一种电芯内置安全阀门及使用该安全阀门的锂电池的制作方法
本发明涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种电芯内置安全阀门及使用该安全阀门的锂电池。
背景技术：
目前，锂离子电池具有能量密度高，循环寿命好，温度适应性广等优异的特性，因此，近年来其在智能穿戴，手机，pc，电动车，电动汽车等领域得到了更加普及的应用。但是伴随着能量密度不断的提升，锂离子电池活性物质电压不断提升，惰性空间被挤压，其安全可靠性也越来越受大家的关注。
技术实现要素：
本发明提供种电芯内置安全阀门及使用该安全阀门的锂电池，用以解决现有技术中锂离子电池安全性低的的情况。
一种电芯内置安全阀门，其特征在于，包括极耳和极耳胶，所述极耳通过所述极耳胶热熔密封粘结；其中，
所述极耳胶与所述极耳粘结的区域为极耳重叠区域。
作为本发明的一种实施例：所述极耳重叠区域的极耳胶具有局部中空的结构。
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶为热敏胶。
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶为热敏胶，且所述极耳重叠区域的热敏胶呈局部中空的结构。
作为本发明的一种实施例：所述极耳包括正极极耳和负极极耳；其中，所述极耳包括正极极耳和负极极耳；其中，
所述正极极耳为铝极耳；
所述负极极耳为铜镀镍极耳；
所述极耳为通用尺寸；其中
所述极耳的通用尺寸包括5*10mm，5*9mm，5*8mm，5*11mm，5.5*11mm或7.5*11mm。
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶为异型极耳胶；其中，
所述异型极耳胶在横向上具有向上的排气孔道；
所述异型极耳胶的胶层中包含浅薄胶层。
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶的尺寸为通用尺寸，所述极耳胶的通用尺寸包括5*10mm，5*9mm，5*8mm，5*11mm，5.5*11mm或7.5*11mm。
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶包括第一中空部分和第二中空部分；其中，
所述第一中空部分以所述极耳相互重叠的区域的极耳为基准，向所述极耳的左区域和右区域内缩0.5~2mm，构成第一中空部分；
所述第二中空部分以所述极耳相互重叠的区域的极耳胶边缘为基准，向所述极耳胶边缘的上区域和下区域内缩0.5~2mm，构成第二中空部分；
所述第一中空部分和第二中空部分的厚度为所述极耳胶整体厚度的5~50%。
作为本发明的一种实施例：
所述热敏胶的喷涂形状采用点状或线状；
所述热敏胶喷涂的胶层厚度为1~5um；
所述热敏胶至少由发泡胶、聚乙烯-乙酸乙烯，聚氨酯，聚酯中的一种或多种组合制成，所述热敏胶的发生温度为130~200°c。
一种锂电池，采用上述电芯内置安全阀门，包括：电芯、电芯内置安全阀门和铝塑膜；其中，
所述电芯内置安全阀门设置于所述电芯上；
所述电芯包括正极片、负极片，所述正极片和所述负极片分别与所述电芯内置安全阀门的极耳连接，所述电芯通过所述极耳连接外部设备；
所述铝塑膜用于封装所述极耳；
所述极耳通过极耳胶粘结固定所述铝塑膜封装的区域和极耳；
所述电芯组成材料的温度变化速率低于所述电芯内置安全阀门的热敏胶的温度变化速率。
