降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，将组成锂离子电池的正极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的负极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳厚度设置为50～150um，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳厚度设置为50～150um。该工艺方法制得的锂离子电池的短路失效温度控制在100℃以内，针刺失效温度控制在50℃以内。针刺失效温度控制在50℃以内。针刺失效温度控制在50℃以内。

【技术实现步骤摘要】
降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池的
，尤其是一种降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法。

技术介绍

[0002]目前，市场上的各类智能可穿戴设备琳琅满目，在与生命健康、移动互联进一步融合后，市场将会进一步扩大。依照智能可穿戴设备市场的发展趋势，相对应需求的各种微小型锂离子电池也需要更强硬的技术支持。
[0003]智能可穿戴设备，如蓝牙耳机、助听器及相关可植入式的医疗健康类的设备，由于使用环境的特殊，对于锂离子电池的安全性要求将会更加的严苛。常规配方的设计，其安全失效温度一般在120℃左右，其针刺失效温度约为90℃，在使用上会有比较多的限制。因此，传统的锂离子电池通常用于便携式电子设备、手机、耳机、手表等。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0005]为此，本专利技术提出一种降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，该降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法具有降低锂电池安全失效温度的优点，外部短路温度降低20℃，失效温度控制在100℃以内；针刺失效温度降低50℃，失效温度控制在50℃以内。
[0006]根据本专利技术实施例的降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，将组成锂离子电池的正极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的负极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳厚度设置为50～150um，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳厚度设置为50～150um。
[0007]本专利技术的有益效果是，锂离子电池的短路失效温度更低，可以控制在100℃以内，使用的环境更为广泛，安全；锂离子电池的针刺失效温度更低，可以控制在50℃以内，使用的环境更为广泛，安全，可以用在更加贴合人体的部分(贴身、入耳等紧贴人体脆弱部位使用)，比如入耳设备、智能眼镜等，在电池遭受突发性破坏性损伤时可避免造成二次烫伤伤害。
[0008]进一步具体地限定，上述技术方案中，极耳的横截面积有利于散热机理的公式如下：
[0009]Q＝I2*R*t，则
[0010]其中，Q表示t时间内极耳产生的热量；I表示通过的电流；R表示极耳电阻；t表示时间；ρ表示极耳的电阻率；L表示极耳长度；S表示极耳横截面积；当锂离子电池发生短路时，突发的大电流经过，在极耳横截面积越大的情况下，累积的热量就会相对较少；在热量确定
的情况下，极耳横截面积越大，散热越快。
[0011]进一步具体地限定，上述技术方案中，组成锂离子电池的正极极片的正极材料，包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和辅助添加剂；导电剂为炭黑类、碳纳米管类和石墨烯中的一种；粘结剂为偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯的均聚物和聚偏二氟乙烯共聚物、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物中的一种；辅助添加剂为PVP类的辅助助溶剂。
[0012]进一步具体地限定，上述技术方案中，正极活性物质主要为钴酸锂并掺杂磷酸铁锂或镍钴锰酸锂或钛酸锂中的一种。
[0013]进一步具体地限定，上述技术方案中，当正极活性物质主要为钴酸锂并掺杂磷酸铁锂，则磷酸铁锂的掺杂比例为3％～10％；当正极活性物质主要为钴酸锂并掺杂镍钴锰酸锂，则镍钴锰酸锂的掺杂比例为3％～10％；当正极活性物质主要为钴酸锂并掺杂钛酸锂，则钛酸锂的掺杂比例为3％～10％。
[0014]进一步具体地限定，上述技术方案中，组成锂离子电池的负极极片的负极材料，包括负极活性物质、导电剂、粘结剂和辅助添加剂；负极活性物质为石墨类负极材料；导电剂为水溶性炭黑类、碳纳米管类和石墨烯类中的一种；粘结剂为羧甲基纤维素钠和丁苯橡胶胶乳中的一种；辅助添加剂为蒸馏水的辅助助溶剂；负极活性物质、导电剂和粘结剂溶于蒸馏水中形成负极浆料。
