高安全性电芯、高安全性电池及高安全性电池模组的制作方法

本技术涉及锂电池，尤其涉及高安全性电芯、高安全性电池及高安全性电池模组。

背景技术：

1、电池在使用过程中不可避免地存在各种使用不当的场景，例如，电池可能会收到跌落、冲击、钉刺和挤压等机械作用。若有具有导电性的异物刺入锂离子电池的电芯后，电芯内的正极极片与负机极片容易通过异物连通产生短路，进而引发电池的热失控。因此，在电池的加工制造工序中，为保证电池的使用安全性，需要对电池进行安全测试。针刺测试即为安全测试的一种，其通过将探针刺入电芯中以模拟异物刺穿电芯诱发电芯短路或热失控的情况。

2、在现有技术中，通常在电芯整体的外侧包裹一层保护膜。当探针刺入电芯内部时，保护膜能够包覆在探针的外周以将正极极片和负极极片与探针相隔离。但是在实际测试时，探针在刺入电芯的过程中容易将保护膜刺穿，而且被刺穿的保护膜会迅速收缩，导致探针与正极极片和负极极片相接触，进而引发电芯短路或热失控，其无法满足检测要求与实际需求，针对电芯安全性的改进还有待提高。

3、因此，亟需发明高安全性电芯、高安全性电池及高安全性电池模组，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供高安全性电芯、高安全性电池及高安全性电池模组，以提高其整体安全性，满足检测要求与实际需求。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、高安全性电芯，包括：

4、保护膜；以及

5、多个叠放固定的叠片单体，每个所述叠片单体均包括若干正极极片、负极极片以及隔膜，所述正极极片与所述负极极片交错叠放，所述隔膜设置在相邻两个所述正极极片与所述负极极片之间，所述隔膜用于将相邻的正极极片与负极极片绝缘隔离，每个所述叠片单体的外周均包裹有所述保护膜，所述保护膜能够将多个所述叠片单体绝缘隔离。

6、作为优选方案，所述保护膜的厚度为5μm～100μm。

7、作为优选方案，所述保护膜的延展率为80％～100％。

8、作为优选方案，所述保护膜为多孔膜，电解液能够穿过所述多孔膜并浸润所述正极极片和所述负极极片，所述多孔膜的孔隙率大于50％。

9、作为优选方案，每个所述叠片单体的外周均包裹有1～5层所述保护膜。

10、作为优选方案，每个所述叠片单体内的每个正极极片上均设置有正极极片延伸部，多个所述正极极片延伸部汇接在一起后与正极极耳相连，每个所述叠片单体内的每个负极极片上均设置有负极极片延伸部，多个所述负极极片延伸部汇接在一起后与负极极耳相连。

11、作为优选方案，所述高安全性电芯还包括：

12、固定膜，所述固定膜能够将多个堆叠在一起的所述叠片单体卷绕固定。

13、作为优选方案，每个所述叠片单体内的所述正极极片、负极极片以及所述隔膜均卷绕或堆叠设置。

14、高安全性电池，包括电池壳体、电池盖板，电解液以及如上所述的高安全性电芯，所述高安全性电芯沿所述电池壳体的敞口放置在所述电池壳体中，所述电解液填充在所述电池壳体与所述高安全性电芯之间，所述电池盖板将容置有所述高安全性电芯的所述电池壳体的敞口密封。

15、高安全性电池模组，包括多个如上所述的高安全性电池，多个所述高安全性电池相互并联或串联在一起。

16、本实用新型的有益效果：

17、本实用新型提供的高安全性电芯，通过将多个正极极片与负极极片设置成多个叠放固定的叠片单体，在保证每个叠片单体均能够进行正常的电化学反应的同时，在每个叠片单体的外周均包裹有保护膜以将多个叠片单体绝缘隔离。而且在做针刺实验时，由于多个叠片单体之间相互绝缘，当探针刺入该高安全性电芯的内部并刺穿过最外侧的叠片单体后，未被刺穿的叠片单体的保护膜还能够包裹在探针的外周以将探针与该叠片单体绝缘隔离；当探针刺穿了最外侧的叠片单体，即使最外侧的叠片单体内的保护膜收缩导致其正负极片通过探针连通短路，也只会从电芯最外侧开始热失控；而现有技术中当保护膜收缩后整个电芯内所有正负极片均会短路，该高安全性电芯能够减小发生短路的正极极片与负极极片的数量，进而有助于降低其热失控的速度，达到提高其安全性的效果。

