二次電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二次電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技水平的發(fā)展，對諸如鋰離子電池等二次電池的能量密度要求越來越高。如此多的能量密封在一個鋁殼或者鋼殼里面，再加之其內(nèi)部含有易燃的電解液，使鋰離子電池時(shí)刻面臨著安全的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。
[0003]在日常生活中，熱濫用難以避免。因此，合適的溫度下適時(shí)的打開防爆閥，有利于釋放電池內(nèi)部的壓力，避免電池能量的蓄積造成的危險(xiǎn)。
[0004]一般來說，可以通過降低防爆閥的壓力改善，然而，過低的防爆閥壓力可能會導(dǎo)致防爆閥在日常使用過程中自動開啟，開啟的防爆閥如果繼續(xù)使用，水分和氧氣等會乘虛而入，導(dǎo)致更大的危險(xiǎn)。因此，當(dāng)防爆閥壓力無法繼續(xù)減少的情況下，很有必要開閥一種在一定溫度下主動開閥，避免熱積累導(dǎo)致熱失控的方法。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本申請?zhí)峁┝艘环N二次電池，能夠避免熱積累導(dǎo)致熱失控。
[0006]本申請?zhí)峁┝艘环N鋰離子電池，包括:頂蓋、防爆閥以及熱敏膠囊，
[0007]所述防爆閥設(shè)置在所述頂蓋上，所述熱敏膠囊固定在所述防爆閥的上表面，
[0008]所述熱敏膠囊包括:外殼，所述外殼能夠在80?200°C下融化，以及，被所述外殼包裹的腐蝕物，所述腐蝕物能夠腐蝕所述防爆閥但是不腐蝕所述外殼。
[0009]優(yōu)選地，所述膠囊固定在所述防爆閥的上表面中間位置。
[0010]優(yōu)選地，所述膠囊固定在所述防爆閥的上表面邊緣位置。
[0011]優(yōu)選地，所述防爆閥為金屬和/或金屬氧化物材質(zhì)，所述外殼為塑料材質(zhì)。
[0012]優(yōu)選地，所述外殼的材質(zhì)為PE、PVC、PPS、PET、PP、尼龍和ABS中的一種。
[0013]優(yōu)選地，所述防爆閥的材質(zhì)選自純鋁、鋁合金和氧化鋁中的一種。
[0014]優(yōu)選地，所述熱敏膠囊與所述防爆閥粘接固定。
[0015]優(yōu)選地，所述熱敏膠囊的數(shù)量為至少一個。
[0016]優(yōu)選地，所述腐蝕物為固體粉末狀或液體狀。
[0017]優(yōu)選地，所述腐蝕物為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液。
[0018]本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果:
[0019]本申請所提供的二次電池通過在防爆閥的上表面設(shè)置裝有腐蝕物的熱敏膠囊，能夠在環(huán)境溫度升高到危險(xiǎn)程度時(shí)通過熱敏膠囊的外殼融化而釋放內(nèi)部的腐蝕物來腐蝕開啟防爆閥，從而避免了熱積累而導(dǎo)致二次電池的熱失控。
[0020]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0021]圖1為本申請實(shí)施例所提供的二次電池的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]附圖標(biāo)記:
[0023]10-上蓋；
[0024]20-防爆閥；
[0025]30-熱敏膠囊；
[0026]40-極柱。
[0027]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實(shí)施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本申請做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的二次電池的放置狀態(tài)為參照。
[0029]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種二次電池，包括頂蓋10、防爆閥20以及熱敏膠囊30，同時(shí)，還包括設(shè)置在頂蓋10上的極柱40。除此之外還包括裸電芯、殼體等其它常規(guī)結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，頂蓋10、防爆閥20以及熱敏膠囊30是實(shí)現(xiàn)避免熱積累導(dǎo)致熱失控的主要部件，下面進(jìn)行詳細(xì)描述，其它部件在此不再贅述。
