用于锂电池盖帽的防爆片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种用于锂电池盖帽的防爆片，所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；所述防爆片的熔点为100‑116℃。由于自然界中锡、铅、铋、镉、铟的熔点较低，采用上述金属进行融合制备合金，保证制备得到的防爆片合金的熔点为100‑116℃，采用熔点100‑116℃的低熔点合金时，电池发生热失控时，当电池温度高于100℃时，合金会开始出现溶解状态，微观表现其金属键的断裂，宏观表现其合金强度降低，进而降低了防爆片的开启压力，此发明专利技术的盖帽会降低开启压力阈值，提前泄气，保证电池安全。

Explosion-proof sheet for lithium battery cap and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
用于锂电池盖帽的防爆片及其制备方法和应用
本专利技术涉及锂电池领域，尤其涉及一种用于锂电池盖帽的防爆片及其制备方法，一种锂电池盖帽和一种锂电池。
技术介绍
锂离子电池在日常应用中，因不当使用，会出现短路，过充电，进水等意外情况，在保护板失去保护作用时，可能产生电池爆炸起火的情况。具体的，锂离子电池安全工作时，内部温度小于95摄氏度，内部起隔离正负极的隔膜熔点为130-160摄氏度。当电池发生热失控时，温度会持续上升，通常内部温度上升到150摄氏度时，电池可能发生爆炸。为了防止锂离子圆柱电池发生爆炸，在锂离子圆柱电池的盖帽结构中设置有防爆片，设置防爆片后的盖帽结构如图1所示。锂电池的盖帽是由顶帽、PTC、防爆片、焊接铝片组成的组合件。焊接铝片与防爆片点焊连接，与电池正极焊接连接导通电路。防爆片是半球面金属膜，其上面有泄压刻痕，其有两大功能，一是当电池异常热失控或电压超过限定电压时，电池内部压力会增大，当内部压力增大到一定值后，防爆片的向内凹曲的半球面受力后变成向外凸出，使防爆片与焊接铝片的焊接点拉裂断开，切断电路电流，电池与外界形成开路，保护电池安全性；二是电池内压继续增大，直到超过防爆片上面刻痕处的受力极限时，防爆片沿刻痕破裂，电池内压力从破裂处泄出，保护电池安全性。然而，当电池发生短路，过充电等异常情况时，会导致内部发生异常热失控，此时电池内部因化学反应产生大量气体，气压增大，电池盖帽防爆片开启泄压，但是防爆片的开启滞后以及泄气速度慢，导致此类热失控电池容易发生爆炸。而锂电池爆炸所产生的危害是巨大的。目前行业内防止电池爆炸的盖帽的开启仅与其开启的设计压力有关，与电池内部热量的异常变化无关。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用于锂电池盖帽的防爆片及其制备方法，旨在解决现有技术中锂电池防爆片熔点过高导致盖帽开启缓慢、使用不安全的问题。本专利技术的另一目的在于提供一种含有上述防爆片的锂电池盖帽以及锂电池。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种用于锂电池盖帽的防爆片，所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；所述防爆片的熔点为100-116℃。相应的，提供一种用于锂电池盖帽的防爆片的制备方法，包括以下步骤：按照上述用于锂电池盖帽的防爆片的元素配比称取各合金原料组分；先熔化熔点高的合金原料，然后按照熔点从高到低的顺序，依次添加熔点低的合金原料进行熔炼得到混合熔液，同时对所述混合熔液进行除气与除渣；将所述除气与除渣的混合溶液进行粗轧成坯料，再轧制成板坯；将所述板坯轧制成毛料，用四辊不可逆箔轧机组将所述毛料轧制成低熔点合金，即为用于锂电池盖帽的防爆片。以及，一种用于锂电池盖帽，所述用于锂电池盖帽为上述的用于锂电池盖帽的防爆片。以及，一种锂电池盖帽，所述锂电池盖帽包括上述锂电池盖帽的防爆片。以及，一种锂电池，所述锂电池包括上述的锂电池盖帽。与现有技术相比，本专利技术所述的一种用于锂电池盖帽的防爆片该防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；且所述防爆片的熔点为100-116℃。由于锡、铅、铋、镉、铟的熔点较低，具体的，锡的熔点232℃，铅的熔点327℃，铋的熔点271.3℃，镉的熔点321℃，铟的熔点156.4℃，上述各金属的熔点均小于铝的熔点(而目前防爆片采用金属铝，金属铝的熔点为660℃)，采用上述金属进行融合制备合金，保证制备得到的防爆片合金的熔点为100-116℃。本专利技术采用熔点100-116℃的低熔点合金作为锂电池盖帽的防爆片，当锂电池发生热失控时，只要锂电池温度高于100℃-116℃，防爆片的合金材料就会开始熔解，金属键发生断裂，防爆片合金材料强度降低，从而降低防爆片的开启压力，即盖帽开启压力阈值降低，进而实现提前泄气，保证电池的安全性能。本专利技术实施例提供的用于锂电池盖帽的防爆片的制备方法，方法简单，操作便捷，有利于工业化制备使用。本专利技术实施例提供的一种锂电池盖帽，由于该盖帽包括上述的用于锂电池盖帽的防爆片，则该锂电池盖帽在使用过程中，可以避免由于熔点过高而导致的盖帽开启缓慢导致使用不安全的问题，提高了锂电池使用的安全性。