[发明专利]具有热阻隔层的电池及此热阻隔层的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池，且特别是一种具有热阻隔层的电池。

背景技术

由于一次电池不符环保需求，因此近年来可充电的二次电池系统逐渐受到重视。随着便携式电子产品的快速发展和普遍化，锂离子二次电池又比其它电池更被普遍应用，因为锂离子二次电池与镍氢、镍锌、镍镉电池相比，具有工作电压高、能量密度大、重量轻、寿命长及环保性佳等优点，也是未来应用在可挠式电池的最佳选择。锂电池在近年来发展日趋重要，除了在未来电动车中扮演重要角色，并随着3C产品的脚步广泛地进入一般生活中，例如手机、笔记本电脑或数字相机，皆由锂电池提供电力来源。

为因应未来的发展，锂离子电池需朝向高容量、高功率及大型动力趋势发展，因此电池的高温性能及安全性将成为主轴的发展方向。当锂离子电池在过充电或高温环境下使隔离膜热收缩，或当锂离子电池外壳受机械外力挤压或针刺使隔离膜遭受破坏，上述情况皆会造成电池内部正极与负极直接接触形成短路，瞬间释出大量电流，放出大量热量而有爆炸的风险。此时若无法阻隔局部的热或中止短路反应，锂电池内会引发一连串反应，进而着火，影响安全甚巨。

因此，此技术领域的技术人员必须针对锂电池进行各方面的改良，以期提高电池性能及其安全性。

发明内容

本发明提供一种具有热阻隔层的电池，包括：正极极板与负极极板；隔离膜，设于正极极板与负极极板之间；及热阻隔层，设于正、负极极板至少其一与隔离膜之间，其中热阻隔层具有四足锥状表面形貌(surface morphology)，以上元件皆含浸于电解质中。

本发明更提供一种热阻隔层的制造方法，包括：将0.1～60重量份的四足锥状(tetrapod-shaped)粉体、0.1～30重量份的黏着剂加入99.8～10重量份的溶剂均匀混合，使之形成100重量份的分散液；及将分散液制成具有四足锥状表面形貌(surface morphology)的热阻隔层于电池的电极极板或隔离膜间。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的四足锥状粉体的示意图；

图2为本发明实施例的具有四足锥状表面形貌(surface morphology)的热阻隔层的剖面示意图；

图3为本发明实施例的具有热阻隔层的电池的剖面示意图；

图4A为四足锥状粉体于扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)下的影像；

图4B为四足锥状粉体于穿透式电子显微镜(Transmission Electron Microscope，TEM)下的影像；

图5A显示未具有热阻隔层的负极极板以扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)观测的上视图；

图5B为具有四足锥状表面形貌的热阻隔层的负极极板以扫描式电子显微镜(scanning electron microscope，SEM)观测的上视图；

图6为未具有热阻隔层的电池与具有四足锥状表面形貌热阻隔层的电池的循环寿命测试图；

图7为未具有热阻隔层的18650全电池的过充分析图；

图8为具有四足锥状表面形貌的热阻隔层的18650全电池的过充分析图；

图9为未具有热阻隔层的铝薄包电池的浅压微短路测试图；

图10为具有四足锥状表面形貌热阻隔层的铝薄包电池的浅压微短路测试图；

图11为具有圆形表面形貌的热阻隔层的电池的高温循环寿命测试图；及

图12为具有四足锥状表面形貌的热阻隔层的电池的高温循环寿命测试图。

【附图标记说明】

1           正极极板；

3           负极极板；

5           隔离膜；

6           电解质溶液；

7、7a、7b   具有四足锥状表面形貌的热阻隔层；

10          四足锥状粉体；

12          足；

20          黏着剂；

30          电池元件表面；

40          四足锥状表面形貌；

50          具有热阻隔层的电池；

D           四足锥状粉体的足的直径；