專利名稱：一種鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種能夠保證鋰離子電池安全的結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景鋰離子電池作為一種能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好的電池被廣泛使用于各種便攜設(shè)備中。但是，鋰離子電池具有特殊的電化學(xué)體系，安全性能是制約鋰離子電池應(yīng)用的重要問題之一。通過外接保護(hù)裝置，可以很大程度上解決鋰離子電池在濫用時(shí)的安全問題。商業(yè)化的鋰離子電池，通常在電池正極極耳上焊接TC0元件(THERMAL-⑶T0FF，溫度保險(xiǎn)絲)作為保護(hù)裝置，再使用雙面膠將TC0元件粘接固定在電芯主體上。當(dāng)電池被濫用時(shí)，如過充電，電池主體發(fā)熱，熱量通過雙面膠傳導(dǎo)到TC0元件，當(dāng)溫度高于TC0元件的斷開溫度時(shí)，TC0元件就會(huì)動(dòng)作，切斷充電電路，使電池不能繼續(xù)充電，保證電池處于安全狀態(tài)。但是，由于介于TC0元件與電池主體之間的雙面膠導(dǎo)熱性不好，熱傳導(dǎo)率小于
0.5W/mK，導(dǎo)致TC0元件與電池主體之間的熱傳導(dǎo)效率較低。當(dāng)電池被濫用而發(fā)熱時(shí)，雙面膠不能將熱量及時(shí)的傳導(dǎo)到TC0元件上，使TC0元件溫度與電池主體的溫度之間存在較大的溫度差，當(dāng)電池溫度上升到危險(xiǎn)溫度時(shí)，TC0元件仍然處于安全溫度，不會(huì)切斷電路，帶來電池使用的安全風(fēng)險(xiǎn)。有鑒于此，確有必要改善TC0元件與電池主體之間的熱傳導(dǎo)界面，提高其熱傳導(dǎo)效率
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提供一種鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，保證電池主體與TC0元件之間良好的熱傳導(dǎo)界面，提高電池的安全性能。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，包括電池正極極耳、溫度保險(xiǎn)絲和電芯主體，溫度保險(xiǎn)絲的輸出端與電池正極極耳連接，溫度保險(xiǎn)絲的輸入端通過熱傳導(dǎo)率大于等于o. 8ff/mK的粘性層與電芯主體連接。作為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述的粘性層為導(dǎo)熱膏層。作為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述的粘性層為導(dǎo)熱膠層。作為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述的粘性層為導(dǎo)熱雙面膠層。作為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述的粘性層為內(nèi)部或表面附有金屬層的絕緣導(dǎo)熱材料層。作為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述的粘性層的熱傳導(dǎo)率為
1.0、1. 3 或 1. 5W/mK。[0014]相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型中處于TC0元件與電芯主體之間的粘性材料層具有良好的熱傳導(dǎo)特性，可以在TC0元件和電芯之間形成良好的熱傳導(dǎo)界面，當(dāng)電池被濫用(如 過充電)而發(fā)熱時(shí)，能夠更加快速的將電池主體的熱量傳導(dǎo)到TC0元件上，減小TC0元件與電池主體之間的溫差，使TC0元件能夠更加及時(shí)的切斷電路，保證電池的安全。

圖1為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)與電池的組合方式。圖2為本實(shí)用新型鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)中粘性層的相對(duì)位置示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1的電池過充測(cè)試溫度曲線。圖4為本實(shí)用新型對(duì)比例的電池過充測(cè)試溫度曲線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明如圖1所示，本實(shí)用新型的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)包括焊接于電池6正極極耳5上的TC0元件2和粘性層3，其中TC0元件的焊接端(輸出端)1與電池的正極極耳5焊接在一起，這樣TC0元件與電池形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，電池使用時(shí)將TC0元件作為電池的正極，電池本身的負(fù)極極耳4作為電池的負(fù)極。TC0元件2與電池正極極耳5焊接在一起后，將TC0元件設(shè)置于電池6的頂部，粘性層3處于TC0元件2與電池6之間，將TC0元件2粘結(jié)固定于電池6的頂部，防止TC0元件移動(dòng)或翹起。TC0元件2、粘性層3和電池6三者的相對(duì)位置如圖2所示。實(shí)施例1以564869型號(hào)(成品電池的厚度為5. 