一种安全胶囊及含有该安全胶囊的锂离子电池的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种安全胶囊及含有该安全胶囊的锂离子电池。

背景技术：

锂离子电池以其高比能量、高电压、无记忆效应、环保以及寿命长等优点，作为可靠的能源已广泛应用于便携式电子产品如移动电话、笔记本电脑及小型电源驱动设备的电源。

锂离子电芯化学活性比较高，各种滥用情况容易导致锂离子电芯内部发生热失控的情况，严重的情况会导致电芯燃烧，爆炸，特别是动力电池，有严重的安全隐患。现有技术中部分是通过在电解液本体直接添加各种添加剂来提高电芯的安全性能的，但是该方案仍然存在有以下不足：1)添加剂在锂离子电芯的电解池体系里容易和电极发生副反应，即使有些添加剂电化学性能稳定，也会影响电芯的原有电性能，造成电芯性能劣化；2)添加剂的使用，会导致电解液的粘性增加，对电池的倍率性和低温性能造成影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种安全胶囊，其在温度过高的条件下会破裂并缓释出安全添加剂。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种安全胶囊，包括缓冲胶囊、热收缩胶囊、尖刺件和安全添加剂，所述热收缩胶囊内置于所述缓冲胶囊中，所述尖刺件和所述安全添加剂设置于所述热收缩胶囊中，所述缓冲胶囊设置有若干孔洞。所述孔洞的尺寸为0.01～1mm。孔洞有多个且均匀分布。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述热收缩胶囊的动作温度为100～150℃。电池发生热失控的温度一般是在150～200℃，因此，采用热收缩温度低于热失控温度的热收缩胶囊，能有效确保安全添加剂在临近热失控前就得以释放，起到有效的防止热失控的作用。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述热收缩胶囊的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、定向聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性聚乙烯、改性聚氯乙烯、改性定向聚苯乙烯或改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，但不限于此。只要是便于封装且在电池临近热失控之前能发生收缩的材质即可。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述热收缩胶囊设置有多个，每个所述热收缩胶囊内放置有一种安全添加剂。设置多个热收缩胶囊使得安全胶囊相当于是一个多核结构，而且将不同种类的添加剂分开设置，能更好的避免不同添加剂之间发生副反应。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述热收缩胶囊设置有至少一个，每个所述热收缩胶囊内放置有多种安全添加剂。设置多个热收缩胶囊，而且每个胶囊中均含有多种安全添加剂，确保添加剂的含量足以防止电池发生热失控。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述安全添加剂为防过充添加剂或阻燃添加剂，或者所述安全添加剂为聚合单体和引发剂。防过充添加剂可以是正丁基二茂铁、卤代苯衍生物、环己基苯、联苯中的至少一种。阻燃添加剂可以是磷系阻燃剂、卤系阻燃剂和复合阻燃剂中的至少一种。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述安全胶囊的长度为1～20mm。安全胶囊的长度在该范围内时，可以预防其堵住极片或者隔膜上的孔洞，并且能使得安全胶囊自身的凝聚现象最小化，改善分散性。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述安全胶囊的平均直径为0.5～5mm。安全胶囊的平均直径在该范围内时，可以预防其堵住极片或者隔膜上的孔洞，并且能使得安全胶囊自身的凝聚现象最小化，改善分散性。

作为本实用新型所述的安全胶囊的一种改进，所述缓冲胶囊的材质为聚己酸内酯、聚氨酯、明胶、壳聚糖、纤维素或聚甲基丙烯酸甲酯，但不限于此。如果必要，可以使用这些物质中的两种或更多种的混合物来形成缓冲胶囊。选择合适的材质，可以更有效的控制缓冲胶囊的控释性。

本实用新型的目的之二在于：提供一种锂离子电池，包括正极、负极、间隔设置于所述正极与所述负极之间的隔膜、电解液以及至少一个安全胶囊，所述安全胶囊为说明书前文任一段所述的安全胶囊。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1)本实用新型的安全胶囊将缓冲胶囊套在热收缩胶囊外面，并在热收缩胶囊中放置尖刺件以及安全添加剂，当温度达到热收缩胶囊的动作温度时，热收缩胶囊收缩，尖刺件刺破热收缩胶囊，安全添加剂通过缓冲胶囊缓慢释放，安全添加剂才起到相应的作用。

