電池極組(7)之間設(shè)置有導(dǎo)熱薄膜(6)。8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于，所述導(dǎo)熱薄膜(6)為導(dǎo)熱石墨薄膜。9.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的鋰離子電池，其特征在于，所述電池主體(4)的頂部具有防護墊片(8)，所述防護墊片(8)的左右兩端分別貫穿設(shè)置有正極端子(41)和負極端子(42)，所述正極端子(41)與所述多個電池極組(7)的正極片相連接，所述負極端子(42)與所述多個電池極組(7)的負極片相連接； 所述防護墊片(8)的中心位置開有一個排氣孔(10)，所述防護墊片(8)的左右兩端分別貫穿設(shè)置有正極端子引出孔(9)和負極端子引出孔(11)，所述防護墊片(8)上間隔設(shè)置有多個孔槽(12)，所述孔槽(12)內(nèi)填裝有防護液。10.如權(quán)利要求9所述的鋰離子電池，其特征在于，所述孔槽(12)內(nèi)填裝的防護液為機磷化物、鹵代碳酸酯、磷腈類化合物、磷酸三甲酯TMP、磷酸三乙酯TEP、磷酸三苯酯TPP、磷酸三丁酯TBP、三氯乙基磷酸酯或者甲基磷酸二甲酯DMMP制成的液體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有高安全性的鋰離子電池，包括電池主體，所述電池主體包括多個相互平行放置電池極組；每個所述電池極組包括多層正極片和多層負極片；每層正極片包括正極集流體，所述正極集流體的頂面和底面分別涂敷有一層正極熱膨脹材料層，所述每層正極熱膨脹材料層上涂敷有正極活性物質(zhì)層；每層負極片包括負極集流體，所述負極集流體的頂面和底面分別涂敷有一層負極熱膨脹材料層，所述每層負極熱膨脹材料層上涂敷有負極活性物質(zhì)層。本發(fā)明公開的一種具有高安全性的鋰離子電池，可在電池由于不當充電、短路或暴露于高溫等惡劣環(huán)境中而發(fā)生意外時，及時切斷電池的反應(yīng)，防止電池產(chǎn)生熱失控，能夠保證電池的安全性能。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M2/34
【公開號】CN105552297
【申請?zhí)枴緾N201510968923
【發(fā)明人】王永武, 張火成, 張娜
【申請人】力神動力電池系統(tǒng)有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月18日