[0030]防爆閥20設(shè)置在頂蓋10上，熱敏膠囊30則固定在防爆閥20的上表面。熱敏膠囊30包括外殼以及內(nèi)部所包裹的腐蝕物兩部分。其中，外殼一方面要起到包裹腐蝕物的作用，另一方面也是主要的控制部件。在本實(shí)施例中，首先要求腐蝕物不能夠腐蝕外殼。同時(shí)，外殼由在80?200°C下能夠融化的材料制成，當(dāng)環(huán)境溫度低于外殼的融化溫度時(shí)，外殼能夠保持完整，此時(shí)腐蝕物會被始終包裹在外殼之內(nèi)。而當(dāng)環(huán)境溫度超過外殼的融化溫度時(shí)，外殼便融化瓦解，從而將包裹在內(nèi)部的腐蝕物釋放出來。腐蝕物一般采用固體粉末狀或液體狀，被釋放出來之后會散落到防爆閥20的上表面，此時(shí)需要腐蝕物通過對防爆閥20的腐蝕作用而使防爆閥20破壞開啟。因此，本實(shí)施例中的腐蝕物一方面需要能夠與防爆閥20進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)并腐蝕防爆閥20，另一方面又不能夠腐蝕外殼。
[0031]防爆閥20開啟后便可即時(shí)排出二次電池內(nèi)部積壓的氣體以及熱量，降低內(nèi)部壓強(qiáng)，從而避免了二次電池引熱積累而導(dǎo)致發(fā)生熱失控。
[0032]如圖1所示，為了滿足防爆閥20能夠被腐蝕物腐蝕，而外殼不會被腐蝕物腐蝕的技術(shù)要求，防爆閥20與外殼一般分別采用化學(xué)性質(zhì)相差較大的材料進(jìn)行制造。
[0033]本實(shí)施例中的防爆閥20—般可采用金屬材質(zhì)或者金屬氧化物材質(zhì)，也可以二者相結(jié)合?？紤]到制造成本、防爆性能等要求，一般可采用金屬鋁或氧化鋁。由于金屬鋁以及氧化鋁均為兩性物質(zhì)，因此腐蝕物可以采用鹽酸、硫酸、硝酸等強(qiáng)酸性溶液，同時(shí)也可以采用氫氧化鈉、強(qiáng)氧化鉀等強(qiáng)堿性溶液。
[0034]而外殼則可采用與金屬或金屬氧化物的化學(xué)性質(zhì)相差較大的塑料材質(zhì)制造，例如PE、PVC、PPS、PET、PP、尼龍和 ABS 等均可。
[0035]由于防爆閥20自身厚度較薄，不適宜再設(shè)置其它連接結(jié)構(gòu)，因此本實(shí)施例中熱敏膠囊30與防爆閥20—般可以采用雙組份AB膠或其它類型的膠粘接固定在一起。固定位置可以選擇在防爆閥20的上表面中間位置，亦或者固定在防爆閥20的上表面的邊緣位置。為了提高腐蝕成功率，還可以同時(shí)在防爆閥20的上表面多個不同位置分別設(shè)置熱敏膠囊30。
[0036]下面對本實(shí)施例所提供的二次電池進(jìn)行具體實(shí)驗(yàn)。
[0037]測試I:
[0038]應(yīng)用于消費(fèi)電子的鋰電池領(lǐng)域。圓柱電池，電池容量2.2AH，工作電壓范圍在3.0-4.2Vo
[0039]對比例:普通結(jié)構(gòu)，未設(shè)置熱敏膠囊。
[0040]實(shí)驗(yàn)例:在防爆閥20上粘接含有腐蝕性液體的熱敏膠囊30。塑料外殼采用PE、PVC、PPS、PET、PP、尼龍、ABS材料等中的一種或者幾種。
[0041]測試過程:當(dāng)環(huán)境熱量升到80至150°C下，電池內(nèi)部的電解液或者固態(tài)電解質(zhì)膜發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一定的壓力，但是壓力不足以打開防爆閥。實(shí)驗(yàn)例中，此時(shí)，塑料外殼融化，釋放出內(nèi)部的腐蝕性的液體，液體溶解防爆閥或者降低防爆閥壓力。電池內(nèi)部的氣體瞬時(shí)噴出，降低帶走內(nèi)部的電解液和溫度，減少電解液的反應(yīng)，達(dá)到改善熱濫用的目的。
[0042]結(jié)果:相比對比例，實(shí)驗(yàn)例的二次電池在合適的溫度更早打開了防爆閥，順利通過熱濫用測試，且檢測到的二次電池最高溫度更低。
[0043]測試2:
[0044]應(yīng)用在動力電池領(lǐng)域。方形鋁殼電池，電池容量20-50AH，工作電壓范圍在2.8-4.2Vo
[0045]對比例:普通結(jié)構(gòu)，未設(shè)置熱敏膠囊。
[0046]實(shí)驗(yàn)例:在防爆閥20上粘接含有腐蝕性液體的熱敏膠囊30。塑料外殼采用PE、PVC、PPS、PET PP、尼龍、ABS材料等中的一種或者幾種。
