一种电池制造技术

本发明专利技术涉及电化学领域，特别是涉及一种电池。本发明专利技术提供一种电池，包括壳体和位于所述壳体内的电芯、电解液和吸热件；所述吸热件包括设有内腔的封装件和相变吸热材料，所述相变吸热材料位于所述封装件的所述内腔中；所述相变吸热材料至少具有第一熔融温度和第二熔融温度，所述相变吸热材料随温度升高呈梯度熔融。本发明专利技术所提供的电池，可以在不显著影响电芯性能和能量密度的前提下，通过电池壳体内部的吸热件对电池内部进行降温，可循环使用，具有化学稳定性高、无腐蚀性、成本低、加工性能好、可循环使用等特点，且吸热件不与电解液反应，所用填充材料绝缘性好，不会引入额外的电芯安全失效模式。

【技术实现步骤摘要】
一种电池
本专利技术涉及电化学领域，特别是涉及一种电池。
技术介绍
为提高锂离子电池的能量密度，降低电芯成本，单体电芯的容量设计越来越高，然而高容量电芯的充放电必然伴随着高温的产生。特别是目前主机厂对电芯都提出了大功率脉冲放电的需求，针对大容量的厚电芯，脉冲或持续放电引起的热量很难及时散出去，会进一步加速电芯内部热量积累，使得电芯中心温度显著升高。众所周知，温度是化学反应的重要加速因子之一，温度越高锂电池副反应越快。特别是在高Ni三元体系，温度高会极大的加速二次颗粒内部的微裂纹扩展，形成的新鲜界面会与电解液发生严重的副反应并消耗活性锂，使得电芯使用寿命大幅降低。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种电池，用于解决现有技术中的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种电池，包括壳体和位于所述壳体内的电芯、电解液和吸热件；所述吸热件包括设有内腔的封装件和相变吸热材料，所述相变吸热材料位于所述封装件的所述内腔中；所述相变吸热材料至少具有第一熔融温度和第二熔融温度，所述相变吸热材料随温度升高呈梯度熔融。本专利技术另一方面提供所述的电池的制备方法，包括：将成型的所述相变吸热材料填充至所述封装件的所述内腔中，以提供所述吸热件；将所述吸热件置于所述壳体内壁和所述电芯之间、和/或将所述吸热件置于两个电芯之间。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所提供的电池，可以在不显著影响电芯性能和能量密度的前提下，通过电池壳体内部的吸热件对电池内部进行降温，可循环使用，具有化学稳定性高、无腐蚀性、成本低、加工性能好、可循环使用等特点，且吸热件不与电解液反应，所用填充材料绝缘性好，不会引入额外的电芯安全失效模式。附图说明图1显示为本专利技术结构示意图。元件标号说明1壳体2电芯3电解液4吸热件41封装件42相变吸热材料5电芯极柱具体实施方式下面详细说明本专利技术所提供的电池。本专利技术第一方面提供一种电池，包括壳体和位于所述壳体内的电芯、电解液和吸热件；所述吸热件包括设有内腔的封装件和相变吸热材料，所述相变吸热材料位于所述封装件的所述内腔中；所述相变吸热材料至少具有第一熔融温度和第二熔融温度，所述相变吸热材料随温度升高呈梯度熔融。所述相变吸热材料的第一熔融温度通常指相变吸热材料自固态开始熔化为液态的温度，所述相变吸热材料的第二熔融温度通常指相变吸热材料完全熔化为液体的温度。所述电池通常可以是锂离子电池，当电芯内部温度高于第一熔融温度时，相变吸热材料开始发生相变，并随着温度的升高呈梯度熔融(所述梯度熔融指材料随温度升高逐渐熔化，具有一定的熔程)，实现快速降低电芯内部温度的目的。在正常使用过程，特别是大功率脉冲放电时，相变吸热材料的相变吸热能快速吸取电芯内部的热量，使电芯维持在一个较低的温度范围内工作，当温度上升时，相变吸热材料会吸热软化，当温度降低到相变吸热材料第一熔融温度以下时，相变吸热材料又会重新固化，从而达到重复使用的目的。另外，在电芯滥用实验时，相变吸热材料相变吸热能有效降低滥用失效的风险，提高电芯的使用安全性。本专利技术所提供的电池中，本领域技术人员可以根据电池的参数(例如，电池实际的使用温度区间、电池需要进行降温的工况温度等)，选择合适的相变吸热材料的第一熔融温度，所述第一熔融温度通常可以为35℃～45℃、35℃～37℃、37℃～39℃、39℃～41℃、41℃～43℃、或43℃～45℃。通常来说，大部分整车实际工况中，约有～90％左右的比例中对应的电池使用温度区间为25℃～35℃，只有当采用持续高倍率放电(例如持续加速或爬坡)时，温度可能达到35℃～45℃，甚至更高，此时就需要对电池进行降温。本领域技术人员可以根据电池的参数(例如，电池的工作温度区间上限等)，选择合适的相变吸热材料的第二熔融温度，所述第二熔融温度通常可以为65℃～75℃、65℃～67℃、67℃～69℃、69℃～71℃、71℃～73℃、或73℃～75℃。所述第二熔融温度通常高于电池的工作温度区间(例如，通常为55℃～60℃)，从而可以保证即使在充分吸收电池的工作温度所产生的热量时，依然可以使至少部分的相变吸热材料保持固体状态，尽量避免吸热件整体上厚度发生较大的变化。所述相变吸热材料的第一熔融温度和第二熔融温度的差值(即熔程)可以为20℃～40℃、20℃～25℃、25℃～30℃、30℃～35℃、或25℃～40℃，从而形成一定的熔程，使相变吸热材料呈梯度熔融，可以在电池不同使用温度时进行降温，使降温效果发挥最大化。本专利技术所提供的电池中，所述相变吸热材料通常可以包括多个具有不同的熔点的组分，以形成梯度熔融的相变吸热材料。所述相变吸热材料至少包括第一组分和第二组分，第一组分和第二组分的熔点不同。例如，所述第一组分在高于所述第一熔融温度的条件下可以为液态，更具体的，所述第一组分的熔点可以对应第一熔融温度；再例如，所述第二组分在低于所述第二熔融温度的条件下可以为固态，更具体的，所述第二组分的熔点可以对应第二熔融温度。所述第二组分可以均匀分布于吸热件中，优选的，所述第一组分和第二组分均匀分布，从而可以使相变吸热材料整体上在温度升高的过程中，会呈梯度熔融态，而相变吸热材料整体上会密封于化学惰性的封装件中，相变吸热材料可以先部分熔化形成液相，剩余的均匀分布的固态物质起到骨架支撑作用。在本专利技术一具体实施例中，所述相变吸热材料在T≤35℃时为完全固态，吸热件处于环境温度35℃～60℃时，即在35℃＜T≤60℃时有部分相变吸热材料部分熔化，例如，可以是50wt％～80wt％的相变吸热材料在35℃＜T≤60℃的温度条件下熔化，至少部分的相变吸热材料仍然保持固态，并在吸热件内部按其延伸方向均匀分布；75℃以上，所述相变吸热材料完全融化。本专利技术所提供的电池中，所述相变吸热材料可以是各种适用于吸收热量且可以稳定位于封装件中的材料，具体可以是包括但不限于石蜡、醇酯类聚合物等中的一种或多种的组合。在本专利技术另一具体实施例中，所述相变吸热材料可以包括多个具有不同的熔点(即，不同分子式)的石蜡组分(CnH2n+2，n为正整数)，通常n越大，其熔点越高，可通过调整n的大小来实现调整石蜡相变温度，以形成混合石蜡，所述相变吸热材料可以包括第一石蜡组分、第二石蜡组分和第三石蜡组分，所述第一石蜡组分、第二石蜡组分和第三石蜡组分通常具有不同的熔点，所述第一石蜡组分可以选自CnH2n+219≤n≤22，所述第二石蜡组分可以选自Cn’H2n’+223≤n’≤26，所述第三石蜡组分可以选自Cn”H2n”+227≤n”≤34，第一石蜡组分、第二石蜡组分和第三石蜡组分之间的重量比例可以为3～5：3～5：1～3。本专利技术所提供的电池中，所述封装件通常可以为绝缘导热聚合物，从而可以在将封装件内外之间基本绝缘的前提下，通过封装件中的相变吸热材料吸收热量。例如，所述封装件在电池的工作条件下通常是绝缘的，封装件通常具有良好的电阻率，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池，其特征在于，包括壳体和位于所述壳体内的电芯、电解液和吸热件；所述吸热件包括设有内腔的封装件和相变吸热材料，所述相变吸热材料位于所述封装件的所述内腔中；所述相变吸热材料至少具有第一熔融温度和第二熔融温度，所述相变吸热材料随温度升高呈梯度熔融。/n

