專利名稱：：電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池的制作方法
技術(shù)領域：
：本實用新型涉及電池，更特別地是涉及一種電池熱保護裝置包括該電池熱保護裝置的電池。
背景技術(shù)：
：目前，鋰離子電池以其體積小、能量高、無污染等優(yōu)點，越來越廣泛地用于移動電話、數(shù)碼相機等便攜電子產(chǎn)品中。隨著鋰離子電池的廣泛應用，其安全性能也越來越受到重視。由于鋰離子電池使用環(huán)境的多樣性，在鋰離子電池的生產(chǎn)設計過程中必須要考慮到在各種嚴酷條件下，電池都不易發(fā)生起火甚至爆炸等不安全的狀況。高溫高熱環(huán)境是鋰離子安全性能測試中的一個重要部分。其中，當鋰離子電池突然進入高溫高熱的環(huán)境中時，最開始來自電池外部的熱量突然迅速增加，在外部高溫作用下，使得電池內(nèi)部溫度升高，則電池的正負極處于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的高能量狀態(tài)下，極有可能在電池內(nèi)部高溫下發(fā)生熱分解反應放熱，再與外部高溫相疊加，使得溫度更高，從而導致更多的熱分解反應放熱，造成熱失控并引發(fā)更為嚴重的危險狀況。
實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有電池在高溫高熱環(huán)境下安全性能不高的問題，提供一種電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池，該電池熱保護裝置能夠在受熱時對電池進行保護，使得電池在高溫高熱環(huán)境下有更高的安全性能。本實用新型提供的電池熱保護裝置，其中，該電池熱保護裝置包括導體層、熱敏絕緣層和外絕緣層，導體層為至少2個，熱敏絕緣層為至少l個，熱敏絕緣層位于兩個導體層之間，外絕緣層包在導體層的外部。本實用新型還提供了一種電池，該電池包括殼體、正極極片、負極極片和隔膜紙，所述隔膜紙位于正極極片和負極極片之間，其中，該電池還包括本實用新型提供的電池熱保護裝置，該電池熱保護裝置位于外殼內(nèi)部，該電池熱保護裝置包括導體層、熱敏絕緣層和外絕緣層，導體層為至少2個，熱敏絕緣層為至少l個，熱敏絕緣層位于兩個導體層之間，外絕緣層包在導體層的外部，位于熱敏絕緣層一側(cè)的導體層電連接到電池的正極極片，位于熱敏絕緣層另一側(cè)的導體層電連接到電池的負極極片。本實用新型提供的一種電池熱保護裝置及包括該裝置的電池，由于釆用了熱敏絕緣層，在高溫高熱情況下由該熱敏絕緣層隔離的兩個導體層會導通，進而導通兩個導體層分別連接的電池的正極極片和負極極片，兩個導體層選用合適的阻值，以便將正負極片之間的能量在短時間內(nèi)且安全地釋放出來，使電池的正負極都達到無電能的穩(wěn)定狀態(tài)，因而該電池熱保護裝置能夠防止電池在高溫情況下的熱分解反映，進而避免熱失控，包括該電池熱保護裝置的電池相比于現(xiàn)有技術(shù)中沒有電池熱保護裝置的電池，具有安全性能高的優(yōu)點。圖1是根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置的剖面圖2是根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置的優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖3是根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置在電池中的位置的示意圖。具體實施方式以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。如圖1所示，根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置，其中，該電池熱保護裝置包含裝置包括導體層2、熱敏絕緣層3和外絕緣層5，導體層2為至少2個，熱敏絕緣層3為至少1個，熱敏絕緣層3位于兩個導體層2之間，外絕緣層5包在導體層2的外部。熱敏絕緣層3選用諸如PVC材料、硅橡膠等本領域常用的熱敏絕緣材料，具有在低溫下為絕緣材料，在高溫下熔融的特性，從而能在低溫下隔離兩個導體層2，而在高溫下使導體層2導通。