一種安全性能高的鋰電池電芯的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰離子電池領域，尤其涉及一種安全性能高的鋰電池電芯。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池已經在民用、動力等領域得到廣泛應用。但是產業化的鋰離子電池一直沒有根本解決由短路造成的安全性問題。例如鋰離子電池在受到異物穿刺時，異物會刺穿極片和隔膜，正負極片接觸發生短路、起火、爆炸，當異物是金屬材質更加劇了短路;鋰離子電池在受到外力撞擊、擠壓時，極片可能斷裂，極片斷裂產生的毛刺接觸發生短路、起火、爆炸;鋰離子電池在高溫(130°C以上)條件下，通用的PE和PP隔膜都會發生熱收縮，從而造成正負極片可能在隔膜收縮處短路，從而起火、爆炸。
[0003]目前防止正負極片針刺、撞擊短路的最有效方法是增加馬甲，即延長正極集流體、負極集流體、隔膜的長度，由于集流體的電阻小于極片電阻，當電芯發生破損短路時，馬甲會分擔大部分電流，降低極片上產生的熱量。但是當電池受到的外力僅僅破壞掉部分馬甲和極片時，馬甲就不能充分發揮作用，而使產生的燃燒發生連鎖反應。同時由于馬甲和帶料極片的硬度不同，增加馬甲也會降低生產合格率。
[0004]還有在PE和PP隔膜表面涂覆陶瓷的方法，當電芯在高溫條件下，或極片破壞發生輕微短路產熱時，陶瓷隔膜收縮率比較低，從而抑制正負極片短路或短路擴大化。涂覆陶瓷的成本非常高，且涂覆太薄不起作用，涂覆太厚會明顯降低電池的能量密度。
[0005]另外還有在電解液中增加阻燃添加劑的方法，但添加劑容易發生副反應，影響電池性能。以上方法的性價比都不高。
【發明內容】
[0006]本實用新型要解決的問題是提供一種結構簡單、安全高效的鋰電池電芯。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:一種安全性能高的鋰電池電芯，包括極片，所述極片包括設置在極片頭部和極片尾部的光箔區，及設置在極片中部的料區，所述極片頭部還設有極耳;所述極片頭部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶;所述極片尾部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶;所述極片一面附有隔膜，所述絕緣膠帶位于所述隔膜和極片間，防止料區起止位置的毛刺刺穿隔膜而形成正負極短路;所述絕緣膠帶的材質為熱塑性彈性體(TPE)。
[0008]進一步，所述極片頭部的光箔區遠離料區的一端貼有絕緣膠帶，防止集流體裁斷處的毛刺刺穿隔膜而形成正負極短路。
[0009]優選的，所述光箔區遠離料區的一端的絕緣膠帶較光箔區邊緣寬1-1.5_。
[0010]進一步，所述電芯外包裹一層絕緣膠帶，所述絕緣膠帶外包裹鋁塑膜。
[0011 ]優選的，所述絕緣膠帶的厚度為2?50um。
[0012]優選的，所述絕緣膠帶包括熱塑性彈性體層和粘結劑層，所述彈性體層的厚度為1?40umo
[0013]優選的，所述熱塑性彈性體(TPE)為SBS、SIS、SEBS、SEPS、TPO、TPV、TPB、TP1、TPVC、TCPE、TPU、TPEE、TPAE 或 TPF 材質。
[0014]本實用新型具有的優點和積極效果是:1、絕緣膠帶采用熱塑性彈性體材質，當電芯處于100°C或100°C以上的高溫條件下時，會開始軟化、熔融，具有明顯粘性。貼在極片上的絕緣膠帶會將極片和隔膜粘在一起，對隔膜收縮起到一定的抑制作用，具有較高的安全性能。
[0015]2、由于絕緣膠帶具有良好的彈性，當電池發生跌落、撞擊時，貼在電池外圈的絕緣膠帶可以通過形變起到緩沖作用，并部分吸收撞擊的能量。
[0016]3、當電池被異物刺穿時，由于絕緣膠帶的彈性大、延伸率高，貼在電芯外圈的絕緣膠帶可能隨著異物進入電芯內部；內部若發生短路、產熱，絕緣膠帶會軟化、熔融，將短路的部分也粘起來，從而抑制了短路、起火的連鎖反應。
[0017]4、若刺穿電池的異物是金屬材質，受到穿刺力而發生形變的絕緣膠帶還可能將金屬異物也包裹起來，避免或減少由金屬異物作為導體而形成的短路。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0019]圖2是本實用新型的另一種結構示意圖。
[0020]圖3是本實用新型電芯、絕緣膠帶、鋁塑膜的層結構示意圖
[0021]圖中:
[0022]1、極片;2、光箔區；3、料區；4、絕緣膠帶;5、極耳;6、電芯;7、鋁塑膜。
【具體實施方式】
[0023]如圖1所示，一種鋰電池極片結構，包括設置在極片1頭部和極片1尾部的光箔區2，及設置在極片1中部的料區3，極片1頭部還設有極耳5;極片1頭部的光箔區2和中部的料區3間貼有絕緣膠帶4;極片1尾部的光箔區2和中部的料區3間貼有絕緣膠帶4;以防止料區起止位置的毛刺刺穿隔膜而形成正負極短路。極片1 一面附有隔膜，極片1頭部的光箔區2遠離料區3的一端貼有絕緣膠帶4，絕緣膠帶4位于隔膜和極片1間，防止毛刺刺穿隔膜而形成正負極短路；
