[发明专利]一种高安全的电池及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高安全性的电池及其制备方法，电池包括电芯外壳和设在所述电芯外壳内部的电芯组成；所述电芯通过PTC极片、正极极片、隔膜、负极极片和电解液组装制得；所述PTC极片包括依次设置的集流体A、PTC涂层和集流体B；所述正极极片、负极极片、集流体A和集流体B上均设有一个极耳；所述组装的形式为叠片或卷绕；在叠片的第一层和/或最后一层放置PTC极片或在卷绕的最里层和/或最外层放置PTC极片，能有效防止电池的热失控，具有良好的防过充、过放、短路等安全特性，提高了电池的安全性。该电池结构简单，容易实现，易于实现工业化推广。本发明通过在电芯中设置PTC极片，提高了电池的安全性。

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其涉及一种高安全的电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、充电寿命长等优点，广泛应用于便携式电子产品。然而，锂离子电池在滥用条件下，如过充、短路、高温，会引发一系列的副反应，导致热量积累，使电池处于不安全状态，进而引起安全事故，因而限制了锂离子电池在混合动力汽车和电动汽车的应用。

PTC(positive temperature coefficient)材料，即具有正温度系数的导电热敏材料，其电阻率在较窄的温度范围内，随着温度的升高，材料的电阻会迅速增加。现有的锂离子电池一般在正负极极耳上涂覆一层PTC材料，接触面积小，而且一般将PTC材料置于电池外部，当锂离子电池过充电、短路或其它原因造成过热时，不能及时监控和抑制电池的热失控。而且，现在常用的PTC材料的居里温度都比较高，一般在130～170℃之间，由于电池温度在130℃时会发生很多副反应，因而需将材料的PTC居里温度控制在130℃以下，此外由于动力电池的容量一般在40Ah～250Ah，当大电流通过PTC元件时会导致PTC升温电阻变大，而目前PTC在动力电芯上还未运用。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高安全的电池及其制备方法，该电池具有较高的安全性。

本发明提供了一种高安全性的电池，包括电芯外壳和设在所述电芯外壳内部的电芯；

所述电芯通过PTC极片、正极极片、隔膜、负极极片和电解液组装制得；

所述PTC极片包括依次设置的集流体A、PTC涂层和集流体B；

所述正极极片、负极极片、集流体A和集流体B上均设有一个极耳；

所述组装的形式为叠片或卷绕；

在叠片的第一层和/或最后一层放置PTC极片；在卷绕的最里层和/或最外层放置PTC极片。

优选地，多个正极极片的极耳组成正极耳群；多个负极极片的极耳组成负极耳群；

若放置一层PTC极片，所述正极耳群和负极耳群中任一个和任一集流体的极耳引出作为电芯极耳；未引出的极耳群与另一集流体的极耳相连；

若放置两层PTC极片，正极耳群和任一PTC极片的一个极耳相连，负极耳群与另一PTC极片的一个极耳相连；未连接的PTC极耳均引出作为电芯极耳；

或一层PTC极片的两个极耳和另一PTC极片的两个极耳两两相连，正极耳群和负极耳群中任一个和任一相连后PTC极耳引出作为电芯极耳；未引出的极耳群与另一相连后的PTC极耳相连。

优选地，所述集流体A和集流体B的形状为箔状、连续致密膜状、多孔膜状或U形膜状。

优选地，所述PTC极片的尺寸小于或等于负极极片的尺寸；所述PTC极片的尺寸小于或等于正极极片的尺寸。

优选地，所述集流体A的厚度为12～5000μm；

所述集流体B的厚度为12～5000μm；

所述PTC涂层的厚度为1～5000μm。