本申请公开了一种电池单体、电池模组、电池包、储能系统和电动汽车。电芯包括正极极片、负极极片以及位于正极极片和负极极片之间的至少三层隔膜，处于至少三层隔膜的中间的第一隔膜为导电层，处于正极极片和第一隔膜之间的第二隔膜、以及处于负极极片和第一隔膜之间的第三隔膜为绝缘层，第一隔膜与通信芯片连接；在正极极片刺穿第二隔膜到达第一隔膜，或负极极片刺穿第三隔膜到达第一隔膜时，可能造成电芯内短路，通信芯片可以及时接收到第一隔膜发送的电信号，上报故障信息至电池管理单元，提高了电池使用的安全性。高了电池使用的安全性。高了电池使用的安全性。
【技术实现步骤摘要】
电池单体、电池模组、电池包、储能系统及电动汽车
[0001]本申请涉及储能器件
，尤其涉及一种电池单体、电池模组、电池包、储能系统及电动汽车。
技术介绍
[0002]锂离子电池因其能量密度高、使用寿命长、自放电率低和无记忆效应等特性而被广泛地应用于户用储能、通信基站、数据中心、工商业储能、消费电子和车辆等产品中。然而，锂离子电池的安全事故常见报道，锂离子电池的安全问题严重威胁使用者的生命和财产安全。
[0003]电池制造过程中的瑕疵以及使用过程中过充、过放以及大倍率充电等可能造成锂枝晶或铜枝晶，都有可能会刺破电池的隔膜而导致电池的内短路，进而引发热失控的发生；另一方面，电动汽车如发生碰撞事故，可能会导致电池发生机械形变，进而造成内短路，引起电池的起火、爆炸。因此，及时检测到内短路并对电池进行安全处理，进而避免电池的起火、爆炸，对锂离子电池的使用具有重要的现实意义。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种电池单体、电池模组、电池包、储能系统及电动汽车，用于及时检测电芯内短路，提高电池使用的安全性。
[0005]第一方面，提供了一种电池包，所述电池单体(11)包括壳体、以及位于所述壳体内的电芯(300,700,800)和通信芯片(504)，所述电芯(300,700,800)包括正极极片(301,701,801)、负极极片(302,702,802)以及位于所述正极极片(301,701,801)和所述负极极片(302,702,802)之间的三层隔膜(303,703,803)，所述至少三层隔膜(303,703,803)包括第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜，所述第一隔膜位于所述第二隔膜和所述第三隔膜之间，所述第二隔膜位于所述正极极片(301,701,801)和所述第一隔膜之间，所述第三隔膜位于所述第一隔膜和所述负极极片(302,702,802)之间，其中，所述第一隔膜为导电层，所述第二隔膜和所述第三隔膜为绝缘层，所述第一隔膜与所述通信芯片(504)连接；在所述正极极片(301,701,801)刺穿所述第二隔膜到达所述第一隔膜，使得所述正极极片(301,701,801)与所述第一隔膜之间的电势差下降至小于或等于第一阈值时，或者，在所述负极极片(302,702,802)刺穿所述第三隔膜到达所述第一隔膜，使得所述负极极片(302,702,802)与所述第一隔膜之间的电势差下降至小于或等于第一阈值时，所述通信芯片(504)用于接收到所述第一隔膜发送的第一电信号后，上报第一故障信息至所述电池管理单元。
[0006]在该方面中，在正极极片刺穿第二隔膜到达第一隔膜，或负极极片刺穿第三隔膜到达第一隔膜时，可能造成电芯内短路，通信芯片可以及时接收到第一隔膜发送的电信号，上报故障信息至电池管理单元，提高了电池使用的安全性。
[0007]示例性地，至少三层隔膜是指有三层或三层以上的隔膜，该三层或三层以上的隔膜中间有一层是导电的隔膜，该三层或三层以上的隔膜中除该层导电的隔膜之外，其余层
为绝缘的隔膜。
[0008]在一种可能的实现中，所述第一隔膜为以下任意一种：导电聚合物、薄膜碳、导电氧化物、石墨烯。
[0009]在又一种可能的实现中，所述导电聚合物为以下至少一种聚合物或至少两种聚合物的共聚物：聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吠喃、聚对本硫醚。
[0010]在又一种可能的实现中，所述薄膜碳为以下任意一种或多种的混合物：多孔碳纸、碳纤维、石墨烯层、碳纳米管、碳纳米线、活性炭。
[0011]在又一种可能的实现中，所述导电氧化物为以下任意一种或多种的混合物：铟锡氧化物、锑锡氧化物、铝锌氧化物。
[0012]在又一种可能的实现中，所述第二隔膜或所述第三隔膜为以下任意一种：不导电聚合物、陶瓷隔膜、无纺布、纤维隔膜。
[0013]在又一种可能的实现中，所述不导电聚合物为以下至少一种聚合物或至少两种聚合物的共聚物：聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯。
[0014]在又一种可能的实现中，所述电芯还包括传感器(503)，所述传感器(503)被固定于所述正极极片(301,701,801)和/或所述负极极片(302,702,802)表面，所述传感器(503)与所述通信芯片(504)连接；所述传感器(503)用于检测到所述电芯内的温度和/或压力大于或等于第二阈值，向所述通信芯片(504)发送第二电信号；以及所述通信芯片(504)用于接收到所述第二电信号后，上报第二故障信息至所述电池管理单元。
[0015]在该实现中，通过在电芯中设置传感器，可以检测电芯内的温度和/或压力是否异常，从而及时地上报故障信息，提高电池使用的安全性。
[0016]示例性地，所述正极极片(301,701,801)可以是所述正极极片(301,701,801)和/或所述负极极片(302,702,802)覆载有活性物质的一面；所述负极极片(302,702,802)表面可以是所述负极极片(302,702,802)覆载有活性物质的一面。