本发明的有益效果在于：本发明从电池设计入手，提供一种预防聚合物锂离子电池发生热失控的安全阀门，可以阻断高温下聚合物锂离子电池由热失控引起的燃烧安全风险。本发明提供3种不同的极耳胶设计，从设计上做到了热滥用时热损等安全事故的发生，提高了锂离子电池的安全可靠性。三种结构在极耳处理时即可完成，不会改变锂离子电池的生产工艺，操作简便，易于推广。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种防锂离子电池热失控的安全阀门的阀门总结构图；
图2为本发明实施例中一种防锂离子电池热失控的安全阀门的异型处理区示意图；
图3为本发明实施例中一种防锂离子电池热失控的安全阀门的局部热敏胶涂层示意图；
图4为本发明实施例中一种防锂离子电池热失控的安全阀门的异型区域热敏胶涂层示意图；
附图标记：
1为电芯，2为极耳胶，3为极耳、4为安全阀门，5为异型区域，6为局部热敏胶涂层，7为异型区域热敏胶涂层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：如附图1所示，本发明为一种电芯内置安全阀门，包括极耳3和极耳胶2，所述极耳3通过所述极耳胶2热熔密封粘结；其中，
所述极耳胶2与所述极耳3粘结的区域为极耳重叠区域。
本发明的原理在于：本发明是一种在电芯内置安全阀门，防止电芯在遭遇高温异常时而出现燃烧的安全风险。本发明基于软包锂离子电芯的特性出发，提出新型极耳胶，本发明通过新型极耳胶和极耳重叠的区域进行处理，构建电芯内置安全阀门，在现有技术中，锂离子电池的极耳都通过铝塑膜封装，然后再通过极耳胶进行密封粘合，实现软封装。
本发明的有益效果在于：本发明是为了降低了极耳3和极耳胶2的粘结力度，能够防止电芯在遭遇持续异常的高温时，有效的防止电池燃烧。
实施例2：
作为本发明的一种实施例：，所述极耳重叠区域的极耳胶2具有局部中空的结构。局部中空的结构如附图2的异型区域5所示。本实施例主要是通过对极耳胶2进行处理，形成异型区域5。
本发明的第一种设计方案中，在极耳重叠区域构建异型结构，异型结构的构建方式为，在极耳相互重叠的区域内部，两侧的极耳胶2一定区域内进行厚度削薄处理，形成局部中空的异型极耳胶；
本发明第一种设计方案的原理在于：本发明将处于极耳重叠区域的极耳胶设置成部分中空结构，来降低粘接处的粘结力；极耳胶2在设计上具有局部胶层减薄的特点，可以有效的降低极耳3与胶层粘结区域的横向力粘接，高温时，锂离子电池内部会产生气体，当气体达到一定体积时，会对极耳胶2此薄弱区域产生冲击，然后冲破顶封区，顶封区破裂后，电芯内部气体含量急剧降低，而导致缺少易燃气体，防止了电芯燃烧。
本发明的有益效果在于：本发明能够在锂离子电池高温，产生气体时，冲破顶峰区，导致缺少易燃气体，防止电芯燃烧。将处于重叠区域的极耳胶设置成部分中空结构，这样降低粘接处的粘结力。
实施例：3
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2为热敏胶。如附图3所示，形成局部热敏胶涂层6。
本发明的第二种设计方案中，通过在极耳重叠区域的内部涂敷热敏胶，构成局部热敏胶涂层。本发明的局部热敏胶涂层通过在极耳胶2与极耳3相互重叠的区域内部涂覆热敏胶，构建而成。
本发明的原理在于：极耳3与铝塑膜焊接处的极耳胶采用局部热敏胶层设计，该设计的主要特征在于极耳胶2采用热敏胶，该处理的位置为左右区域以极耳3为基准各内缩0.5~2mm，上下区域已极耳胶2边缘为基准各内缩0.5~2mm。
本发明的有益效果在于：在温度达到温度热敏胶涂层发生温度后，热敏胶层会自动溶解，膨胀与极耳分离，顶封区破裂，可有效的阻止了电芯燃烧。
实施例4：
