[发明专利]一种提高锂离子二次电池安全性的方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种提高锂离子二次电池安全性的方法。

背景技术

锂离子二次电池因具有比容量高、工作电压高、工作温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无污染和重量轻等优点，已被业界广泛应用。随着锂离子二次电池的需求量日益增大，相关安全事故频见报道，其中过充事故也屡见不鲜，如何提高安全性能已成为锂离子二次电池的研究重点。

过充作为电池滥用一种常见现象，已被广泛研究。过充过程中电压升高到一定程度，会导致电池正极材料结构破坏，电解液剧烈分解，电池急剧产热，导致电池出现胀气、起火甚至爆炸等后果。因此为避免发生安全事故，在过充过程中将电池电压控制在一个安全的范围内极为重要。

对此现有技术也提出了多种方案，用以提高锂离子二次电池的过充性能。如公开号为CN 102800868A中提出将氧化铜或氧化亚铜加入到正极极片中，当电池过充时，氧化铜或氧化亚铜会发生作用，使得电池电压下降到一个较低的电压状态并能长期保持，然而这种方法会降低电池的能量密度，尤其在过充的倍率较大时更为严重；另外，采用氧化还原穿梭电对发展电池内在抗过充机制也是一种常见的做法，如LiI和二茂铁，2,5-二叔丁基-1，4-二甲氧基苯（电池技术. 36, 172,（2012））等。该方法可以应付小倍率过充电的情形，但同时也会损失电池的电化学性能；而当出现较大倍率过充电时，由于受到溶解度,迁移速率和电化学性能的限制, 氧化还原电对就会暴露出电流钳制能力不足的先天缺陷，从而无法对电池提供足够的过充保护。另外,其他常见的相关技术还有电压敏感隔膜（武汉大学学报（理学版）. 52, 149 （2006））和内短路添加剂（电源技术. 32, 603 （2008））等,前者受制于制备工艺成本和适宜电压的氧化还原电对的遴选，后者的难点则在于对电池电化学性能的不良影响，以及应对较大倍率的过充的能力。

对于用于移动设备的锂离子二次电池，通常情况下在该移动设备或者电池组中已配置了相应的保护装置，可以有效的提高电池的安全性。但值得注意的是，在PTC元件未能顺利启动或保护电路失效的情况下，预备的安全装置则彰显其必要性。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种提高锂离子二次电池安全性的方法，该方法将夹具片对电池表面施加适宜的压强，提高电池的抗过充能力，使得过充电压始终在安全范围内，避免了电池出现热失控的现象。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种提高锂离子二次电池安全性的方法，包括以下步骤：步骤一、制作对锂离子二次电池表面进行均匀施压，并方便调节压强大小的夹具片；步骤二、将所述夹具片配置于锂离子二次电池的上下表面，然后将所述夹具片与使用所述锂离子二次电池的设备固定连接。

所述夹具片的形状为矩形，所述夹具片的长边方向与所述锂离子二次电池的极耳延伸方向平行或垂直。

所述夹具片与所述锂离子二次电池的接触面的面积占所述锂离子二次电池的面积的5~100%。

所述夹具片与所述锂离子二次电池的接触面的面积占所述锂离子二次电池的面积的20~60%。

所述夹具片施加于所述锂离子二次电池的表面的压强为0.01~0.6MPa。

所述夹具片施加于所述锂离子二次电池的表面的压强为0.1~0.4MPa。

所述夹具片在过充测试环境温度为-40~130℃时，所述夹具片的比刚度不小于10⁷ m²s^-2。

所述夹具片的材质为铜、铁、铍或钢。

所述夹具片的厚度为0.5~1.5 mm。

本发明的有益效果在于：本发明包括以下步骤：1）、制作对锂离子二次电池表面进行均匀施压，并方便调节压强大小的夹具片；2）、将所述夹具片配置于锂离子二次电池的上下表面，然后将所述夹具片与使用所述锂离子二次电池的设备固定连接。在过充情况下，通过夹具片施加适宜的压力到电池的表面使锂离子二次电池局部或全部始终保持良好的内部界面状况，来保证过充过程中阴阳极膜片及隔离膜之间的接触紧密性，确保电池被过充电时内部能顺利形成有效的电子通道，进而将电压控制在一个较为安全的范围内，从根本上杜绝过充热失控现象的发生。

附图说明

图1为本发明的实施例1的结构示意图。

图2为本发明的实施例2的结构示意图。

图3为本发明的实施例3、4的结构示意图。

具体实施方式