18、本实用新型还提供了高安全性电池，通过应用上述高安全性电芯，由于多个叠片单体之间相互绝缘，当探针刺入该高安全性电池中的高安全性电芯的内部并刺穿过最外侧的叠片单体后，未被刺穿的叠片单体的保护膜还能够包裹在探针的外周以将探针与该叠片单体绝缘隔离；当探针刺穿了最外侧的叠片单体，即使最外侧的叠片单体内的保护膜收缩导致其正负极片通过探针连通短路，也只会从电芯最外侧开始热失控；而现有技术中当保护膜收缩后整个电芯内所有正负极片均会短路，该高安全性电池能够减小发生短路的正极极片与负极极片的数量，进而有助于降低其热失控的速度，达到提高其安全性的效果。

19、本实用新型还提供了高安全性电池模组，通过应用上述高安全性电池，当探针刺入该高安全性电池模组中的任意一个高安全性电芯的内部并刺穿过最外侧的叠片单体后，未被刺穿的叠片单体的保护膜还能够包裹在探针的外周以将探针与该叠片单体绝缘隔离；当探针刺穿了最外侧的叠片单体，即使最外侧的叠片单体内的保护膜收缩导致其正负极片通过探针连通短路，也只会从电芯最外侧开始热失控；而现有技术中当保护膜收缩后整个电芯内所有正负极片均会短路，该高安全性电池模组能够减小发生短路的正极极片与负极极片的数量，进而有助于降低其热失控的速度，达到提高其安全性的效果。

技术特征：

1.高安全性电芯，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，所述保护膜(200)的厚度为5μm～100μm。

3.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，所述保护膜(200)的延展率为80％～100％。

4.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，所述保护膜(200)为多孔膜，电解液能够穿过所述多孔膜并浸润所述正极极片(110)和所述负极极片(120)，所述多孔膜的孔隙率大于50％。

5.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，每个所述叠片单体(100)的外周均包裹有1～5层所述保护膜(200)。

6.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，每个所述叠片单体(100)内的每个正极极片(110)上均设置有正极极片延伸部(111)，多个所述正极极片延伸部(111)汇接在一起后与正极极耳相连，每个所述叠片单体(100)内的每个负极极片(120)上均设置有负极极片延伸部(121)，多个所述负极极片延伸部(121)汇接在一起后与负极极耳相连。

7.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，所述高安全性电芯还包括：

8.根据权利要求1所述的高安全性电芯，其特征在于，每个所述叠片单体(100)内的所述正极极片(110)、负极极片(120)以及所述隔膜(130)均卷绕或堆叠设置。

9.高安全性电池，其特征在于，包括电池壳体(4000)、电池盖板(3000)，电解液以及权利要求1～8任一项所述的高安全性电芯，所述高安全性电芯沿所述电池壳体(4000)的敞口放置在所述电池壳体(4000)中，所述电解液填充在所述电池壳体(4000)与所述高安全性电芯之间，所述电池盖板(3000)将容置有所述高安全性电芯的所述电池壳体(4000)的敞口密封。

10.高安全性电池模组，其特征在于，包括多个权利要求9所述的高安全性电池，多个所述高安全性电池相互并联或串联在一起。

技术总结
本技术涉及锂电池技术领域，尤其涉及高安全性电芯、高安全性电池及高安全性电池模组。该高安全性电池及高安全性电池模组内的高安全性电芯包括多个叠放固定的叠片单体与保护膜，每个叠片单体均包括若干正极极片、负极极片以及隔膜，正极极片与负极极片交错叠放，隔膜设置在相邻两个正极极片与负极极片之间，隔膜用于将相邻的正极极片与负极极片绝缘隔离，每个叠片单体的外周均包裹有保护膜，保护膜能够将多个叠片单体绝缘隔离，当探针刺穿最外侧的叠片单体，即使最外侧的叠片单体内的保护膜收缩导致其正负极片通过探针连通短路，也只会从电芯最外侧开始热失控，减小发生短路的正极极片与负极极片的数量，达到提高其安全性的效果。

技术研发人员：刘京亮,陈凯,冯玉川,李峥,何泓材
受保护的技术使用者：苏州清陶新能源科技有限公司
技术研发日：20230630
技术公布日：2024/1/15