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2为热敏胶，且所述极耳重叠区域的热敏胶呈局部中空的异型结构。如附图4所示，本方案形成异型区域热敏胶涂层7。
本发明的第三种设计方案主要为对局部中空的区域热敏胶涂层处理，即在极耳胶2是热敏胶的情况下在极耳相互重叠区域的内部构建异型区域；区域内部涂覆热敏胶如附图4所示区域的异型热敏胶处理区7。
本发明的原理在于：本发明极耳3与铝塑膜焊接处的极耳胶2采用局部中空和热敏胶层复合设计，该设计的主要特征在于极耳3与极耳胶2重叠的区域内局部不仅进行中空设计，中空区域参考第一种设计方案，在极耳胶是热敏胶的情况下，进行极耳重叠区域的局部中空处理。
本发明的有益效果在于：本发明的局部中空及热敏胶层复合处理，能更有效的对锂离子电池热滥用进行防护，更适用于大容量等对安全可靠性强需求的锂离子电池。
本发明的三种设计方案中使用热敏胶时，可以设置发生温度。而且异型结构也会因为气体，冲破顶封区域。在组合时，可以设置阈值温度，当锂离子电池处于异常高温如≥130°c时，一方面锂离子电芯内部受高温影响会产生大量气体，这些气体积攒到一定程度可以在极耳的处理区域（如附图2，3，4所式），即异型区域突破顶封，电池破损漏液，有效的防止持续高温下，电池燃烧风险。
实施例5：
作为本发明的一种实施例：所述极耳3包括正极极耳和负极极耳；其中，
所述正极极耳为铝极耳；
所述负极极耳为铜镀镍极耳；
所述极耳为通用尺寸；其中
所述极耳的通用尺寸包括5*10mm，5*9mm，5*8mm，5*11mm，5.5*11mm或7.5*11mm。
本发明的极耳3与铝塑膜封装的区域所采用的新型极耳进行了特殊设计，负极极耳为铜镀镍极耳，具有很强的附着性，能够增加附着稳定性，避免脱柔韧性。本发明的通用型号的极耳3尺寸，可以普遍适用于现有锂离子电池。
实施例6：
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2为异型极耳胶；其中，
所述异型极耳胶在横向上具有向上的排气孔道
所述异型极耳胶的胶层中包含浅薄胶层。
本发明的异型极耳胶，可以防止焊接时造成中空气体难以排出，造成封装异常，具体的设计中，在横向局部处理下增加了向上的排气孔道。异型极耳胶，该设计特点在于局部胶层减薄，为不规则的胶层设计，可以有效的降低极耳3与胶层粘结区域的横向力粘接，高温时，锂离子电池内部会产生气体，当气体达到一定体积时，会对极耳胶此薄弱区域产生冲击，然后冲破顶封区，顶封区破裂后，电芯内部气体含量急剧降低，而导致缺少易燃气体，防止了电芯燃烧。
实施例7：
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2在实际实施时，可以设置为3层结构：
包括聚合物层、导电层和散热层，其中，
所述聚合物层贴合与所述导电层下侧，所述散热层包裹所述聚合物层和导电层；
所述到导电层由导电金属构成；
所述散热层包括导热硅层和纳米碳层；
所述聚合物层至少包括聚乙烯、聚羟基乙酰乙二胺、聚乙烯基甲醚融合而成。
本发明的异型极耳胶2处理内部中空的设置还对于异型极耳胶的结构进行了设计，设置了三层结构的极耳胶2，其中，
聚合物层可以有效的进行防腐、防氧化。
导电层可以使得异型极耳胶不会影响电芯1的供电范围；
散热层可以在电芯1自主散热的情况下，加强锂离子电池的散热效率，进一步防止高温危险。
实施例8：
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2的尺寸为通用尺寸，所述极耳胶的通用尺寸包括但不限于5*10mm，5*9mm，5*8mm，5*11mm，5.5*11mm，7.5*11mm。