該熱敏絕緣層3位于兩個導體層2之間，用于隔離兩個導體層2，在非高溫條件下，如溫度低于105T條件下，將兩個導體層2完全隔離，而在高溫下，如溫度不低于105。C時熔融，或者使兩個導體層2相接觸而導通，或者變?yōu)榱藢щ姴牧希瑢蓚€導體層2導通。各個導體層2可以選用相同或不同的導電材料，如銅鋁等。該電池熱保護裝置在用于電池中進行熱保護時，其中至少一個導體層電連接到電池的正極，剩下的至少一個導體層電連接到電池的負極，高溫下兩個導體層2導通而使電池的正負極通過該導體層2進行放電，通常放電時間取決于電池內(nèi)阻和導體層2導通后的阻值的合值，該阻值合值越大，放電電流越小，產(chǎn)生熱量越小，但放電時間長，電池不穩(wěn)定的時間越長，有可能在外部高溫下發(fā)生熱分解反應進而發(fā)生熱失控；如果阻值合值太小，放電電流太大，則放電產(chǎn)生熱量大，有可能使電池內(nèi)部溫度上升過塊而導致熱失控。一般放電時間以30s-100s為宜，以保證放電過程安全。優(yōu)選地，所選取的各個導體層2導通后的電阻值應保證放電時間在30s-100s范圍內(nèi)，對導體層2導通后的電阻值的大小根據(jù)不同的電池型號可選擇不同的大小，一般在20毫歐-5歐范圍內(nèi)。外絕緣層5材料可以為諸如PVC材料等本領域技術(shù)人員所公知的絕緣材料。優(yōu)選地，如圖2所示，導體層2為2個，分別為內(nèi)導體層21和外導體層22，熱敏絕緣層3為1個，所述電池熱保護裝置還包括絕緣內(nèi)芯1，內(nèi)導體層21螺旋環(huán)繞在絕緣內(nèi)芯1上，熱敏絕緣層3套在環(huán)繞有內(nèi)導體層21的絕緣內(nèi)芯l外部，外導體層22螺旋環(huán)繞在熱敏絕緣層3上，外絕緣層5包在外導體層22外部，這樣外絕緣層5將依次環(huán)繞好后的絕緣內(nèi)芯1、內(nèi)導體層21、熱敏絕緣層3和外導體層22包裹在其內(nèi)部。絕緣內(nèi)芯l可以采用高強度纖維材料，如特多龍材料，其形狀可以為圓柱體。熱敏絕緣層3可以為筒狀，套在環(huán)繞有內(nèi)導體層21的絕緣內(nèi)芯1上。內(nèi)導體層21和外導體層22可以均為電阻絲，或一個導體層為電阻絲，另一個導體層為導線，以方便環(huán)繞，電阻絲的阻值可以通過調(diào)整電阻絲的材料、直徑和總長度來實現(xiàn)，兩個導體層2導通后的阻值在20毫歐-5歐范圍內(nèi)，以保證放電過程安全。本實用新型還提供一種電池，該電池包括外殼、正極極片、負極極片和隔膜紙，所述隔膜紙位于正極極片和負極極片之間，其中，該電池還包括本實用新型所提供的電池熱保護裝置，該電池熱保護裝置位于外殼內(nèi)部，該電池熱保護裝置包括導體層2、熱敏絕緣層3和外絕緣層5，熱敏絕緣層3位于兩個導體層2之間，外絕緣層5包在導體層2的外部；位于熱敏絕緣層3一側(cè)的導體層電連接到電池的正極極片，位于熱敏絕緣層3另一側(cè)的導體層電連接到電池的負極極片。所述導體層2為至少2個，熱敏絕緣層3為至少1個，其中至少一個導體層電連接到電池的正極極片，至少一個導體層電連接到電池的負極極片，電連接到電池的正極極片的導體層和電連接到電池的負極極片的導體層不同。優(yōu)選地，導體層2為2個，分別為內(nèi)導體層21和外導體層22，熱敏絕緣層3為1個，所述電池熱保護裝置還包括絕緣內(nèi)芯1，內(nèi)導體層21螺旋環(huán)繞在絕緣內(nèi)芯1上，熱敏絕緣層3套在環(huán)繞有內(nèi)導體層21的絕緣內(nèi)芯1外部，外導體層22螺旋環(huán)繞在熱敏絕緣層3上，外絕緣層5包在外導體層22的外部，內(nèi)導體層21和外導體層22中的一個連接到電池的正極極片，另一個連接到電池的負極極片。且兩個導體層2的環(huán)繞是同軸且螺距相同，以保證在熱敏絕緣層3高溫(如105。C及以上溫度條件下)導通時兩個導體層2良好接觸。內(nèi)導體層21和外導體層22各自通過導線連接到電池的正極極片或負極極片，優(yōu)選地，外導體層22連接到與電池外殼極性相同的極片上，這樣，即便在電池熱保護裝置的外絕緣層5破裂時，外導體層22接觸到外殼，但由于外導體層22與外殼為同極性，不易導致短路。如鋰離子電池的外殼是正極性，則外導體層22接正極，而動力電池的外殼極性一般是負極性，故外導體層22接負極。