[0024]如圖2所示，極片1頭部的光箔區2和中部的料區3間及極片1頭部的光箔區2遠離料區3的一端的絕緣膠帶可為同一絕緣膠帶4，該絕緣膠帶4較光箔區2邊緣寬1 -1.5_。
[0025]另外，電芯6外還可包裹一層絕緣膠帶4，絕緣膠帶4外包裹鋁塑膜7；
[0026]絕緣膠帶4的材質為熱塑性彈性體(TPE);如苯乙烯類的SBS、SIS、SEBS、SEPS;烯烴類的TPO、TPV;雙烯類的TPB、TPI;氯乙烯類的TPVC、TCPE;氨酯類的TPU;酯類的TPEE;酰胺類的TPAE;有機氟類的PF;有機硅類和乙烯類熱塑性彈性體，凡是在常溫下為彈性體，100°C以上開始熔融的材料都可以用作絕緣膠帶。
[0027]絕緣膠帶4包括熱塑性彈性體層和粘結劑層，總厚度為2?50um，彈性體層的厚度為1?40um。
[0028]電池使用時，由于絕緣膠帶4采用熱塑性彈性體材質，內部若發生短路、產熱，電芯6處于100°C或100°C以上的高溫條件下時，絕緣膠帶4會開始軟化、熔融，具有明顯粘性，會將極片1和隔膜粘在一起，對隔膜收縮起到一定的抑制作用，具有較高的安全性能；
[0029]同時，當電池發生跌落、撞擊時，貼在電芯外圈的絕緣膠帶4可以通過形變起到緩沖作用，并部分吸收撞擊的能量。
[0030]當電池被異物刺穿時，由于貼在電芯外圈的絕緣膠帶4的彈性大、延伸率高，絕緣膠帶4可能隨著異物進入電芯6內部；內部若發生短路、產熱，絕緣膠帶會軟化、熔融，將短路的部分也粘起來，從而抑制了短路、起火的連鎖反應。
[0031]若刺穿電池的異物是金屬材質，絕緣膠帶4還可能將金屬異物也包裹起來，避免或減少由金屬異物作為導體而形成的短路。
[0032]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本發明的實施范圍。凡依本實用新型范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本專利涵蓋范圍之內。
【主權項】
1.一種安全性能高的鋰電池電芯，其特征在于:包括極片，所述極片包括設置在極片頭部和極片尾部的光箔區，及設置在極片中部的料區，所述極片頭部還設有極耳;所述極片頭部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶;所述極片尾部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶;所述極片一面附有隔膜，所述絕緣膠帶位于所述隔膜和極片間，所述絕緣膠帶的材質為熱塑性彈性體TPE。2.根據權利要求1所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述極片頭部的光箔區遠離料區的一端貼有絕緣膠帶。3.根據權利要求2所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述光箔區遠離料區的一端的絕緣膠帶較光箔區邊緣寬1-1.5mm。4.根據權利要求1所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述電芯外包裹一層絕緣膠帶，所述絕緣膠帶外包裹鋁塑膜。5.根據權利要求1-4任一項所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述絕緣膠帶的厚度為2?50umo6.根據權利要求1-4任一項所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述絕緣膠帶包括熱塑性彈性體層和粘結劑層，所述彈性體層的厚度為1?40um。7.根據權利要求1-4任一項所述的鋰電池電芯，其特征在于:所述熱塑性彈性體TPE為SBS、SIS、SEBS、SEPS、TPO、TPV、TPB、TP 1、TPVC、TCPE、TPU、TPEE、TPAE或 TPF材質。
【專利摘要】本實用新型提供一種安全性能高的鋰電池電芯，包括極片，所述極片包括設置在極片頭部和極片尾部的光箔區，及設置在極片中部的料區，所述極片頭部還設有極耳；所述極片頭部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶；所述極片尾部的光箔區和中部的料區間貼有絕緣膠帶；所述極片一面附有隔膜，所述絕緣膠帶位于所述隔膜和極片間，所述絕緣膠帶的材質為熱塑性彈性體(TPE)。本實用新型絕緣膠帶采用熱塑性彈性體材質，當電芯處于100℃或100℃以上的高溫條件下時，貼在極片上的絕緣膠帶會將極片和隔膜粘在一起，對隔膜收縮起到一定的抑制作用，防止正負極片短路。
【IPC分類】H01M2/10
【公開號】CN205159383
【申請號】CN201520778265
【發明人】張越超, 李天龍, 高秀玲, 王立仕, 王馳偉
【申請人】天津市捷威動力工業有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年10月9日