CN109473610A - 一种安全锂电池芯阻燃结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种安全锂电池芯阻燃结构，包括阻燃室、泡棉、阻燃剂和阻燃隔膜，所述阻燃室内部填充有阻燃剂，电池芯与保护外壳之间设置有泡棉，电池芯内部的电极卷夹层中设置有阻燃隔膜。本发明将阻燃材料三（2，2,‑2三氟乙基）亚磷酸酯制作成阻燃隔膜安装在电池芯内，在电池芯燃烧的同时，阻燃隔膜上的三（2，2,2‑三氟乙基）亚磷酸酯能够有效与电解液中的发生反应释放阻燃性能的自由基，阻止燃烧的进行；在电池内部设置有阻燃的泡棉和阻燃剂，在起到缓冲外部冲击的同时还有效的起到阻燃的目的，从而有效的降低了锂电池持续燃烧，甚至发生***的危险。

Description

一种安全锂电池芯阻燃结构

技术领域

本发明涉及一种锂电池，具体是一种安全锂电池芯阻燃结构。

背景技术

锂电池是一类由锂金属或者锂合金为负极材料，使用非水电解质溶液的电池，随着锂电池技术的进步，其应用的领域也越来越广泛，小到手机、相机等数码产品，大到航天、航空、汽车等领域都有它的身影，锂电池具有容量大、单体能量密度高等优点，但是传统的锂电池由于其自身的特性，还具有机械安全性能差的缺点，在受到较大外力的冲击时往往会出现自燃甚至自爆等危险情况，因此安全性问题时锂电池发展中的重要问题，特别是时在电动汽车等领域，对电池安全性提出了更高、更新的要求。针对这些问题，在锂电池中设置一些阻燃剂可以有效的降低锂电池在发生燃烧后产生***的危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全锂电池芯阻燃结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种安全锂电池芯阻燃结构，包括阻燃室、泡棉、阻燃剂和阻燃隔膜，所述阻燃室内部填充有阻燃剂，电池芯与保护外壳之间设置有泡棉，电池芯内部的电极卷夹层中设置有阻燃隔膜。

作为本发明进一步的方案：所述电池芯内电极卷的内外两侧分别设有电池芯正极和电池芯负极，所述电池芯正极和电池芯负极的内侧均贴附有一层阻燃隔膜，两层阻燃隔膜之间设置有正负极隔膜，电池芯外部设置有保护及密封的作用的电池芯外壳。

作为本发明再进一步的方案：所述阻燃隔膜是覆盖有三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯的聚丙烯薄膜，阻燃隔膜的厚度为0.02-0.03mm。

作为本发明再进一步的方案：所述电池芯、保护外壳之间填充有缓冲泡棉，所述泡棉全部浸泡在阻燃剂内，泡棉的上端还设有充满阻燃剂的阻燃室。

作为本发明再进一步的方案：所述阻燃剂为磷酸三甲酯和磷酸三乙酯按照1:1比例组成的混合液体。

作为本发明再进一步的方案：所述电池芯共计有三组，分别为第一电池芯、第二电池芯和第三电池芯，各组电池芯通过上端的集流引线与集流体相连接，集流体最终通过集流柱分别与电池外部的电池正极和电池负极导通。

作为本发明再进一步的方案：所述保护外壳上部还设置有上盖板，保护外壳和上盖板之间设置有密封圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明将阻燃材料三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯制作成阻燃隔膜安装在电池芯内，在电池芯燃烧的同时，阻燃隔膜上的三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯能够有效与电解液中的发生反应释放阻燃性能的自由基，阻止燃烧的进行；在电池内部设置有阻燃的泡棉和阻燃剂，在起到缓冲外部冲击的同时还有效的起到阻燃的目的，从而有效的降低了锂电池持续燃烧，甚至发生***的危险。

附图说明

图1为含有安全锂电池芯阻燃结构的电池示意图。

图2为安全锂电池芯阻燃结构示意图。

图3为安全锂电池芯阻燃结构中电池芯层的结构示意图。

图中：1-电池正极、2-电池负极、3-电池芯、4-保护外壳、5-阻燃室、6-集流体、7-泡棉、8-集流柱、9-密封圈、10-上盖板、11-集流引线、12-阻燃剂、31-第一电池芯、32-第二电池芯、33-第三电池芯、34-电池芯外壳、35-电极卷、36-电池芯正极、37-阻燃隔膜、38-正负极隔膜、39-电池芯负极。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-3，一种安全锂电池芯阻燃结构，包括阻燃室5、泡棉7、阻燃剂12和阻燃隔膜37，所述阻燃室5内部填充有阻燃剂12，电池芯3与保护外壳4之间设置有泡棉7，电池芯3内部的电极卷35夹层中设置有阻燃隔膜37。

