一種控制溫升的鋰離子單體電池的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種控制溫升的鋰離子單體電池。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的發展，鋰離子電池作為化學電源的新生代，應用于社會的各個領域。尤其是在汽車領域，由于石油能源危機的不斷上升以及燃油帶來的環境危害不斷惡化，使得新能源汽車的發展不斷加速。其中，電動車成為新能源汽車發展的方向之一。動力鋰離子電池則以其優越的電性能和對環境的友好性成為電動車的主要動力來源。
[0003]然而，影響鋰離子電池電化學性能和安全性能的一個重要誘因是電池的產熱。對于單體電池而言，產熱速率隨充放電倍率的增大而加快。電池產熱無法快速疏導排出，會導致其本身的溫度升高，進而使電池內部不可逆的副反應加快，使得電池的工作效率和性能減退，造成電池壽命的大幅度縮短。如果產熱速率過大，得不到有效釋放或控制就有可能會引發電池的熱失控，造成安全事故。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型針對現有技術的缺陷，提出一種可控制溫升的鋰離子單體電池。
[0005]一種可控制溫升的鋰離子單體電池，包括電芯和吸熱片，所述吸熱片疊放在電芯外側，吸熱片裸露的箔材與正極集流體或負極集流體形成疊層，通過焊接固定在正極極耳或負極極耳上。
[0006]所述電芯是層疊或者卷繞式組裝的電芯。
[0007]所述電芯為單邊出極耳或者雙邊出極耳。
[0008]所述吸熱片為表面涂覆相變材料的銅箔或鋁箔。所使用的相變材料為含有石蠟、無機鹽類、脂肪酸類等其中的一種或多種相變物質的微膠囊。
[0009]所述吸熱片為以銅箔為基材的吸熱片，其裸露銅箔部分與電池負極集流體一起焊接在負極極耳上。
[0010]所述吸熱片為以鋁箔為基材的吸熱片，其裸露鋁箔部分與電池正極集流體一起焊接在正極極耳上。
[0011]—種可控制溫升的鋰離子單體電池的制備方法，包括以下步驟:
[0012](1)制備吸熱片:把相變材料粉末與粘合劑按比例混合制成漿料，相變材料占漿料質量比例的50%?98%，把混合后的漿料根據所需面積均勻涂布于銅箔或鋁箔，把涂布后的吸熱片沖切成需求尺寸備用。
[0013](2)在電芯外側加蓋吸熱片。
[0014](3)根據吸熱片基材的材質，使其與對應的極片集流體一起焊接在相應的耳上:以鋁箔為基材的吸熱片，其裸露鋁箔部分與電池正極集流體一起焊接在正極極耳上；以銅箔為基材的吸熱片，其裸露銅箔部分與電池負極集流體一起焊接在負極極耳上。
[0015]在電芯外側疊放吸熱片，并通過鋁塑膜或硬殼材料密封包裝，制成控制溫升的鋰離子單體電池。
[0016]本實用新型的有益效果:通過將涂覆有相變材料的箔材焊接固定在相應的極耳上，鋁箔和銅箔具有很高的導熱率，電芯產生的熱量能夠快速地通過箔材傳遞到涂覆在箔材表面的相變材料，并被相變材料吸收，相變材料能夠在其相轉變溫度吸收大量的熱量，進而有效控制鋰離子單體電池的溫升。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型(吸熱片的基材為鋁箔)的側視結構簡圖；
[0018]圖2是本實用新型(吸熱片的基材為鋁箔)的立體結構簡圖；
[0019]圖3是本實用新型(吸熱片的基材為銅箔)的側視結構簡圖；
[0020]圖4是本實用新型(吸熱片的基材為銅箔)的立體結構簡圖；
[0021]圖中，1為隔膜，2為負極，3為正極，4為負極集流體，5為正極集流體，6為電池電芯，7為負極極耳，8為正極極耳，9為相變材料。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步說明。
[0023]實施例1
[0024]本實施案例所用的相變材料為芯材是石蠟的微膠囊粉末。
[0025]一種可控制溫升的鋰離子單體電池，包括電芯和吸熱片，所述吸熱片疊放在電芯外側，吸熱片裸露的箔材與正極集流體形成疊層，通過焊接固定在正極極耳上。所述電芯是層疊式組裝的電芯。所述吸熱片為表面涂覆相變材料的鋁箔。所述吸熱片為以鋁箔為基材的吸熱片，其裸露鋁箔部分與電池正極集流體一起焊接在正極極耳上。
[0026]以鋁箔為吸熱片基材的方形層疊單體電池(如圖1和圖2)的制備方法，具體過程如下:
[0027]1)把相變材料粉末45g與粘合劑5g按比例混合，加入溶劑制成漿料(相變材料占干料質量比例的90% )。
