电芯和电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电芯和电池，包括第一隔膜，极片和多个凸起，所述极片具有面向第一隔膜的作用面，多个所述凸起设于所述极片的所述作用面，至少部分所述凸起用于在所述极片的温度超过设定温度时溶解以在所述极片的表面形成用于阻燃的保护层，且至少部分所述凸起可弹性变形并撑顶在所述第一隔膜和所述极片之间以在所述第一隔膜和所述极片之间形成间隙。本实用新型专利技术的电芯具有阻燃效果，避免了热失控，且电芯的内应力可以得到有效缓冲，避免了膨胀变形而导致的安全隐患。了膨胀变形而导致的安全隐患。了膨胀变形而导致的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
电芯和电池


[0001]本技术涉及电池
，具体地，涉及一种电芯和一种应用该电芯的电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着国家对绿色能源的提倡，新能源汽车也得以快速发展，目前的新能源汽车的动力主要来源于动力电池，但是相关技术中的电池在使用时容易发生热失控。热失控时，电池电芯内的负极SEI膜会首先分解，然后电池的隔膜会分解熔化，进而会导致负极与电解液发生发应，随之正极和电解质也都会发生分解，从而会引发大规模的内短路并造成电解液的燃烧，燃烧会蔓延到其他电芯并造成更为严重的热失控，最终会使得整个电池组产生自燃并造成安全事故。
[0003]其次，在电池充电过程中，电池极片会变厚，电池会处于膨胀状态；在电池放电过程中，电池极片则会变薄，电池整体会处于收缩状态，而当电池经过长期储存和充放电循环后，电池很容易发生鼓胀的现象，鼓胀产生的内应力会使得电池发生变形，进而容易造成电池的内部短路并造成安全隐患。