所述电极卷35的内外两侧分别为电池芯正极36和电池芯负极39，电池芯正极36和电池芯负极39的内侧均贴附有一层阻燃隔膜37，两层阻燃隔膜37之间设置有正负极隔膜38，电池卷3设置于充满电解液的电池芯外壳34中。

进一步的，所述阻燃隔膜37是覆盖有三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯的聚丙烯薄膜，具体来说，阻燃隔膜37的厚度为0.02-0.03mm。

所述电池芯外壳34覆盖在电池芯3的外侧，对电池芯3的内部结构起到保护及密封的作用，电池芯3之间、电池芯3与保护外壳4之间填充有缓冲泡棉7，泡棉7全部浸泡在阻燃剂12内，泡棉7的上端设有阻燃室5，阻燃室5中充满阻燃剂12。

进一步的，所述阻燃剂12为磷酸三甲酯和磷酸三乙酯按照1:1的混合液体。

所述电池芯3共有三组，分别为第一电池芯31、第二电池芯32和第三电池芯33，电池芯3通过上端的集流引线11与集流体6相连接，集流体6最终通过集流柱8分别与电池外部的电池正极1和电池负极2导通。

电池通过外部的保护外壳4和上盖板10密封，所述保护外壳4和上盖板10之间设置有密封圈9，在电池内部温度过高或产生燃烧时，密封圈9变形后产生缝隙，将多余气体排除，以避免产生***。

本发明的工作原理是：当电池芯3出现燃烧时，其内部温度急剧升高，超过阻燃隔膜37的熔化温度，阻燃隔膜37熔化后将其上的三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯释放出来，三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯与电解液混合后释放出具有阻燃性能的自由基，该自由基可以捕获气相中的氢自由基或氧自由基，从而阻止氢氧自由基的链式反应，使有机电解液的燃烧无法进行或难以进行，进而达到阻燃目的。

与上述过程类似，阻燃剂12中的磷酸三甲酯和磷酸三乙酯与电解液混合后也会释放出具有阻燃性能的自由基，进一步的阻止燃烧。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种安全锂电池芯阻燃结构，包括阻燃室（5）、泡棉（7）、阻燃剂（12）和阻燃隔膜（37），其特征在于，所述阻燃室（5）内部填充有阻燃剂（12），电池芯（3）与保护外壳（4）之间设置有泡棉（7），电池芯（3）内部的电极卷（35）夹层中设置有阻燃隔膜（37）。

2.根据权利要求1所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述电池芯（3）内电极卷（35）的内外两侧分别设有电池芯正极（36）和电池芯负极（39），所述电池芯正极（36）和电池芯负极（39）的内侧均贴附有一层阻燃隔膜（37），两层阻燃隔膜（37）之间设置有正负极隔膜（38），电池芯（3）外部设置有保护及密封的作用的电池芯外壳（34）。

3.根据权利要求2所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述阻燃隔膜（37）是覆盖有三（2，2,2-三氟乙基）亚磷酸酯的聚丙烯薄膜，阻燃隔膜（37）的厚度为0.02-0.03mm。

4.根据权利要求3所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述电池芯（3）、保护外壳（4）之间填充有缓冲泡棉（7），所述泡棉（7）全部浸泡在阻燃剂（12）内，泡棉（7）的上端还设有充满阻燃剂（12）的阻燃室（5）。

5.根据权利要求4所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述阻燃剂（12）为磷酸三甲酯和磷酸三乙酯按照1:1比例组成的混合液体。

6.根据权利要求5所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述电池芯（3）共计有三组，分别为第一电池芯（31）、第二电池芯（32）和第三电池芯（33），各组电池芯（3）通过上端的集流引线（11）与集流体（6）相连接，集流体（6）最终通过集流柱（8）分别与电池外部的电池正极（1）和电池负极（2）导通。

7.根据权利要求1-6任一所述的安全锂电池芯阻燃结构，其特征在于，所述保护外壳（4）上部还设置有上盖板（10），保护外壳（4）和上盖板（10）之间设置有密封圈（9）。