电池极芯及锂电池的制作方法

本技术涉及锂电池，具体涉及一种具有低温自适应功能的电池极芯及锂电池。

背景技术：

1、锂电池普遍存在低温下续航能力差的问题。这是因为锂电池的活性与温度密切相关，低温会导致锂电池的活性显著下降。想要恢复锂电池的活性，就需要对锂电池进行加热。

2、cn202210511254.4中公开了一种低温自加热功能的锂电池，包括主体，设置于主体内部起到电能存储功能的锂电池本体，主体内部围绕锂电池本体设置有隔热板。该种锂电池利用隔热板对锂电池本体进行隔离，减少锂电池本体与外界的温度传导进而避免锂电池本体快速过冷，而当锂电池过冷时通过传导组件与加热腔内的加热组件相互配合，对锂电池采用蒸汽传导加热，一方面能够提高加热的均匀性，另一方面能够避免加热片直接加热导致锂电池本体过热损坏，同时当锂电池本体的温度过高时能够调节启用散热组件，通过散热组件来对锂电池本体进行散热，避免锂电池本体过热损坏的情况发生。但是，这种锂电池的体积较大，相对比较本高。而且，当温度过低时需连接外接电源通过加热片给电池加热。

3、因此，亟待提供一种无需外接电源且能减小自身体积的电池极芯及锂电池。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的锂电池低温下活性差的问题，提供一种具有低温自适应功能的电池极芯及锂电池。

2、为了实现上述目的，本实用新型的第一方面提供了一种电池极芯，其中，所述电池极芯包括极芯主体1和极芯外膜2；其中，所述极芯主体1至少部分被所述极芯外膜2包覆；所述极芯外膜2包括膜套21和填充在所述膜套21内的相变材料22。

3、优选地，所述膜套21的材质为高导热绝缘薄膜，其中，所述高导热绝缘薄膜的导热系数为200-2500w/m·k，绝缘电阻为1014-1016ω·cm。

4、优选地，所述高导热绝缘薄膜选自金刚石薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜中的一种；其中，所述氧化物薄膜选自氧化铝薄膜或氧化氮薄膜，所述氮化物薄膜选自氮化硼薄膜或氮化铝薄膜。

5、优选地，所述相变材料22为高相变焓液体，其中，所述高相变焓液体的相变焓为100-400j/g。

6、优选地，所述高相变焓液体选自有机相变材料或无机相变材料：其中，所述有机相变材料选自辛酸、石蜡、癸酸中的一种，所述无机相变材料选自氢氧化钠水溶液、硫酸钠水溶液、硝酸铝水溶液、氯化钡水溶液中的一种。

7、优选地，所述极芯外膜2的厚度大于0且小于等于3mm。

8、优选地，所述极芯主体1包括空白区和包覆区；其中，所述空白区至少设置在所述极芯主体1沿长度方向的任意一端，所述空白区以外的区域为包覆区，所述极芯外膜2设置在所述包覆区上。

9、优选地，所述极芯外膜2的设置层数大于等于1，进一步优选为1-10。

10、本实用新型的第二方面提供了一种锂电池，所述锂电池包括外壳和本实用新型第一方面所述的电池极芯，其中，所述电池极芯位于所述外壳内。

11、通过上述技术方案，本实用新型所取得的有益技术效果如下：

12、1)本实用新型中提供的一种电池极芯，将封装有相变材料的高导热绝缘惰性薄膜包裹在极芯主体上，可以利用相变材料在相变过程中释放的热量加热极芯主体，无需外部增加外接电源便可使锂电池在低温环境下保持较高的活性；

13、2)本实用新型中提供的一种电池极芯，极芯外膜直接包裹在极芯主体上，不需要在极芯内部留出空白集流体，对锂电池能量密度影响小，可均匀地对极芯主体进行加热，能避免局部温度过高或过低；

14、3)本实用新型中提供的一种电池极芯，普适性强，热量传递速度快，可适用于市场常见的任意一种电芯结构；

15、4)本实用新型中提供的一种锂电池，电池整体结构相对简单，制备方法简单，只需要在极芯主体热压后装入铝塑膜/铝壳前在极芯主体的外部包裹上极芯外膜即可，不会影响极芯主体的常规装配流程，无需专门设计生产设备，生产安全性高，适合工业化推广。

技术特征：

1.一种电池极芯，其特征在于，所述电池极芯包括极芯主体（1）和极芯外膜（2）；其中，所述极芯主体（1）至少部分被所述极芯外膜（2）包覆；所述极芯外膜（2）包括膜套（21）和填充在所述膜套（21）内的相变材料（22）。

2.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述膜套（21）的材质为高导热绝缘薄膜，其中，所述高导热绝缘薄膜的导热系数为200-2500w/m·k，电阻率为1014-1016ω·cm。

3.根据权利要求2所述的电池极芯，其特征在于，所述高导热绝缘薄膜选自金刚石薄膜、氧化物薄膜、氮化物薄膜中的一种；

4.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述相变材料（22）为高相变焓液体，其中，所述高相变焓液体的相变焓为100-400j/g。

5.根据权利要求4所述的电池极芯，其特征在于，所述高相变焓液体选自有机相变材料或无机相变材料；

6.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述极芯外膜（2）的厚度大于0且小于等于3mm。

7.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述极芯主体（1）包括空白区和包覆区；其中，所述空白区至少设置在所述极芯主体（1）沿长度方向的任意一端，所述空白区以外的区域为包覆区，所述极芯外膜（2）设置在所述包覆区上。

8.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述极芯外膜（2）的设置层数大于等于1。

9.根据权利要求8所述的电池极芯，其特征在于，所述极芯外膜（2）的设置层数为1-10。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括外壳和权利要求1-9中任意一项所述的电池极芯；其中，所述电池极芯位于所述外壳内。

技术总结
本技术涉及锂电池技术领域，公开了一种具有低温自适应功能的电池极芯及锂电池。所述电池极芯包括极芯主体(1)和极芯外膜(2)；其中，所述极芯主体(1)至少部分被所述极芯外膜(2)包覆；所述极芯外膜(2)包括膜套(21)和填充在所述膜套(21)内的相变材料(22)。本技术中提供的电池极芯，将封装有相变材料的高导热绝缘薄膜包裹在极芯主体(1)上，可以利用相变材料(22)在相变过程中释放的热量加热极芯主体(1)，无需外部增加外接电源便可使锂电池在低温环境中保持较高的活性。锂电池整体结构相对简单，生产安全性高，适合工业化推广。

技术研发人员：张家辉,姚斌,刘彦初,吴嘉欣,王卓雅
受保护的技术使用者：上海比亚迪有限公司
技术研发日：20230518
技术公布日：2024/3/21