如圖3所示電池熱保護裝置位于正極極片、隔膜、負極極片巻繞形成的鋰離子電池的內(nèi)芯的頂部，電池熱保護裝置的外導體層22通過導線7連接到正極極耳6而實現(xiàn)與正極極片的電連接，內(nèi)導體層21通過導線8連接到負極極耳9而實現(xiàn)與負極極片的電連接。此外，為方便調(diào)整高溫下放電的阻值以使放電時間和放電熱量在允許的范圍之內(nèi)，所述電池還可以包括位于電池內(nèi)部的電阻，所述電池熱保護裝置的內(nèi)導體層21和/或外導體層22串接電阻后再電連接到電池的極片。所述內(nèi)導體層21和外導體層22導通時的阻值和所串接的電阻的阻值的合值在20毫歐-5歐范圍內(nèi)，以保證合理的放電時間和放電熱量。下面通過具體實施例來更詳細地描述本實用新型。實施例1本實施例用于說明根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池。電池熱保護裝置的內(nèi)導體層21選用直徑0.125mm、長度為8mm的材料為康銅的電阻絲，其阻值為40毫歐，外導體層22選用與內(nèi)導體層21相同直徑和長度的鎳輅合金導線，絕緣內(nèi)芯1選用特多龍材料，為直徑0.45mm、長度5mm的柱體，熱敏絕緣層3選用PE材料，其為外徑1.4mm、厚度0.7mm的筒狀，外絕緣層5選用硅橡膠材料，其尺寸為外徑2,2mm、厚度0.82mm、長度8mm，內(nèi)導體層21螺旋環(huán)繞在絕緣內(nèi)芯1上，熱敏絕緣層3套在環(huán)繞有內(nèi)導體層21的絕緣內(nèi)芯外部，外導體層22螺旋環(huán)繞在熱敏絕緣層3上，外絕緣層5包在環(huán)繞好后的絕緣內(nèi)芯1、內(nèi)導體層21、熱敏絕緣層3和外導體層22外部，而制成本實用新型提供的電池熱保護裝置。采用LP053450型號的鋰離子電池，將上面制好的電池熱保護裝置安裝在電芯頂部，將電池熱保護裝置的外導體層22通過導線連接到正極極耳6，內(nèi)導體層21通過導線連接到負極極耳9，而制成本實用新型的電池A。按照同樣方法共制成4000支電池A。實施例2本實施例用于說明根據(jù)本實用新型的電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池。采用與實施例1相同的方法制成電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池B，所不同的是，電池熱保護裝置中內(nèi)導體層21選用直徑為0.064mm、長度為8mm材料為康銅的電阻絲，其阻值為160毫歐。共制成4000支電池B。實施例3-4實施例3-4分別用于測試實施例1和實施例2所制成的電池的性能。將實施例1所制成的4000支電池A和實施例2所制成的4000支電池B，進行平面25(TC的平面鐵板燒測試。測試方法是將電池放到溫度為250'C的鐵板上，無冒煙、著火、燃燒、爆炸現(xiàn)象為通過測試。測試結(jié)果見表1。對比例1本對比例用于測試現(xiàn)有技術(shù)中的電池的性能。按照實施例3-4的方法對商購得到的4000支LP053450型號的鋰離子電池進行測試。測試結(jié)果見表1。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>從表l中可以看出，包括本實用新型提供的電池熱保護裝置的電池，全部通過測試，沒有發(fā)生熱失控，安全性大大提高，而不包括本實用新型提供的電池熱保護裝置的電池，在高溫高熱環(huán)境下安全性很差，基本很難通過測試。可見應用本實用新型可以增強電池在意外高溫高熱環(huán)境下的安全性。權(quán)利要求1.一種電池熱保護裝置，其特征在于，該電池熱保護裝置包括導體層(2)、熱敏絕緣層(3)和外絕緣層(5)，導體層(2)為至少2個，熱敏絕緣層(3)為至少1個，熱敏絕緣層(3)位于兩個導體層(2)之間，外絕緣層(5)包在導體層(2)的外部。2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池熱保護裝置，其特征在于，導體層(2)為2個，分別為內(nèi)導體層(21)和外導體層(22)，熱敏絕緣層(3)為l個，所述電池熱保護裝置還包括絕緣內(nèi)芯(1)，內(nèi)導體層(21)螺旋環(huán)繞在絕緣內(nèi)芯(1)上，熱敏絕緣層(3)套在環(huán)繞有內(nèi)導體層(21)的絕緣內(nèi)芯(1)外部，外導體層(22)螺旋環(huán)繞在熱敏絕緣層(3)上，外絕緣層(5)包在外導體層(22)的外部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池熱保護裝置，其特征在于，兩個導體層(2)同軸、且螺距相同。