技术实现思路

[0004]本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
[0005]为此，本技术实施例提出一种电芯，该电芯具有阻燃效果，避免了热失控，且电芯的内应力可以得到有效缓冲，避免了膨胀变形而导致的安全隐患。
[0006]本技术实施例还提出一种包括上述电芯的电池。
[0007]本技术实施例的电芯包括：
[0008]第一隔膜；
[0009]极片，所述极片具有面向第一隔膜的作用面；
[0010]多个凸起，多个所述凸起设于所述极片的所述作用面，至少部分所述凸起用于在所述极片的温度超过设定温度时溶解以在所述极片的表面形成用于阻燃的保护层，且至少部分所述凸起可弹性变形并撑顶在所述第一隔膜和所述极片之间以在所述第一隔膜和所述极片之间形成间隙。
[0011]本技术实施例的电芯具有阻燃效果，避免了热失控，且电芯的内应力可以得到有效缓冲，避免了膨胀变形而导致的安全隐患。
[0012]在一些实施例中，所述极片包括正极片和负极片，所述第一隔膜设在所述正极片和所述负极片之间，且所述正极片面向所述第一隔膜的所述作用面上和所述负极片面向所述第一隔膜的所述作用面上均设有多个所述凸起。
[0013]在一些实施例中，同一所述作用面上的多个所述凸起中任意相邻两个所述凸起在所述作用面上间隔布置并在相邻的两个所述凸起之间形成间隔空间，所述间隔空间用于供电解液渗入。
[0014]在一些实施例中，所述正极片上的每个所述凸起与所述负极片上的所述间隔空间
相对布置，所述负极片上的每个所述凸起与所述正极片上的所述间隔空间相对布置。
[0015]在一些实施例中，包括第二隔膜，所述负极片和所述正极片的其中一者位于所述第一隔膜和所述第二隔膜之间。
[0016]在一些实施例中，所述负极片、所述第一隔膜、所述正极片、所述第二隔膜依次堆叠布置。
[0017]在一些实施例中，所述负极片、所述第一隔膜、所述正极片、所述第二隔膜卷绕布置，且所述第二隔膜位于所述第一隔膜的内侧。
[0018]在一些实施例中，多个所述凸起分为多个凸起组，多个所述凸起组沿着所述极片的第一方向间隔布置，每个所述凸起组均包括多个凸起，且每个所述凸起组的多个所述凸起沿着所述极片的第二方向间隔布置。
[0019]在一些实施例中，所述凸起的表面为曲面。
[0020]本技术实施例的电池包括如上述任一实施例中所述的电芯。
附图说明
[0021]图1是本技术实施例的电芯的示意图。
[0022]图2是本技术另一实施例的电芯的示意图。
[0023]附图标记：
[0024]第一隔膜1；
[0025]极片2；正极片21；负极片22；
[0026]凸起4；
[0027]间隔空间5。
具体实施方式
[0028]下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0029]如图1和图2所示，本技术实施例的电芯包括第一隔膜1，极片2和多个凸起4。
[0030]第一隔膜1的材质可以为聚烯烃，具体可以为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)形成的复合材料。第一隔膜1的主要起到将极片2分隔的目的，避免电芯的极片2之间接触而短路。
[0031]极片2具有面向第一隔膜1的作用面，例如，极片2具体可以为电芯的正极片21或负极片22，第一隔膜1可以位于极片2的上侧，此时，极片2的上表面即构成作用面。
[0032]多个凸起4设于极片2的作用面并均布于作用面，例如，凸起4的材质可以为硅胶材质，具体可以为聚氨酯胶，凸起4可以涂在极片2的作用面上，且多个凸起4可以呈矩形阵列并可以均匀分布在作用面上。
[0033]当电芯发生热失控时，极片2的温度会升高，一部分凸起4在高温的作用下会由固态被加热成液态，融化后的液态聚氨酯胶会覆盖在极片2的表面并形成一层保护层，该保护层可以将极片2是上的正负极材料与空气或氧气或电解液分隔，从而起到阻燃效果。在其他一些实施例中，当极片2的温度升高时，全部的凸起4均可以由固态被加热为液态并形成保
护层。
[0034]其次，凸起4具有弹性变形的能力，第一隔膜1和极片2组装后，多个凸起4可以撑顶在第一隔膜1和极片2之间。由此，在电芯充电过程中，极片2会变厚，电芯的内应力会变大，凸起4在内应力的作用下会挤压变形，从而起到缓冲内应力的作用。
[0035]其次，第一隔膜1和极片2上未设置凸起4的区域会形成间隙，该间隙也可以为极片2的膨胀提供释放空间，也避免了内应力较大的情况。
[0036]本技术实施例的电芯具有阻燃效果，即通过凸起4融化形成的保护层可以阻断热失控电池的进一步反应，达到“惰化”效果，使电芯内部、电池间的反应快速缓解，实现电池“浸默”状态和电芯自熄灭效果，提升了电芯的安全性。
[0037]根据聚氨酯胶受压可变形的特点，在充电过程中电池极片2变厚，电池处于膨胀状态，在非凸点区域(第一隔膜1和极片2之间的间隙)，可以释放极片2的膨胀。
[0038]第一隔膜1和极片2之间间隙的存在也能够使得锂离子更加方便的穿过隔膜，加快锂离子在正负极和隔膜间穿梭的速度，同时内阻也会减小并可以减少析锂的产生，使得电芯的性能得以提升。
[0039]其次，电芯在充电完成时刻拥有最大膨胀量，此时各个凸点会被压缩，在放电过程中极片2则变薄，电芯整体处于收缩状态，各个凸点会慢慢恢复，这样使得电芯在充放电时具有较好的循环寿命。同时凸点的存在也使得SEI膜的形成面积更大，起到进一步提升性能的作用。
[0040]另外，第一隔膜1和极片2之间间隙的存在也便于电解液渗透至第一隔膜1和极片2之间，提升电芯能够处于更好的浸润状态。
[0041]在一些实施例中，电芯的极片2可以设有两本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于，包括：第一隔膜；极片，所述极片具有面向第一隔膜的作用面；多个凸起，多个所述凸起设于所述极片的所述作用面，至少部分所述凸起用于在所述极片的温度超过设定温度时溶解以在所述极片的表面形成用于阻燃的保护层，且至少部分所述凸起可弹性变形并撑顶在所述第一隔膜和所述极片之间以在所述第一隔膜和所述极片之间形成间隙。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极片包括正极片和负极片，所述第一隔膜设在所述正极片和所述负极片之间，且所述正极片面向所述第一隔膜的所述作用面上和所述负极片面向所述第一隔膜的所述作用面上均设有多个所述凸起。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，同一所述作用面上的多个所述凸起中任意相邻两个所述凸起在所述作用面上间隔布置并在相邻的两个所述凸起之间形成间隔空间，所述间隔空间用于供电解液渗入。4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述正极片上的每个所述凸起与所述负极片上的所述间隔空间相对布置，所述负极片上...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海明，蒋远富，王亮，
申请(专利权)人：楚能新能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：