[0015]进一步具体地限定，上述技术方案中，正极极耳采用的是正极铝极耳。
[0016]进一步具体地限定，上述技术方案中，正极铝极耳由纯铝制成，或者，正极铝极耳由铝合金制成。
[0017]进一步具体地限定，上述技术方案中，负极极耳采用的是负极铜极耳。
[0018]进一步具体地限定，上述技术方案中，负极铜极耳由纯铜制成，或者，负极铜极耳由铜合金制成。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1是正极片、负极片及隔膜卷绕成卷芯的示意图；
[0021]图2是整个锂离子电池的组装过程示意图。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]见图1和图2，本专利技术的一种降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，该锂离子电池是由正极极片、负极极片、隔膜、电解液组装而成的一种微小型针式锂离子电池。在特定尺寸锂离子电池的高度固定情况下，将组成锂离子电池的正极极片中的集流体厚度设置为10～16um，集流体厚度增加，失效时的散热速度越快。之所以将组成锂离子电池的正极极
片中的集流体厚度设置为10～16um，是因为，当集流体厚度小于10um时，对于散热的效果不明显，反之集流体厚度越大散热效果越好，但是整个锂离子电池的能量密度越小，综合考虑锂离子电池的整体性能，不建议将集流体厚度设置为大于16um。
[0024]在特定尺寸锂离子电池的高度固定情况下，将组成锂离子电池的负极极片中的集流体厚度设置为10～16um，集流体厚度增加，失效时的散热速度越快，之所以将组成锂离子电池的负极极片中的集流体厚度设置为10～16um，是因为，当集流体厚度小于10um时，对于散热的效果不明显，反之集流体厚度越大散热效果越好，但是整个锂离子电池的能量密度越小，综合考虑锂离子电池的整体性能，不建议将集流体厚度设置为大于16um。
[0025]将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳厚度设置为50～150um，正极极耳的横截面积增加，失效时的散热速度越快。之所以将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳宽度设置为1～3mm，是因为，当正极极耳宽度过小，生产的实际难度加大，横截面积小不利于散热；另外，电芯产品的直径有限制，不适用大于3mm宽的正极极耳。之所以将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳厚度设置为50～150um，是因为，当正极极耳厚度小于50um时，导致材料太软，生产焊接难度大，正极极耳截面积小，也不利于散热；当正极极耳厚本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，其特征在于：将组成锂离子电池的正极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的负极极片中的集流体厚度设置为10～16um，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的正极极片中的正极极耳厚度设置为50～150um，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳宽度设置为1～3mm，将组成锂离子电池的负极极片中的负极极耳厚度设置为50～150um。2.根据权利要求1所述的降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，其特征在于：极耳的横截面积有利于散热机理的公式如下：Q＝I2*R*t，则其中，Q表示t时间内极耳产生的热量；I表示通过的电流；R表示极耳电阻；t表示时间；ρ表示极耳的电阻率；L表示极耳长度；S表示极耳横截面积；当锂离子电池发生短路时，突发的大电流经过，在极耳横截面积越大的情况下，累积的热量就会相对较少；在热量确定的情况下，极耳横截面积越大，散热越快。3.根据权利要求1所述的降低锂离子电池安全失效温度的工艺方法，其特征在于：组成锂离子电池的正极极片的正极材料，包括正极活性物质、导电剂、粘结剂和辅助添加剂；导电剂为炭黑类、碳纳米管类和石墨烯中的一种；粘结剂为偏二氟乙烯、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯的均聚物和聚偏二氟乙烯共聚物、六氟丙烯和偏二氟乙烯的共聚物中的一种；辅助添加剂为PVP类的辅助助溶剂。4.根据权利要求3所述的降低锂离子电池安全失效温...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩媛，马慎思，薛云峰，罗家文，
申请(专利权)人：常州微宙电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：