[0017]示例性地，正极极片(301,701,801)靠近第二隔膜的一面可以覆载有活性物质，和/或正极极片(301,701,801)背离第二隔膜的一面可以覆载有活性物质。若正极极片(301,701,801)靠近第二隔膜的一面覆载有活性物质，则传感器(503)被固定于正极极片(301,701,801)靠近第二隔膜的一面；若正极极片(301,701,801)背离第二隔膜的一面覆载有活性物质，则传感器(503)被固定于正极极片(301,701,801)背离第二隔膜的一面。
[0018]示例性地，负极极片(302,702,802)靠近第三隔膜的一面可以覆载有活性物质，和/或负极极片(302,702,802)背离第三隔膜的一面可以覆载有活性物质。若负极极片(302,702,802)靠近第三隔膜的一面覆载有活性物质，则传感器(503)被固定于负极极片(302,702,802)靠近第三隔膜的一面；若负极极片(302,702,802)背离第三隔膜的一面覆载有活性物质，则传感器(503)被固定于负极极片(302,702,802)背离第三隔膜的一面。
[0019]示例性地，在正极极片(301,701,801)和/或负极极片(302,702,802)上固定传感器的位置不涂覆上述活性物质。
[0020]在又一种可能的实现中，所述传感器(503)为薄膜型传感器。
[0021]在又一种可能的实现中，所述传感器(503)粘合到所述正极极片(301,701,801)和/或所述负极极片(302,702,802)表面，或所述传感器(503)通过磁控溅射到所述正极极片(301,701,801)和/或所述负极极片(302,702,802)表面。
[0022]在该实现中，传感器被固定于正极极片和/或负极极片表面，对电芯的大体结构、尺寸和厚度没有造成破坏，使得含内置传感器的电芯可保持正常电芯的倍率、循环等性能。
[0023]在又一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体(11)包括壳体、以及位于所述壳体内的电芯(300,700,800)和通信芯片(504)，所述电芯(300,700,800)包括正极极片(301,701,801)、负极极片(302,702,802)以及位于所述正极极片(301,701,801)和所述负极极片(302,702,802)之间的至少三层隔膜(303,703,803)，所述至少三层隔膜(303,703,803)包括第一隔膜、第二隔膜和第三隔膜，所述第一隔膜位于所述第二隔膜和所述第三隔膜之间，所述第二隔膜位于所述正极极片(301,701,801)和所述第一隔膜之间，所述第三隔膜位于所述第一隔膜和所述负极极片(302,702,802)之间，其中，所述第一隔膜为导电层，所述第二隔膜和所述第三隔膜为绝缘层，所述第一隔膜与所述通信芯片(504)连接；在所述正极极片(301,701,801)刺穿所述第二隔膜到达所述第一隔膜，使得所述正极极片(301,701,801)(302,702,802)与所述第一隔膜之间的电势差下降至小于或等于第一阈值时，或者，在所述负极极片(302,702,802)刺穿所述第三隔膜到达所述第一隔膜，使得所述负极极片(302,702,802)与所述第一隔膜之间的电势差下降至小于或等于第一阈值时，所述通信芯片(504)用于接收到所述第一隔膜发送的第一电信号后，上报第一故障信息至所述电池管理单元。2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一隔膜为以下任意一种：导电聚合物、薄膜碳、导电氧化物、石墨烯。3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述导电聚合物为以下至少一种聚合物或至少两种聚合物的共聚物：聚乙炔、聚对苯撑、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吠喃、聚对本硫醚。4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述薄膜碳为以下任意一种或多种的混合物：多孔碳纸、碳纤维、石墨烯层、碳纳米管、碳纳米线、活性炭。5.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述导电氧化物为以下任意一种或多种的混合物：铟锡氧化物、锑锡氧化物、铝锌氧化物。6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二隔膜或所述第三隔膜为以下任意一种：不导电聚合物、陶瓷隔膜、无纺布、纤维隔膜。7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述不导电聚合物为以下至少一种聚合物或至少两种聚合物的共聚物：聚丙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙烯酯。8.根据权利要求1
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7中任一项所述的电池单体，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨金星，张业正，张良钰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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