一种电芯及电池制造技术

本发明专利技术提供一种电芯及电池。本发明专利技术的电芯由依次层叠设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜卷绕而成，第一隔膜和第二隔膜中的至少一个的长度短于负极片和正极片，电芯的尾部形成一层或两层隔膜缺失的收尾段；收尾段包括至少一组正极片与负极片直接相对的表面接触区，负极片上的表面接触区设置为空箔区，正极片上的表面接触区设置为涂胶区，涂胶区包括正极集流体与涂布于正极集流体表面的绝缘的聚合物胶层，聚合物胶层的初始融化温度不大于电池初始热失控温度。本发明专利技术的电芯能够预设热失控短路模式的优先级，使电池在环境温度较高的情况下，自主引发正极集流体与负极集流体接触短路模式，减少产热，改善电池在热滥用时的安全性能。全性能。全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯及电池


[0001]本专利技术属于电池领域，涉及一种电芯及电池。

技术介绍

[0002]随着社会的发展，人们对便携式移动办公设备的需求越来越迫切，锂离子电池由于具有能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点，成为便携式办公设备的储能工具，在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用，同时也有望成为未来电动汽车的供能系统。
[0003]随着人们日益增长的办公和设备的作业需求的增加，对锂离子电池的使用环境要求也越来越高，例如在高温下作业的电子设备，需要锂离子电池能够长时间在高温环境下存储；再例如需要大倍率快充的设备则需要锂离子电池具有良好的高倍率快充性能。然而，高温存储、大倍率快充等使用环境下都容易导致锂离子电池产热，出现热失控的现象，继而引发火灾、燃烧等现象。目前，锂离子电池在热滥用时的安全性能是锂离子电池难以商业化的阻碍之一，因此如何提升锂离子电池在热滥用时的安全性能是本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种电芯，通过对电芯进行特殊设计，从而使该电芯在热滥用时具有优异的安全性能。
[0005]本专利技术还提供一种电池，由于该电池包括上述电芯，因此在热滥用时具有优异的安全性能。
[0006]本专利技术第一方面提供一种电芯，所述电芯由依次层叠设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜卷绕而成，所述第一隔膜和所述第二隔膜中的至少一个的长度短于所述负极片和所述正极片，所述电芯的尾部形成一层或两层隔膜缺失的收尾段；所述收尾段包括至少一组所述正极片与所述负极片直接相对的表面接触区，所述负极片上的所述表面接触区设置为空箔区，所述正极片上的表面接触区设置为涂胶区，所述涂胶区包括正极集流体与涂布于正极集流体表面的绝缘的聚合物胶层，所述聚合物胶层的初始融化温度不大于电池初始热失控温度。
[0007]如上所述的电芯，其中，所述聚合物胶层的初始融化温度为110～125℃，完全融化温度为130～140℃；
[0008]和/或，所述聚合物胶层选自苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚烯烃动态硫化弹性体、多层共挤聚烯烃热收缩膜、定向聚苯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚烯烃弹性体中的至少一种。
[0009]如上所述的电芯，其中，所述聚合物胶层的覆盖区域延伸至所述第一隔膜和/或所述第二隔膜与所述正极片之间。
[0010]如上所述的电芯，其中，所述聚合物胶层和所述第一隔膜和/或第二隔膜的重叠区
域的长度为5～10mm。
[0011]如上所述的电芯，其中，所述聚合物胶层的厚度为5～20μm。
[0012]如上所述的电芯，其中，所述负极片的空箔区的长度为所述电芯的宽度的1/4～2/3。
[0013]如上所述的电芯，其中，所述正极片的尾部超出所述负极片的尾部；
[0014]和/或，所述正极片的尾部超出所述负极片的尾部的长度为5～15μm。
[0015]如上所述的电芯，其中，所述聚合物胶层与所述负极片之间的隔膜尾部超出所述负极片的负极活性层尾部；
[0016]和/或，所述聚合物胶层与所述负极片之间的隔膜尾部超出所述负极片的负极活性层尾部的长度为5～15μm。
[0017]如上所述的电芯，其中，在与所述负极片的尾部对应的聚合物胶层上设置有绝缘胶纸。
[0018]本专利技术第二方面提供一种电池，包括本专利技术第一方面提供的电芯。
[0019]本专利技术的实施，至少具有以下优势：
[0020]1)本专利技术通过对电芯结构进行特殊设计，能够预设热失控短路模式的优先级，使电池在环境温度较高的情况下，自主引发正极集流体与负极集流体接触短路模式，减少产热，改善电池在热滥用时的安全性能。