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池熱保護裝置，其特征在于，熱敏絕緣層(3)在不低于105。C的溫度條件下熔融。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池熱保護裝置，其特征在于，所述導體層(2)在導通時的總阻值為20毫歐-5歐。6.—種電池，該電池包括外殼、正極極片、負極極片和隔膜紙，所述隔膜紙位于正極極片和負極極片之間，其特征在于，該電池還包括電池熱保護裝置，該電池熱保護裝置位于外殼內(nèi)部，該電池熱保護裝置包括導體層(2)、熱敏絕緣層(3)和外絕緣層(5)，導體層(2)為至少2個，熱敏絕緣層(3)為至少1個，熱敏絕緣層(3)位于兩個導體層(2)之間，外絕緣層(5)包在導體層(2)的外部；位于熱敏絕緣層(3)—側(cè)的導體層電連接到電池的正極極片，位于熱敏絕緣層(3)另一側(cè)的導體層電連接到電池的負極極片。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池，其特征在于，導體層(2)為2個，分別為內(nèi)導體層(21)和外導體層(22)，熱敏絕緣層(3)為1個，所述電池熱保護裝置還包括絕緣內(nèi)芯(1)，內(nèi)導體層(21)螺旋環(huán)繞在絕緣內(nèi)芯(1)上，熱敏絕緣層(3)套在環(huán)繞有內(nèi)導體層(21)的絕緣內(nèi)芯(1)外部，外導體層(22)螺旋環(huán)繞在熱敏絕緣層(3)上，外絕緣層(5)包在外導體層(22)的外部，內(nèi)導體層(21)和外導體層(22)中的一個連接到電池的正極極片，另一個連接到電池的負極極片。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于，外導體層(22)電連接到與電池的外殼極性相同的極片上。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于，兩個導體層(2)同軸、且螺距相同。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電池，其特征在于，熱敏絕緣層(3)在不低于105。C的溫度條件下熔融。11.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電池，其特征在于，所述導體層(2)在導通時的總阻值為20毫歐-5歐。12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，其特征在于，所述電池還包括位于電池外殼內(nèi)部的電阻，所述電池熱保護裝置的內(nèi)導體層(21)和/或外導體層(22)串接電阻后再電連接到電池的極片。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池，其特征在于，所述內(nèi)導體層(21)和外導體層(22)導通時的阻值和所串接的電阻的阻值的合值為20毫歐-5歐。專利摘要本實用新型提供一種電池熱保護裝置和包括該電池熱保護裝置的電池，其中，該電池熱保護裝置包括導體層、熱敏絕緣層和外絕緣層，熱敏絕緣層位于兩個導體層之間，外絕緣層包在導體層的外部。所述電池包括外殼、正極極片、負極極片和隔膜紙以及本實用新型提供的電池熱保護裝置，電池熱保護裝置位于外殼內(nèi)部，其中位于熱敏絕緣層一側(cè)的導體層電連接到電池的正極極片，位于熱敏絕緣層另一側(cè)的導體層電連接到電池的負極極片。本實用新型提供的電池熱保護裝置及包括該裝置的電池，由于在高溫高熱情況下由該熱敏絕緣層隔離的兩層導體會導通，進而導通兩層導體分別連接的電池的正負極，以便將正負極之間的能量安全釋放出來，避免熱失控，具有安全性能高的優(yōu)點。文檔編號H01M10/50GK201146210SQ20072030914公開日2008年11月5日申請日期2007年12月25日優(yōu)先權(quán)日2007年12月25日發(fā)明者張忠財,高秀玲申請人:比亞迪股份有限公司