[0028]2)把混合后的漿料均勻涂覆于鋁箔的正反兩面；
[0029]3)把涂覆后的吸熱片沖切成需求尺寸，共需2片；
[0030]4)按“Z”字型疊片方式制得電芯6。
[0031]5)把吸熱片加蓋在制作好的電芯6的上下兩側；
[0032]6)用超聲焊機在電芯的正極集流體5和吸熱片裸露鋁箔上焊接正極極耳8，電芯的負極集流體4上焊接一個負極極耳7 ;
[0033]7)把焊接好極耳的電芯用鋁塑膜封裝，注入電解液，制成可控制溫升的單體電池。
[0034]實施例2
[0035]本實施例的相變材料與實施例1的相同。
[0036]一種可控制溫升的鋰離子單體電池，包括電芯和吸熱片，所述吸熱片疊放在電芯外側，吸熱片裸露的箔材與負極集流體形成疊層，通過焊接固定在負極極耳上。所述電芯是卷繞式組裝的電芯。所述吸熱片為表面涂覆相變材料的銅箔。所述吸熱片為以銅箔為基材的吸熱片，其裸露銅箔部分與電池負極集流體一起焊接在負極極耳上。
[0037]以銅箔為吸熱片基材的方形卷繞式單體電池(如圖3和圖4)的制備方法，具體過程如下:
[0038]1)把相變材料粉末25g與粘合劑25g按比例，加入溶劑混合制成漿料(相變材料占干料總質量比例的50% )。
[0039]2)把混合后的漿料均勻涂覆于銅箔的正反兩面；
[0040]3)把涂覆后的吸熱片沖切成需求尺寸，共需2片；
[0041]4)取正負極片各一張，負極片包覆于兩層隔膜之間，與正極片疊在一起，在卷繞機上轉繞制成電芯6。
[0042]5)把吸熱片加蓋在制作好的電芯6的上下兩側；
[0043]6)用超聲焊機在電芯的負極集流體4和吸熱片裸露銅箔上焊接負極極耳7，電芯的正極集流體5上焊接一個正極極耳8 ;
[0044]7)把焊接好極耳的電芯用鋁塑膜封裝，注入電解液，制成可控制溫升的單體電池。
[0045]本實用新型在單體鋰離子電池內部植入涂覆了相變材料的金屬吸熱片，并使其與電池的極耳相連。相變材料在進行物理性質改變時，相變溫度平臺寬，能夠儲存大量的熱量。微膠囊形態的相變材料能夠有效防止芯材的泄漏。利用相變材料儲能大，金屬導熱率快的特點，能有效控制單體鋰離子電池的溫升，具有廣闊的應用前景。
[0046]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種可控制溫升的鋰離子單體電池，包括電芯和吸熱片，其特征在于，所述吸熱片疊放在電芯外側，吸熱片裸露的箔材與正極集流體或負極集流體形成疊層，通過焊接固定在正極極耳或負極極耳上。2.根據權利要求1所述的可控制溫升的鋰離子單體電池，其特征在于，所述電芯是層疊或者卷繞式組裝的電芯。3.根據權利要求1所述的可控制溫升的鋰離子單體電池，其特征在于，所述電芯為單邊出極耳或者雙邊出極耳。4.根據權利要求1所述的可控制溫升的鋰離子單體電池，其特征在于，所述吸熱片為表面涂覆相變材料的銅箔或鋁箔。5.根據權利要求1所述的可控制溫升的鋰離子單體電池，其特征在于，所述吸熱片為以銅箔為基材的吸熱片，其裸露銅箔部分與電池負極集流體一起焊接在負極極耳上。6.根據權利要求1所述的可控制溫升的鋰離子單體電池，其特征在于，所述吸熱片為以鋁箔為基材的吸熱片，其裸露鋁箔部分與電池正極集流體一起焊接在正極極耳上。
【專利摘要】本實用新型公開了屬于鋰離子電池技術領域的一種控制溫升的鋰離子單體電池。包括電芯和吸熱片，電芯由正極片,隔膜和負極片組成，吸熱片為涂有相變材料的銅箔或鋁箔。吸熱片疊放在鋰離子單體電池的電芯外側，吸熱片裸露的箔材與電池的正極或負極集流體形成疊層，通過焊接固定在相應的極耳上，最后通過外包裝包覆吸熱片和電芯。鋁箔和銅箔具有很高的導熱率，電芯產生的熱量能夠快速地通過箔材傳遞到涂覆在箔材表面的相變材料，并被相變材料吸收，相變材料能夠在其相轉變溫度吸收大量的熱量，進而有效控制鋰離子單體電池的溫升。控制鋰離子電池內部的溫升，可以有效地提升電池的壽命，降低電池熱失控的風險。
【IPC分類】H01M10/653, H01M10/6555, H01M10/659, H01M10/647, H01M10/613, H01M10/654, H01M10/0525, H01M10/625
【公開號】CN204991880
【申請號】CN201520748042
【發明人】宋韶靈, 劉冬婭, 李揚, 牛磊, 吳可, 吳寧寧
【申請人】中信國安盟固利動力科技有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年9月24日