一种电极组件制造技术

本申请涉及锂离子电池技术领域，提供了一种电极组件

【技术实现步骤摘要】
一种电极组件、电池单体、电池及用电装置


[0001]本申请属于锂离子电池
，尤其涉及一种电极组件
、
电池单体
、
电池及用电装置
。

技术介绍

[0002]近年来，电动汽车（
EVs
）因其节能环保特性得到蓬勃发展，电池驱动系统是影响电动汽车性能和成本的主要因素，而锂离子电池又是电池驱动系统的重要组成部分
。
随着锂离子电池（
LIBs
）在电动汽车（
EVs
）中的大规模应用，其安全性引起了社会的广泛关注
。
随着电池热失控 (TR) 引起的电动汽车起火或爆炸的报道日益频繁，热失控成为威胁电动汽车安全的重要隐患之一
。
[0003]电池热失控（
TR
）是指由各种诱因引发的链式反应现象，热失控散发出的大量热量和有害气体会引起电池着火和爆炸，而且热失控一旦发生，其终止只能是反应物全部燃尽
。
因此，有效缓解和解决锂离子电池热失控带来的危害，对锂离子电池和电动汽车的大规模应用具有重要意义
。
[0004]上述的陈述仅用于提供与本申请有关的
技术介绍
信息，而不必然地构成现有技术
。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种电极组件
、
电池单体
、
电池及用电装置，旨在解决如何有效缓解或解决锂离子电池热失控的问题
。
[0006]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括正极极片
、
隔离膜和负极极片，还包括聚合物膜以及位于聚合物膜内的水合物，电极组件呈卷绕结构，聚合物膜位于电极组件外表面的拐角区域
。
[0007]本申请实施例提供的电极组件能够充分发挥聚合物膜对电极组件的保护作用，可以有效缓解和降低电极组件热失控带来的危害，具体的，电极组件发生热失控时，电极组件的温度迅速升高，此时，聚合物膜受热会发生熔融或破裂，水合物吸热后可释放的水蒸气，该水蒸气可以经熔融或破裂的聚合物膜释放至电极组件中，该水蒸气一方面使得电极组件所含的负极极片钝化失活，另一方面可以打断
/
破坏热失控的反应时序，改变热失控的反应过程，切断部分热失控的链式反应，从而有效提高电极组件热失控触发温度，降低最大失效温度，减少总热量的释放，有效缓解和降低电池单体热失控带来的危险，如燃烧
、
爆炸等
。
聚合物膜设置在电极组件的外表面上，使得聚合物膜释放的水蒸气快速到达该电极组件所含的电解液中，进而实现水蒸气与电解液的反应，促进电解液钝化失活，调整热失控的反应迅速，降低最大失效温度，有效缓解电池单体热失控带来的风险
。
聚合物膜设置在电极组件外表面的拐角区域，拐角区域的应力较大，从而有利于聚合物释放水蒸气，进一步缩短水蒸气达到电极组件所含的负极极片以及该电极组件所含的电解液中的时间，使得负极极片和电
解液快速钝化失活，实现有效缓解电极组件热失控带来的燃烧
、
爆炸等风险
。
[0008]一些实施例中，电极组件呈卷绕结构，聚合物膜位于电极组件所含的最外圈负极极片的表面上，且聚合物膜位于靠近隔离膜的一侧
。
[0009]一些实施例中，电极组件呈叠片结构，聚合物膜位于电极组件所含的最外层负极极片的表面上，且聚合物膜位于靠近隔离膜的一侧
。
[0010]采用内置于电池组件中的设置方式，使得聚合物膜对电极组件内部的热量变化响应更加灵敏，当电极组件发生热失控时，聚合物膜可以迅速释放的水蒸气，并使该水蒸气可以更加快速的到达电极组件的负极极片表面，进而使得负极极片失活，打断
/
更改热失控的反应时序，提高电池组件热失控的触发温度，有效缓解电极组件热失控带来的危险
。
[0011]一些实施例中，水合物在大于等于
80℃
且小于等于
150℃
的条件下释放水蒸气
。
[0012]一些实施例中，水合物在大于等于
80℃
且小于等于
100℃
的条件下释放水蒸气
。
