【技术实现步骤摘要】
二次电池和终端
[0001]本申请涉及二次电池
，尤其涉及一种二次电池和终端。
技术介绍
[0002]随着互联网的发展和便携式移动电子设备的普及，人们对锂二次电池的容量续航和快充能力的要求越来越高，但伴随而来的电池热失控安全事故也越来越多。大量研究分析发现，二次电池的机械滥用(如穿钉、弯折、异物挤压等)所导致的内部短路，是其热失控的主要原因之一。当二次电池遭到机械外力破坏，如针状导体或其他异物刺入，集流体和活性材料层被破坏，产生碎屑，发生直接接触短路，同时，这些集流体和活性材料碎屑会随着刺入物及刺入创口扩散，从而引发更严重的正负极集流体和正负极活性材料的接触内短路，包括但不限于以下四种接触方式：(1)正极集流体(通常为铝箔)与负极集流体(通常为铜箔)；(2)正极集流体(通常为铝箔)与负极活性材料层；(3)正极活性材料层与负极活性材料层；(4)负极集流体(通常为铜箔)与正极活性材料层。其中，由于正极集流体(铝箔)和负极活性材料层的短路电阻和电池内阻较为接近，此时短路点产热功率最大，温度迅速上升，温度升高引发SEI分解及隔膜收缩熔融，导致电池发生热失控风险最高。同时，由于二次电池通常是由电池单元组件(正极集流体-正极活性材料层-隔膜-负极活性材料层-负极集流体)通过堆叠或卷绕构成，在异物刺入直至刺穿电池的过程中，破坏产生的各种碎屑往往随机接触，更容易发生内短路，同时内短路放热又极易引发热失控连锁反应。因此，有必要提供一种高安全二次电池，尽量降低或避免上述内短路的发生，提高电池安全性能。
技术实现思路
>[0003]本申请实施例提供了一种二次电池，通过对集流体延伸率、隔膜延伸率和活性材料层厚度进行合理设计，使得二次电池可在遭到机械滥用时降低或避免内短路的发生，提高电池安全性能。
[0004]本申请实施例第一方面提供了一种二次电池，包括至少一个电池单元组件，所述电池单元组件包括正极极片、负极极片、以及设置在所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述正极极片和所述负极极片均包括集流体和设置在所述集流体上的活性材料层；其中，所述隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率包括沿MD方向(Machine Direction，机械方向，即纵向、长度方向)的延伸率和/或沿TD方向(Transverse Direction，垂直于机械方向，即横向、宽度方向)的延伸率，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的集流体的延伸率的比值大于或等于60。本申请二次电池通过选择具有较高延伸率的隔膜，并对集流体延伸率、隔膜延伸率和活性材料层厚度进行合理设计，当二次电池遭到针状导体或其他异物刺入时，隔膜相比集流体和活性材料层具有更高延伸率，可以有效拉伸伸长，实现对针状导体、其他异物以及破坏产生的集流体和活性材料层碎屑形成包裹，避免正负极集流体和正负极活性材料及其碎屑发生接触而导致
内短路，大大降低内短路发生几率，从源头避免热失控连锁反应，提升电池安全性能。该二次电池，可在电池高能量密度的前提下，获得高安全性能。
[0005]本申请实施方式中，当二次电池仅包括一个电池单元组件时，该电池单元组件中的隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率包括沿长度方向的延伸率和/或沿宽度方向的延伸率，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的集流体的延伸率的比值大于或等于60。
[0006]本申请实施方式中，当二次电池包括多个堆叠的电池单元组件时，则至少是位于二次电池最外侧的电池单元组件中的正极极片和/或负极极片、以及隔膜按上述方式配置。为了进一步提升电池的安全性能，在本申请一些实施方式中，也可以是将两个或两个以上的电池单元组件中的所述正极极片和/或负极极片、以及隔膜按上述方式进行配置。在本申请一些实施方式中，也可以是将多个电池单元组件中的正极极片和/或负极极片、以及隔膜均被配置为：所述隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率包括沿长度方向的延伸率和/或沿宽度方向的延伸率，所述隔膜的延伸率与所述活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于60。不论是叠片式电池，还是卷绕式电池，都可沿电池厚度方向包括多个堆叠的电池单元组件。多个电池单元组件中，更多的电池单元组件中的正极极片和/或负极极片、以及隔膜按上述方式进行配置，可以进一步提升电池安全性能。
[0007]本申请一些实施方式中，所述隔膜的延伸率与所述活性材料层的厚度的比值为4.0％/μm～6.0％/μm。适合的隔膜延伸率与活性材料层厚度比值，使得电池在遭到异物刺入时，隔膜能够拉伸到一定长度，对异物、各种碎屑进行较好地包裹，减少或避免内短路发生；同时也能够获得较理想的能量密度，从而有效兼顾电池安全性能和高能量密度。
