一种含有短路保护装置的锂离子电池制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。相对于现有技术，本实用新型专利技术降低了锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高了锂离子电池的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种含有短路保护装置的锂离子电池
本技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种含有短路保护装置的锂离子电池。
技术介绍
随着新能源汽车行业的快速发展，市场对中大型锂离子电池（容量为20~200Ah）的需求越来越大，特别是高能量比、长循环寿命、高可靠性、高串并联装配效率、支持快速充电的方形锂离子电池芯越来越受到动力电池组装厂、整车厂、终端消费者的青睐。对于大中型方形锂离子电池而言，当电池受到外部撞击、挤压或穿刺等外力机械破坏，特别是在穿刺时，容易引发电池内部短路的发生。因单体电池的能量大，短路瞬间要在短路点释放的能量多，因而短路点发热量巨大，加之电极本身的导电导热能力有限，巨大的电流和热量从短路点向外扩散的时间长，整个电池的发热量剧增，极易引发整个电池的热失控，从而发生着火，爆炸等安全问题。现有技术中，解决上述问题的方法大概分为两种。其中一种方法是通过增加隔膜的强度、韧性和耐热性，减少电池在钉子穿过时发生内短路的机率，使得电池的能量不会因内短路而释放。虽然这种方法同时适用于软包装锂离子电池和铝壳动力电池，但是锂离子电池用隔膜的厚度通常不超过40um，钢钉还是能穿破隔离膜，而且钢钉是导电的，当钉子穿过多层电极和隔膜时，只要其中至少一层正负电极片直接短路接触或通过钢钉短路接触而发生内部短路，必将导致电池热失控。另外一种方法则是增加“外短路开关”，在电池热失控发生之前，使得电池的能量通过外短路的方式而释放掉一部分，但是这种方法目前只能应用在铝壳电池上，其应用领域和保护效果受到极大的挑战。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种含有短路保护装置的锂离子电池，以降低锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高锂离子电池的安全性。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。石墨烯层可以是独立存在于正/负极板与绝缘层之间，当然，石墨烯层也可以是复合在正/负极板上。当石墨烯层需要复合在极板上时，在复合之前则要对正/负极板先进行表面“刻蚀”处理，从而增加石墨烯层和正/负极板间的复合强度。当锂离子电池被钉刺时，钉子首先刺穿裸电芯外面的短路保护装置，短路保护装置正负极板之间的绝缘层被刺穿，导致短路保护装置的正负极板直接接触。此时，与短路保护装置正负极板并联的裸电芯的正负极短接，一方面，因为短路保护装置的正负极板和石墨烯层均具有高导电性，能使得裸电芯的能量快速释放，使得裸电芯正负极成为等势体，当钉子再进入裸电芯内部并造成内短路时，由于其短路点释放的能量较少，从而热失控的可能性大大降低；另一方面，因石墨烯层具有超高的导热性能，在短路保护装置的短路点位置产生的大量热可以被迅速导走散失，避免了因局部点的热聚集而导致局部温度达到或超过可燃物闪点或燃点，避免电池发生着火甚至爆炸现象，从而提高锂离子电池的安全性。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间时，所述正极板的另一侧同时设置有石墨烯层。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间时，所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，当所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间时，所述正极极板的另一侧和所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板上设置有正极连接处，所述负极板上设置有负极连接处，所述正极板通过所述正极连接处与所述裸电芯的正极极耳连接，所述负极板通过所述负极连接处与所述裸电芯的负极极耳连接。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述石墨烯层的厚度为0.1~50um。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板为铝箔，所述负极板为铜箔或镍箔。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述正极板的厚度为10~200um，所述负极板的厚度为10~200um。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述绝缘层设置为无孔绝缘材料层、无纺布层、玻璃纤维层、PE隔膜纸层、PP隔膜纸层、PET隔膜纸层或陶瓷涂覆隔膜纸层。作为本技术所述的含有短路保护装置的锂离子电池的一种改进，所述绝缘层的厚度为5-100um。相对于现有技术，本技术的有益效果在于：本技术提供一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。本技术降低了锂离子电池发生热失控的可能性，从而提高了锂离子电池的安全性。附图说明图1是本技术的结构示意图。图2是本技术中短路保护装置的装配图。图3是本技术中短路保护装置的结构示意图之一。图4是本技术中短路保护装置的结构示意图之二。图5是本技术中短路保护装置的结构示意图之三。图6是本技术中短路保护装置的结构示意图之四。图7是本技术中短路保护装置的结构示意图之五。图8是本技术中短路保护装置的结构示意图之六。其中：1-裸电芯，2-短路保护装置，11-正极极耳，12-负极极耳，21-正极板，22-负极板，23-绝缘层，24-石墨烯层，25-正极连接处，26-负极连接处。具体实施方式下面结合具体实施方式和说明书附图，对本技术作进一步详细的描述，但本技术的实施方式并不限于此。实施例1如图1~3所示，一种含有短路保护装置的锂离子电池，包括裸电芯1和与裸电芯1并联的短路保护装置2，短路保护装置2包裹于裸电芯1，短路保护装置2包括正极板21、负极板22、绝缘层23和石墨烯层24，绝缘层23设置于正极板21和负极板22之间，石墨烯层24设置于正极板21与绝缘层23之间。正极板21上设置有正极连接处25，负极板22上设置有负极连接处26，正极板21通过正极连接处25与裸电芯1的正极极耳11连接，负极板22通过负极连接处26与裸电芯1的负极极耳12连接。石墨烯层24是由多层石墨烯薄膜堆叠而成，石墨烯层24的厚度为0.1um。正极板21为铝箔，负极板22为铜箔。正极板21的厚度为10um，负极板22的厚度为10um。绝缘层23设置为无孔绝缘材料层。绝缘层23的厚度为5um。实施例2如图4所示，与实施例1不同的是：本实施例中的石墨烯层24设置于负极板22与绝缘层23之间。石本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。

【技术特征摘要】
1.一种含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：包括裸电芯和与所述裸电芯并联的短路保护装置，所述短路保护装置包裹于所述裸电芯，所述短路保护装置包括正极板、负极板、绝缘层和石墨烯层，所述绝缘层设置于所述正极板和所述负极板之间，所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间，或所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间。2.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层设置于所述正极板与所述绝缘层之间时，所述正极板的另一侧同时设置有石墨烯层。3.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层设置于所述负极板与所述绝缘层之间时，所述负极板的另一侧同时设置有石墨烯层。4.根据权利要求1所述的含有短路保护装置的锂离子电池，其特征在于：当所述石墨烯层同时设置于所述正极板与所述绝缘层、所述负极板与所述绝缘层之间时，所述正极极板的另一侧和所述负极板的另一侧同...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海波，陶哲，涂健，文宝华，唐庆明，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43