【技术特征摘要】
1.一种电池，其特征在于，包括壳体和位于所述壳体内的电芯、电解液和吸热件；所述吸热件包括设有内腔的封装件和相变吸热材料，所述相变吸热材料位于所述封装件的所述内腔中；所述相变吸热材料至少具有第一熔融温度和第二熔融温度，所述相变吸热材料随温度升高呈梯度熔融。


2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一熔融温度为35℃～45℃，所述第二熔融温度为65℃～75℃。


3.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变吸热材料至少包括第一组分和第二组分，所述第一组分和第二组分的熔点不同，所述第一组分在高于所述第一熔融温度的条件下为液态，所述第二组分在低于所述第二熔融温度的条件下为固态；优选的，所述第一组分和所述第二组分在所述封装件中均匀分布。


4.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变吸热材料选自石蜡、醇酯类聚合物中的一种或多种的组合；优选的，所述相变吸热材料包括第一石蜡组分、第二石蜡组分和第三石蜡组分，所述第一石蜡组分选自CnH2n+219≤n≤22，所述第二石蜡组分选自Cn’H2n’+223≤n’≤26，所述第三石蜡组分选自Cn”H2n”+227≤n”≤34。


5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述封装件为绝缘导热聚合物，所述封装件的电阻率为1012Ω·cm～1014Ω·cm，所述封装件的导热系数为0.15W/mK～0.26W/mK。


6.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁涛，葛销明，姜玲燕，赵丰刚，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35