本专利技术实施例提供的一种锂电池，所述锂电池包括上述的锂电池盖帽，则该锂电池使用过程中，安全性能提高。附图说明图1为提供的圆柱电池盖帽结构。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和技术效果更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。结合本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本专利技术实例提供一种用于锂电池盖帽的防爆片，所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；所述防爆片的熔点为100-116℃。具体的，本专利技术实施例所制备的锂电池盖帽的防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种，同时，所述防爆片的熔点为100-116℃，由于自然界中锡、铅、铋、镉、铟的熔点较低，分别为锡的熔点232℃，铅的熔点327℃，铋的熔点271.3℃，镉的熔点321℃，铟的熔点156.4℃，通过调整个材料的比例进行合金的制备，能够确保防爆片的熔点为100-116℃。锂电池正常使用过程中，其内部染料的温度低于100℃，采用熔点100-116℃的低熔点合金作为防爆片的材料，当电池发生热失控时，电池温度高于100℃时，合金会开始出现溶解状态，当合金出现溶解，其表面强度要降低，进而降低了防爆片的开启压力此专利技术的盖帽会降低开启压力阈值，提前泄气，能够保证电池使用过程安全。锂电池电解液热分解反应是EMC分解生成DEC和DMC，而DEC和DMC与LiPF6的分解产物PF5发生系列化学反应，释放大量反应热与气体，由于可燃性电解液与Li0.5CoO2的热分解产物O2之间发生燃烧反应，使Li0.5CoO2发生复杂的热分解反应，而且随着反应温度的升高，反应速率越来越剧烈。若制备得到的材料熔点温度低于100℃，当电池正常使用内部材料进行正常反应时，防爆片已经出现熔化，导致电池提前泄气，这样会影响电池的正常使用。当电池内材料的反应温度超过116℃时，其反应速率显著提高，且随着反应温度的升高，反应速率加快，若制备的合金材料温度高于116℃，由于电池内部电解液热分解反应随着温度升高速率加快，若合金材料的熔点温度高于116℃，在电池内部发生爆炸之前会来不及提前泄气提前降低防爆片的开启压力，因此，若合金材料的熔点温度高于116℃，不能很好地保证电池使用过程的安全性。优选的，以所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金总重量为100％，包含如下重量百分比的下列组分：20％～28％锡；0％～30％铅；45％～65％铋；0％～21％镉；0％～1.5％铟。当合金的添加比例满足以上百分比，可以保证制备得到的合金材料熔点满足100-116℃，得到的锂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，所述防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；所述防爆片的熔点为100‑116℃。

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，所述防爆片的合金材料包含锡、铅、铋、镉、铟的至少两种；所述防爆片的熔点为100-116℃。2.根据权利要求1所述的用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，以所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金总重量为100％计，所述防爆片包括如下重量百分比的下列组分：3.根据权利要求1-2任一所述的用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，以所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金总重量为100％计，所述防爆片包括如下重量百分比的下列组分：4.根据权利要求1-2任一所述的用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，以所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金总重量为100％计，所述防爆片包括如下重量百分比的下列组分：5.根据权利要求1-2任一所述的用于锂电池盖帽的防爆片，其特征在于，以所述用于锂电池盖帽的防爆片的合金总重量为100％计，所述防爆片包括如下重量百分比的下列组分：6.一种用于锂电池盖帽的防爆片的制备方法，包括以下步骤：按照上述权利要求1-5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐朝华，桑玉，常国佼，田丙娟，冯金帅，吕婷，郭孟良，
申请(专利权)人：河南鑫泉能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41