本发明的通用型号的极耳胶2尺寸，可以普遍适用于现有锂离子电池。
实施例9：
作为本发明的一种实施例：所述极耳胶2的结构，即区域5包括的第一中空部分和第二中空部分；其中，
所述第一中空部分以所述极耳相互重叠的区域的极耳3为基准，向所述极耳3的左区域和右区域内缩0.5~2mm，构成第一中空部分；
所述第二中空部分以所述极耳3相互重叠的区域的极耳胶2边缘为基准，向所述极耳胶2边缘的上区域和下区域内缩0.5~2mm，构成第二中空部分；
所述第一中空部分和第二中空部分的厚度为所述极耳胶2整体厚度的5~50%。
本发明的原理在于：本发明在于极耳胶2异型区域的设计上，该设计的主要特征在于极耳3与极耳胶重叠的区域内局部进行中空处理，该中空处理的位置为左右区域以极耳3为基准各内缩0.5~2mm,上下区域已极耳胶边缘为基准各内缩0.5~2mm，中空处理的厚度为极耳胶整体厚度的5~50%。
本发明的有益效果在于：本发明的区域设计，使得锂离子电芯内部受高温影响会产生大量气体，这些气体积攒到区域，间接性的防止了锂离子电池的直接爆炸，热敏胶的阈值温度的设定，使得积攒的气体在热敏胶融化的时间直接散发，构成了安全阀。
实施例10：
作为本发明的一种实施例：并在涂敷后形成热敏胶层；其中，
所述热敏胶喷涂的形状采用点状或线状；
所述热敏胶的胶层厚度为1~5um；
所述热敏胶至少由发泡胶、聚乙烯-乙酸乙烯，聚氨酯，聚酯中的一种或多种组合制成，所述热敏胶的发生温度为130~200°c。
本发明的有益效果在于：点状或者线状具有一定的未覆盖区域，这些区域可以进行一定程度的散热。本发明的组成从成分中，发泡剂具有黏性，烯-乙酸乙烯，聚氨酯，聚酯作为聚合物，其具有防腐蚀，防辐射的能力。从而延长电池寿命。热敏胶为热敏胶，发生温度为130~200°c设定发生温度区间，当温度达到发生温度后，热敏胶层会自动溶解，膨胀的异型区域5与极耳3分离，顶封区破裂，可有效的阻止了电芯燃烧。热敏胶层的厚度设置，是根据实际情况，在达到阈值温度时可以迅速放热。
实施例11：
一种锂电池，采用了上述电芯内置安全阀门，包括：电芯1、电芯内置安全阀门4和铝塑膜；其中，
所述电芯内置安全阀门4设置于所述电芯1上；
所述电芯1包括正极片、负极片，所述正极片和所述负极片分别与所述电芯内置安全阀门4的极耳3连接，所述电芯1通过所述电芯内置安全阀门4的极耳3连接外部设备；
所述铝塑膜用于封装所述电芯内置安全阀门4的极耳3；
所述电芯内置安全阀门4的极耳3通过极耳胶2固定所述铝塑膜封装的区域和极耳3。
本发明通过电芯内置安全阀门4，选取适用于电芯内置安全阀门4的锂离子电池。
所述电芯组成材料温度变化速率低于所述内置安全阀门热敏胶的温度变化速率。
在本发明中，电芯1会产生热量，因此只有当电芯1温度变化速率低于热敏胶的温度变化速率时，热敏胶才能够更快的达到熔点，散热，使得电芯不会被烧毁，热敏胶的发生温度才会产生作用。
本发明中电芯材料的选择包括以下步骤：
步骤1：根据热敏胶的组成材料比热容
步骤2：根据所述热敏胶的比热容
步骤3：获取所述电芯1工作时的工作电流
步骤4：根据所述电芯1单位时间内能产生的温度为
获取所述电芯1工作时的体积
步骤5，判断所述电芯1吸收温度的速率是否大于热敏胶吸收温度的速率：
其中，当
本过程阐述一个电芯1和热敏胶相匹配的过程，即，电芯和热敏胶符合热敏胶能够更快的达到电芯内置安全阀门的阈值温度。
本过程包括五个步骤：计算热敏胶的比热容
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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