[实用新型]一种具有阻燃特性的锂离子电池

说明书

本实用新型公开了一种具有阻燃特性的锂离子电池，包括电芯、电池壳体、绝缘层和盖板，其中：电芯设在电池壳体中，电池壳体中设有电解液，绝缘层和盖板固定在电池壳体上用于密封电池壳体，绝缘层位于盖板的下方并与电解液接触，且绝缘层中吸附有阻燃剂。本实用新型所提出的具有阻燃特性的锂离子电池，通过在电芯和电池盖板中间设置的绝缘层来吸附和释放阻燃剂，避免了直接将阻燃剂加入电解液中可能引发的副反应，又能同时达到阻燃的效果。

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种具有阻燃特性的锂离子电池。

背景技术

随着人类对移动能源要求的不断提高，电化学储能受到越来越多的关注，锂离子电池自推广以来被广泛应用于手机、数码相机、计算机等便携式电子产品领域。随着电池材料性能和设计技术的不断进步，锂离子电池的应用范围不断扩大到电动汽车、航空航天、储能装置等领域，成为解决能源及环境危机的关键。

在锂离子电池技术不断发展的过程中，存在一些问题亟待解决。例如锂电池电解液中80％以上的有机溶剂如碳酸酯类、醚类均属于可燃或易燃物。此外，锂离子电池充放电的过程中一旦发生短路也极有可能造成起火，受热下电池易鼓壳或破裂，单个电池起火后引燃周围其它电池或易燃物，导致火灾扩大。为了解决这一问题，研究者尝试在电解液中加入阻燃添加剂用于抑制燃烧，但阻燃添加剂的加入往往会对电池循环或倍率性能产生负面影响，阻燃效果也不是十分明显。因此，如何在电池设计上提高电池的安全性能，降低电池起火风险成为人们关注的焦点。

实用新型内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种具有阻燃特性的锂离子电池。

本实用新型提出的一种具有阻燃特性的锂离子电池，包括电芯、电池壳体、绝缘层和盖板，其中：

电芯设在电池壳体中，电池壳体中设有电解液，绝缘层和盖板固定在电池壳体上用于密封电池壳体，绝缘层位于盖板的下方并与电解液接触，且绝缘层中吸附有阻燃剂。

作为本实用新型进一步优化的方案，绝缘层的下表面设有隔膜，避免绝缘层上的阻燃剂在不受外部力的时，阻燃剂与电解液混合产生副作用，保证电池的供电情况。

作为本实用新型进一步优化的方案，绝缘层为孔隙率为20％-50％的多孔材料制成。

作为本实用新型进一步优化的方案，绝缘层为聚碳酸酯纤维、聚丙烯纤维、四氟乙烯塑料、聚酰亚胺塑料中的一种或几种。

作为本实用新型进一步优化的方案，阻燃剂为磷系阻燃剂或卤系阻燃剂。

作为本实用新型进一步优化的方案，磷系阻燃剂包括磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三乙酯(TEP)、磷酸三苯酯(TPP)、磷酸三丁酯(TBP)、六甲基磷腈(HMPN)、三-(2，2，2-三氟乙基)磷酸酯(TFP)中的至少一种或几种；

卤系阻燃剂包括氟代碳酸乙烯酯(FEC)、双氟代碳酸乙烯酯(DFEC)、三氟代碳酸丙烯酯(TFPC)、二氟乙酸甲酯(MFA)、二氟乙酸乙酯(EFA)中的一种或几种。

作为本实用新型进一步优化的方案，阻燃剂的重量占电解液总重量的0.1％-1.0％。

作为本实用新型进一步优化的方案，绝缘层的厚度约为0.5mm-5mm。

本实用新型中，所提出的具有阻燃特性的锂离子电池，通过在电芯和电池盖板中间设置的绝缘层来吸附和释放阻燃剂，避免了直接将阻燃剂加入电解液中可能引发的副反应，又能同时达到阻燃的效果。当绝缘层受到较大的外部压力挤压时，例如起火升温导致内部压强增大，绝缘层感受到外部的压力，其中吸附的阻燃剂就会释放到电芯内部，起到阻燃的效果。另一方面，当电池无异常时，绝缘层下部与电解液接触部分设置有隔膜，能将阻燃剂与电解液隔开，最大程度降低副反应的影响，保证锂电池的循环性能。另外，绝缘层在电芯和盖板之间能很好的固定电芯，在受到外部撞击时能稳住电芯起到缓冲的作用