[0008]本申请一些实施方式中，所述隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于70。本申请另一些实施方式中，所述隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于90。将隔膜的延伸率与集流体的延伸率比值控制在较高的比值，使得电池在遭到异物刺入时，隔膜能够拉伸到一定长度，对异物、各种碎屑进行较好地包裹，减少或避免内短路发生；同时，也能一定程度上减少集流体碎屑的产生。该比值越大，则隔膜延伸率相对越高，对异物和碎屑的包裹效果越好，电池安全性越好，同时集流体延伸率相对越低，有利于保证集流体较好的力学性能和加工性能，防止集流体涂布加工时发生变形和断带。
[0009]本申请实施方式中，所述正极极片包括正极集流体和设置在所述正极集流体上的正极活性材料层；所述负极极片包括负极集流体和设置在所述负极集流体上的负极活性材料层。
[0010]本申请一些实施方式中，正极极片中的正极集流体、正极活性材料层与隔膜按上述方式进行配置，即隔膜的延伸率大于100％，隔膜的延伸率包括沿长度方向的延伸率和/或沿宽度方向的延伸率，隔膜的延伸率与活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于60。由于正极集流体与负极活性材料的短路是导致热失控发生风险最大的因素，通过对正极与隔膜进行合理设计可以较明显地提升电池安全性能。本申请另一些实施方式中，负极极片中的负极集流体、负极活性材料层与隔膜按上述方式进行配置，可以一定程度提升电池安全性能。本申请其他一些实施
方式中，还可以是正极极片中的正极集流体、正极活性材料层与隔膜按上述方式进行配置，同时负极极片中的负极集流体、负极活性材料层与隔膜也按上述方式进行配置，该实施方式中，正极极片和负极极片都进行合理设计，可以更好地提升电池安全性能。
[0011]本申请一些实施方式中，所述隔膜的延伸率大于或等于120％。本申请另一些实施方式中，所述隔膜的延伸率大于或等于150％。隔膜的延伸率越高，越有利于在电池遭到机械外力破坏本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种二次电池，其特征在于，包括至少一个电池单元组件，所述电池单元组件包括正极极片、负极极片、以及设置在所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜，所述正极极片和所述负极极片均包括集流体和设置在所述集流体上的活性材料层；其中，所述隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率包括沿长度方向的延伸率和/或沿宽度方向的延伸率，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的集流体的延伸率的比值大于或等于60。2.如权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述二次电池包括多个堆叠的电池单元组件，至少位于所述二次电池最外侧的电池单元组件中的隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的集流体的延伸率的比值大于或等于60。3.如权利要求2所述的二次电池，其特征在于，每一所述电池单元组件中的隔膜的延伸率大于100％，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的活性材料层的厚度的比值为3.0％/μm～8.0％/μm，所述隔膜的延伸率与所述正极极片和/或负极极片的集流体的延伸率的比值大于或等于60。4.如权利要求1-3任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的延伸率与所述活性材料层的厚度的比值为4.0％/μm～6.0％/μm。5.如权利要求1-4任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于70。6.如权利要求5所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的延伸率与所述集流体的延伸率的比值大于或等于90。7.如权利要求1-6任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的延伸率大于或等于120％。8.如权利要求7所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的延伸率大于或等于150％。9.如权利要求1-8任一项所述的二次电池，其特征在于，所述隔膜的材质包括聚乙烯、聚α烯烃、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基戊烯、聚丁烯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、环烯烃共聚物、聚苯并咪唑、聚...
【专利技术属性】
技术研发人员：李政杰，邓耀明，张新枝，高云雷，阳东方，洪达，谢封超，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。