[0021]2)本专利技术的电池，由于包括上述电芯，因而具有优异的热滥用安全性能。
附图说明
[0022]图1为本专利技术一实施方式的电芯结构示意图；
[0023]图2为本专利技术又一实施方式的电芯结构示意图；
[0024]图3为本专利技术再一实施方式的电芯结构示意图；
[0025]图4为本专利技术对比例1的电芯结构示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]100
‑
正极片；200
‑
第一隔膜；300
‑
负极片；400
‑
第二隔膜；500
‑
聚合物胶层；600
‑
绝缘胶纸；101
‑
涂胶区；102
‑
正极集流体；103
‑
正极活性层；301
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空箔区；302
‑
负极集流体；303
‑
负极活性层。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]本专利技术第一方面提供一种电芯，图1为本专利技术一实施方式的电芯结构示意图，图2为本专利技术又一实施方式的电芯结构示意图，图3为本专利技术再一实施方式的电芯结构示意图，如图1至图3所示，本专利技术的电芯由依次层叠设置的正极片100、第一隔膜200、负极片300和第二隔膜400卷绕而成，第一隔膜200和第二隔膜400中的至少一个的长度短于负极片300和正极片100，电芯的尾部形成一层或两层隔膜缺失的收尾段；收尾段包括至少一组正极片
100与负极片300直接相对的表面接触区，负极片300上的表面接触区设置为空箔区301，正极片100上的表面接触区设置为涂胶区101，涂胶区101包括正极集流体102与涂布于正极集流体102表面的绝缘的聚合物胶层500，聚合物胶层500的初始融化温度不大于电池初始热失控温度。
[0030]需要说明的是，本专利技术中所涉及的尾部均是指远离电芯中心的一端。
[0031]由于本专利技术电芯的收尾段至少包括一组正极片100和负极片300直接相对的表面接触区，负极片300的表面接触区为空箔区301，正极片的表面接触区为涂胶区101，当电池在发生热滥用的现象时，由于涂胶区101上的聚合物胶层500的初始融化温度不大于电池的初始热失控温度，因此电池在发生热失控之前，聚合物胶层500会先发生融化，暴露出正极集流体102，暴露出的正极集流体102与负极集流体接触自主引发短路，从而在温度较高的情况下降低锂离子电池的电压，减少产热，保证了电池热滥用时的安全性能。
[0032]一般情况下，锂离子电池在引发热失控后有四种短路模式：正极材料
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负极材料接触短路、正极材料
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负极集流体接触短路、负极材料
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正极集流体接触短路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于，所述电芯由依次层叠设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜卷绕而成，所述第一隔膜和所述第二隔膜中的至少一个的长度短于所述负极片和所述正极片，所述电芯的尾部形成一层或两层隔膜缺失的收尾段；所述收尾段包括至少一组所述正极片与所述负极片直接相对的表面接触区，所述负极片上的所述表面接触区设置为空箔区，所述正极片上的表面接触区设置为涂胶区，所述涂胶区包括正极集流体与涂布于正极集流体表面的绝缘的聚合物胶层，所述聚合物胶层的初始融化温度不大于电池初始热失控温度。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述聚合物胶层的初始融化温度为110～125℃，完全融化温度为130～140℃；和/或，所述聚合物胶层选自苯乙烯系热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚烯烃动态硫化弹性体、多层共挤聚烯烃热收缩膜、定向聚苯乙烯、热塑性聚氨酯弹性体橡胶、热塑性硫化橡胶、热塑性聚烯烃弹性体中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述聚合物胶层的覆盖区域延伸至所述第一隔膜和/或所述第二隔膜与所述正极片之间。4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张保海，彭冲，李俊义，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：