[0047]測試過程:當(dāng)環(huán)境熱量升到80至200°C下，電池內(nèi)部的電解液或者固態(tài)電解質(zhì)膜發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一定的壓力，但是壓力不足以打開防爆閥。實(shí)驗(yàn)例中，此時(shí)，塑料外殼融化，釋放出內(nèi)部的腐蝕性的液體，液體溶解防爆閥或者降低防爆閥壓力。電池內(nèi)部的氣體瞬時(shí)噴出，降低帶走內(nèi)部的電解液和溫度，減少電解液的反應(yīng)。達(dá)到改善熱濫用的目的。
[0048]結(jié)果:相比對比例，實(shí)驗(yàn)例的二次電池在合適的溫度更早打開了防爆閥，順利通過熱濫用測試，且檢測到的二次電池最高溫度更低。
[0049]本申請所提供的二次電池避免了熱積累而導(dǎo)致二次電池的熱失控，同時(shí)還具有選材方便、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
[0050]以上所述僅為本申請的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種二次電池，其特征在于，包括:頂蓋、防爆閥以及熱敏膠囊， 所述防爆閥設(shè)置在所述頂蓋上，所述熱敏膠囊固定在所述防爆閥的上表面， 所述熱敏膠囊包括:外殼，所述外殼能夠在80?200°C下融化，以及，被所述外殼包裹的腐蝕物，所述腐蝕物能夠腐蝕所述防爆閥但是不腐蝕所述外殼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述膠囊固定在所述防爆閥的上表面中間位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二次電池，其特征在于，所述膠囊固定在所述防爆閥的上表面邊緣位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的二次電池，其特征在于，所述防爆閥為金屬和/或金屬氧化物材質(zhì)，所述外殼為塑料材質(zhì)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其特征在于，所述外殼的材質(zhì)為選自PE、PVC、PPS、PET、PP、尼龍和ABS中的一種。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二次電池，其特征在于，所述防爆閥的材質(zhì)為選自純鋁、鋁合金和氧化鋁中的一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的二次電池，其特征在于，所述熱敏膠囊與所述防爆閥粘接固定。8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的二次電池，其特征在于，所述熱敏膠囊的數(shù)量為至少一個。9.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的二次電池，其特征在于，所述腐蝕物為固體粉末狀或液體狀。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的二次電池，其特征在于，所述腐蝕物為強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液。
【專利摘要】本申請涉及儲能技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二次電池，包括頂蓋、防爆閥以及熱敏膠囊，所述防爆閥設(shè)置在所述頂蓋上，所述熱敏膠囊固定在所述防爆閥的上表面，所述熱敏膠囊包括：外殼，所述外殼能夠在80～200℃下融化，以及，被所述外殼包裹的腐蝕物，所述腐蝕物能夠腐蝕所述防爆閥但是不腐蝕所述外殼。本申請所提供的二次電池通過在防爆閥的上表面設(shè)置裝有腐蝕物的熱敏膠囊，能夠在環(huán)境溫度升高到危險(xiǎn)程度時(shí)通過熱敏膠囊的外殼融化而釋放內(nèi)部的腐蝕物來腐蝕開啟防爆閥，從而避免了熱積累而導(dǎo)致二次電池的熱失控。
【IPC分類】H01M2/32, H01M2/12, H01M2/34
【公開號】CN205355140
【申請?zhí)枴緾N201620138453
【發(fā)明人】鄒武俊, 張小文, 金海族, 段劍, 王衛(wèi)濤, 李星
【申請人】寧德時(shí)代新能源科技股份有限公司
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年2月24日