6毫米，寬度為48毫米，長(zhǎng)度為69毫米) 的方形鋰離子二次電池為例，電池容量為2. 2Ah。將TC0元件與電池的正極極耳焊接在一起，使用熱傳導(dǎo)率為1. 5ff/mK的導(dǎo)熱膏作為粘性層將TC0元件粘接于電池的頭部主體上。實(shí)施例2以564869型號(hào)(成品電池的厚度為5. 6毫米，寬度為48毫米，長(zhǎng)度為69毫米) 的方形鋰離子二次電池為例，電池容量為2. 2Ah。將TC0元件與電池的正極極耳焊接在一起，使用熱傳導(dǎo)率為1. 3ff/mK的可由粘流態(tài)固化的導(dǎo)熱膠作為粘性層將TC0元件粘接于電池的頭部主體上。實(shí)施例3以564869型號(hào)(成品電池的厚度為5. 6毫米，寬度為48毫米，長(zhǎng)度為69毫米) 的方形鋰離子二次電池為例，電池容量為2. 2Ah。將TC0元件與電池的正極極耳焊接在一起，使用熱傳導(dǎo)率為0. 8ff/mK的導(dǎo)熱雙面膠為粘性層將TC0元件粘接于電池的頭部主體上。對(duì)比例以564869型號(hào)(成品電池的厚度為5. 6毫米，寬度為48毫米，長(zhǎng)度為69毫米) 的方形鋰離子二次電池為例，電池容量為2. 2Ah。將TC0元件與電池的正極極耳焊接在一起，使用普通的雙面膠將TC0元件粘接與電池的頭部主體上。表1為實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例的鋰電池以1C的倍率過充到6V，并在6V的電壓下保持4小時(shí)的結(jié)果。由測(cè)試結(jié)果可見，使用本實(shí)用新型的安全結(jié)構(gòu)的電池， 過充測(cè)試均能夠全部通過，而使用現(xiàn)有技術(shù)的電池不能保證全部通過過充測(cè)試。證明本實(shí)用新型提出的安全結(jié)構(gòu)可以有效的保證電池在過充電情況下的安全性。表1圖3為實(shí)施例1的電池在1C/6V過充測(cè)試過程中，電池表面溫度和TC0元件處的溫度隨時(shí)間的變化圖?？梢钥吹剑瑢?shí)施例1的電池在過充測(cè)試過程中，當(dāng)TC0元件的溫度達(dá)到90°C切斷電池充電電流時(shí)，電池本體的最高溫度為98°C，電池本體與TC0元件之間的溫差為8°C。圖4為對(duì)比例中通過了 1C/6V過充測(cè)試的電池，在測(cè)試過程中電池表面溫度和TC0 元件處的溫度隨時(shí)間的變化圖?？梢钥吹剑瑢?duì)比例的電池在過充測(cè)試過程中，當(dāng)TC0元件的溫度達(dá)到90°C切斷電池充電電流時(shí)，電池本體的最高溫度達(dá)到了 104°C，電池本體與TC0元件之間的溫差為14°C。從以上測(cè)試結(jié)果可見，本實(shí)用新型提供的安全結(jié)構(gòu)可以明顯減小TC0元件與電池主體之間的溫差，保證電池在被過充濫用時(shí)的安全性能。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。 此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例測(cè)試電池?cái)?shù)10101010著火電池?cái)?shù)0006通過測(cè)試電池?cái)?shù)101010權(quán)利要求1.一種鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，包括電池正極極耳、溫度保險(xiǎn)絲和電芯主體，溫度保險(xiǎn)絲的輸出端與電池正極極耳連接，其特征在于溫度保險(xiǎn)絲的輸入端通過熱傳導(dǎo)率大于等于0.8ff/mK的粘性層與電芯主體連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的粘性層為導(dǎo)熱膏層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的粘性層為導(dǎo)熱膠層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的粘性層為導(dǎo)熱雙面月父層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的粘性層為內(nèi)部或表面附有金屬層的絕緣導(dǎo)熱材料層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的粘性層的熱傳導(dǎo)率為 1. 0、1. 3 或 1. 5W/mK。
專利摘要本實(shí)用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種鋰離子電池安全結(jié)構(gòu)，包括電池正極極耳、溫度保險(xiǎn)絲(TCO元件)和電芯主體，溫度保險(xiǎn)絲的輸出端與電池正極極耳連接，溫度保險(xiǎn)絲的輸入端通過熱傳導(dǎo)率大于等于0.8W/mK的粘性層與電芯主體連接。當(dāng)電池被濫用而發(fā)熱時(shí)，粘性層能將電池主體的熱量快速傳遞到TCO元件上，使TCO元件的溫度與電池主體保持同步，當(dāng)溫度達(dá)到一定值時(shí)，TCO元件動(dòng)作切斷電路，保證電池的安全。
文檔編號(hào)H01M2/34GK202352795SQ20112025785
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者何東銘, 史冊(cè), 李 真, 李萍, 程晟, 蘇樹發(fā) 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司