锂离子电池制造技术

本发明专利技术涉及一种锂离子电池，锂离子电池包括电池外壳以及至少一个自毁毒化层，电池外壳具有电池内腔，电池内腔中具有电芯；至少一个自毁毒化层设置在电芯的内部，自毁毒化层包括外层壳体，外层壳体具有容纳内腔，容纳内腔中至少填充有毒化剂，外层壳体的至少一部分表面区域为敏感区域，敏感区域被配置为能够在预设的敏感值发生破裂，并暴露容纳空腔。上述锂离子电池中，内置于锂离子电池的电芯中的自毁毒化层可以释放出毒化剂，毒化剂可以使电解液、正极活性材料、负极活性材料等失效，使锂离子电池不再发生产热、产气的放热反应，将锂离子电池的热失效抑制在初级阶段，阻止锂离子电池导致热失控链式反应的发生。导致热失控链式反应的发生。导致热失控链式反应的发生。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其自身能量密度较高，且具有长循环寿命等特点，在电动汽车、储能电站等领域中得到了广泛应用，然而，随着消费者对锂离子电池能量密度需求的不断攀升，锂离子电池的安全事故也在逐年攀升。研究结果表明，大部分新能源汽车和储能电站的安全事故与锂离子电池相关。
[0003]目前，防止安全事故的方式通常选择在电解液中加入阻燃添加剂、对隔膜表面进行改性，或者采用热稳定性高的材料进行电极表面包覆以提高锂离子电池的热稳定性。但是，这些改性方法将不可避免地会降低锂离子电池的电化学性能、降低隔膜的孔隙率，并显著增加隔膜的厚度，不利于锂离子在隔膜中的有效传输。因此，研制出一种安全、有效的方式来预防锂离子电池的爆炸，便成为了本领域技术人员中亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对锂离子电池容易发生爆炸的技术问题，提供一种锂离子电池。
[0005]本专利技术提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：
[0006]电池外壳，所述电池外壳具有电池内腔，所述电池内腔中具有电芯；
[0007]至少一个自毁毒化层，设置在所述电芯的内部，所述自毁毒化层包括外层壳体，所述外层壳体具有容纳内腔，所述容纳内腔中至少填充有毒化剂，所述外层壳体的至少一部分表面区域为敏感区域，所述敏感区域被配置为能够在预设的敏感值发生破裂，并暴露所述容纳空腔。
[0008]在其中一个实施例中，所述自毁毒化层设置在所述电芯的正极层内；和/或，
[0009]所述自毁毒化层设置在所述电芯的负极层内；和/或，
[0010]所述自毁毒化层设置在所述电芯的隔膜层内；和/或，
[0011]所述自毁毒化层设置在所述电芯的电解液内；和/或，
[0012]所述自毁毒化层设置在所述电芯的正极层和隔膜层之间；和/或，
[0013]所述自毁毒化层设置在所述电芯的负极层和隔膜层之间。
[0014]在其中一个实施例中，所述外层壳体的敏感区域通过敏感物质构成。
[0015]在其中一个实施例中，所述外层壳体采用敏感物质制作，所述外层壳体的全部表面区域均构成所述敏感区域。
[0016]在其中一个实施例中，所述敏感物质为温度敏感物质，所述敏感区域为温度敏感区域，所述敏感值为敏感温度值，所述温度敏感区域被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂。
[0017]在其中一个实施例中，所述敏感物质为压力敏感物质，所述敏感区域为压力敏感区域，所述敏感值为敏感压力值，所述压力敏感区域被配置为能够在预设的敏感压力值发
生破裂。
[0018]在其中一个实施例中，所述毒化剂为包含胺基、醇基、酯基、醚基和水合化合物中至少一者的物质。
[0019]在其中一个实施例中，所述锂离子电池包括：
[0020]扩散剂，所述扩散剂填充在所述容纳空腔中，所述扩散剂被配置为用于促进所述毒化剂发生扩散。
[0021]在其中一个实施例中，所述自毁毒化层为板状结构，且多个所述自毁毒化层相互平行装配，相邻所述自毁毒化层之间具有间隙。
[0022]在其中一个实施例中，所述外层壳体的厚度在1微米至10微米之间。
[0023]上述锂离子电池中，当锂离子电池因滥用工况等原因而导致温度、压力或湿度等因素异常时，内置于锂离子电池的电芯中的自毁毒化层可以迅速释放出毒化剂，扩散至锂离子电池的整个电芯内部，而且自毁毒化层能够覆盖较大的面积区域，因而无论每个自毁毒化层发生破裂都可以向较大面积区域释放毒化剂，毒化剂可以使电解液、正极活性材料、负极活性材料等失效，使锂离子电池不再发生产热、产气的放热反应，将锂离子电池的热失效抑制在初级阶段，阻止锂离子电池导致热失控链式反应的发生，从而阻止了锂离子电池的燃烧和爆炸发生，保障锂离子电池中每个电芯的安全性。
附图说明
[0024]图1为本专利技术一个实施例中提供的锂离子电池的正视图；
[0025]图2为本专利技术一个实施例中提供的锂离子电池的侧视图；
[0026]图3为本专利技术一个实施例中提供的自毁毒化层的结构示意图。
[0027]附图标号：
[0028]100、电池外壳；200、自毁毒化层；
[0029]210、外层壳体；220、毒化剂。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0031]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0032]此外，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至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0033]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0034]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0035]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：电池外壳，所述电池外壳具有电池内腔，所述电池内腔中具有电芯；至少一个自毁毒化层，设置在所述电芯的内部，所述自毁毒化层包括外层壳体，所述外层壳体具有容纳内腔，所述容纳内腔中至少填充有毒化剂，所述外层壳体的至少一部分表面区域为敏感区域，所述敏感区域被配置为能够在预设的敏感值发生破裂，并暴露所述容纳空腔。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述自毁毒化层设置在所述电芯的正极层内；和/或，所述自毁毒化层设置在所述电芯的负极层内；和/或，所述自毁毒化层设置在所述电芯的隔膜层内；和/或，所述自毁毒化层设置在所述电芯的电解液内；和/或，所述自毁毒化层设置在所述电芯的正极层和隔膜层之间；和/或，所述自毁毒化层设置在所述电芯的负极层和隔膜层之间。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述外层壳体的敏感区域通过敏感物质构成。4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述外层壳体采用敏感物质制作，所述外层壳体的全部表面区域均构成所述敏感区域。5.根据权利要求4所述的锂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟峰，冯旭宁，王莉，王贺武，欧阳明高，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：