[0013]本申请实施例通过选择在该温度范围内释放水蒸气的水合物，使得电极组件在发生热失控时，水合物可以在适当的时机释放水蒸气，由此，水蒸气可以打断热失控的反应顺序，实现对电极组件的安全防护
。
[0014]一些实施例中，水合物包括水合硫酸盐
、
水合卤化盐
、
水合硅酸盐中的至少一种
。
该水合物可以在电极组件温度升高时吸热释放水蒸气，实现对电极单体的安全防护
。
[0015]一些实施例中，水合硫酸盐包括十六水硫酸铝
、
十八水硫酸铝
、
五水硫酸铜
、
七水硫酸亚铁
、
七水硫酸镍
、
六水硫酸镍
、
七水硫酸锌
、
二水硫酸钙中的至少一种；水合卤化盐包括六水氯化镁
、
六水氯化镍
、
二水氯化钡中的至少一种；水合硅酸盐包括九水硅酸钠
。
[0016]一些实施例中，水合物包括十六水硫酸铝
、
十八水硫酸铝
、
五水硫酸铜
、
六水氯化镁
、
二水硫酸钙中至少一种
。
[0017]本申请实施例提供的水合物可以在电极组件发生热失控时释放水蒸气，从而使得电极组件中的负极极片钝化失活，降低最大失效温度和释放热量，有效缓解电池单体热失控带来的燃烧
、
爆炸的风险
。
[0018]一些实施例中，水合物与正极极片所含的正极活性物质的质量比为（
0.01~0.1
）
:1。
通过对水合物与正极活性物质比例的调控，使得水合物可以释放足够的水蒸气，一方面与电极组件所含负极中嵌入的锂进行反应，使负极失活，另一方面与该电极组件所含的电解液中的锂电解质进行反应，使电解液失活，切断热失控的部分链反应，有效降低电池组件热失控的风险
。
[0019]一些实施例中，一分子的水合物中的结晶水数量小于等于2，且水合物的沸点大于等于
120℃
，水合物与正极极片所含的正极活性物质的质量比为（
0.07~0.1
）
:1。
[0020]一些实施例中，一分子的水合物中结晶水数量大于2且小于
16
，且水合物的沸点为
90℃~120℃
，水合物与正极极片所含的正极活性物质的质量比为（
0.05~0.1
）
:1。
[0021]一些实施例中，一分子的水合物中的结晶水数量大于或等于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种电极组件，包括正极极片
、
隔离膜和负极极片，其特征在于，还包括聚合物膜以及位于所述聚合物膜内的水合物，所述电极组件呈卷绕结构，所述聚合物膜位于所述电极组件外表面的拐角区域
。2.
如权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述水合物在大于等于
80℃
且小于等于
150℃
的条件下释放水蒸气
。3.
如权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述水合物包括水合硫酸盐
、
水合卤化盐
、
水合硅酸盐中的至少一种
。4.
如权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述水合硫酸盐包括十六水硫酸铝
、
十八水硫酸铝
、
五水硫酸铜
、
七水硫酸亚铁
、
七水硫酸镍
、
六水硫酸镍
、
七水硫酸锌
、
二水硫酸钙中的至少一种，所述水合卤化盐包括六水氯化镁
、
六水氯化镍
、
二水氯化钡中的至少一种，所述水合硅酸盐包括九水硅酸钠
。5.
如权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述水合物与所述正极极片所含的正极活性物质的质量比为（
0.01~0.1
）
:1。6.
如权利要求5所述的电极组件，其特征在于，一分子的所述水合物中的结晶水数量小于等于2，且所述水合物的沸点大于等于
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，钟铭，靳超，叶永煌，代志鹏，张鑫，严观福生，吴子睿，郑仕兵，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：