一種控制溫升的鋰離子單體電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制溫升的鋰離子單體電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學技術(shù)的發(fā)展，鋰離子電池作為化學電源的新生代，應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域。尤其是在汽車領(lǐng)域，由于石油能源危機的不斷上升以及燃油帶來的環(huán)境危害不斷惡化，使得新能源汽車的發(fā)展不斷加速。其中，電動車成為新能源汽車發(fā)展的方向之一。動力鋰離子電池則以其優(yōu)越的電性能和對環(huán)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(chǎn)熱。對于單體電池而言，產(chǎn)熱速率隨充放電倍率的增大而加快。電池產(chǎn)熱無法快速疏導(dǎo)排出，會導(dǎo)致其本身的溫度升高，進而使電池內(nèi)部不可逆的副反應(yīng)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(chǎn)熱速率過大，得不到有效釋放或控制就有可能會引發(fā)電池的熱失控，造成安全事故。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)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(cè)，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(zhì)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(zhì)量比例的50%?98%，把混合后的漿料根據(jù)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(cè)加蓋吸熱片。
[0014](3)根據(jù)吸熱片基材的材質(zhì)，使其與對應(yīng)的極片集流體一起焊接在相應(yīng)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(cè)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(yīng)的極耳上，鋁箔和銅箔具有很高的導(dǎo)熱率，電芯產(chǎn)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(zhuǎn)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(cè)視結(jié)構(gòu)簡圖；
[0018]圖2是本實用新型(吸熱片的基材為鋁箔)的立體結(jié)構(gòu)簡圖；
[0019]圖3是本實用新型(吸熱片的基材為銅箔)的側(cè)視結(jié)構(gòu)簡圖；
[0020]圖4是本實用新型(吸熱片的基材為銅箔)的立體結(jié)構(gòu)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(jié)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(cè)，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(zhì)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(cè)；
[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(cè)，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(zhì)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(zhuǎn)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(cè)；
[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(nèi)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(zhì)改變時，相變溫度平臺寬，能夠儲存大量的熱量。微膠囊形態(tài)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(dǎo)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(yīng)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(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)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(cè)，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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shù)領(lǐng)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(cè)，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(yīng)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(dǎo)熱率，電芯產(chǎn)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(zhuǎn)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?？刂其囯x子電池內(nèi)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?zhí)枴緾N201520748042
【發(fā)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