2)本实用新型的锂离子电池中添加有安全胶囊，在电池准备发生热失控之前，热收缩胶囊收缩，尖刺件刺破热收缩胶囊，安全添加剂通过缓冲胶囊缓慢释放到电解液中，有效阻止了电池发生热失控，保证了电池的安全性能。而且本实用新型的安全添加剂在未达到热收缩胶囊的动作温度时是密封在热收缩胶囊内的，其不会与和电极发生副反应，也不会增加电解液的粘性，因此，不会对电池的倍率性和低温性能造成影响。

附图说明

图1是本实用新型中安全胶囊的结构示意图之一。

图2是本实用新型中安全胶囊的结构示意图之二。

图3是本实用新型中锂离子电池的结构示意图之一。

图4是本实用新型中锂离子电池的结构示意图之二。

其中：1-缓冲胶囊，2-热收缩胶囊，3-尖刺件，11-孔洞，100--安全胶囊。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种安全胶囊，包括缓冲胶囊1、热收缩胶囊2、尖刺件3和安全添加剂，热收缩胶囊2内置于缓冲胶囊1中，尖刺件3和安全添加剂设置于热收缩胶囊2中，缓冲胶囊1设置有若干孔洞11。

优选的，热收缩胶囊2的动作温度为100～150℃。电池发生热失控的温度一般在150～200℃，因此，采用热收缩温度低于热失控温度的热收缩胶囊2，能有效确保安全添加剂在临近热失控前就得以释放，起到有效的防止热失控的作用。

优选的，热收缩胶囊2的材质为聚乙烯、聚氯乙烯、定向聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、改性聚乙烯、改性聚氯乙烯、改性定向聚苯乙烯或改性聚对苯二甲酸乙二醇酯，但不限于此。只要是便于封装且在电池临近热失控之前能发生收缩的材质即可。

优选的，热收缩胶囊2设置有一个，每个热收缩胶囊2内放置有多种安全添加剂。设置多个热收缩胶囊2，而且每个热收缩胶囊2中均含有多种安全添加剂，确保添加剂的含量足以防止电池发生热失控。

优选的，安全添加剂为防过充添加剂或阻燃添加剂，或者安全添加剂为聚合单体和引发剂。防过充添加剂可以是正丁基二茂铁、卤代苯衍生物、环己基苯、联苯中的至少一种。阻燃添加剂可以是磷系阻燃剂、卤系阻燃剂和复合阻燃剂中的至少一种。

优选的，安全胶囊的长度为1～20mm。安全胶囊的长度在该范围内时，可以预防其堵住极片或者隔膜上的孔洞，并且能使得安全胶囊自身的凝聚现象最小化，改善分散性。

优选的，安全胶囊的平均直径为0.5～5mm。安全胶囊的平均直径在该范围内时，可以预防其堵住极片或者隔膜上的孔洞，并且能使得安全胶囊自身的凝聚现象最小化，改善分散性。

优选的，缓冲胶囊1的材质为聚己酸内酯、聚氨酯、明胶、壳聚糖、纤维素或聚甲基丙烯酸甲酯，但不限于此。如果必要，可以使用这些物质中的两种或更多种的混合物来形成缓冲胶囊1。选择合适的材质，可以更有效的控制缓冲胶囊1的控释性。

实施例2

如图2所示，与实施例1不同的是：在本实施例中，热收缩胶囊2设置有多个，每个热收缩胶囊2内放置有一种安全添加剂。设置多个热收缩胶囊2使得安全胶囊相当于是一个多核结构，而且将不同种类的添加剂分开设置，能更好的避免不同添加剂之间发生副反应。

其余同实施例1，这里不再赘述。

实施例3

如图3所示，一种锂离子电池，包括正极、负极、间隔设置于正极与负极之间的隔膜、电解液以及一个实施例1所述的安全胶囊100。

实施例4

如图4所示，一种锂离子电池，包括正极、负极、间隔设置于正极与负极之间的隔膜、电解液以及三个实施例1所述的安全胶囊100。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。