[发明专利]一种保证良好的安全性的电化学设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种被插入到电化学设备的卷绕型电极组件的卷绕中 心的中心销的结构，该电化学设备具有容纳卷绕型电极组件的壳，并 且更具体而言，涉及这样一种中心销：其可通过一简单过程制成，并 且当从外部施加一物理冲击(例如挤压、振动)时或者当内部温度升 高时，该中心销能够确保电化学设备的安全性。

背景技术

正如在本技术领域中普遍公知的，随着电子设备紧凑化和轻型化 的近期趋势以及便携式电子设备的广泛使用，具有高能量密度的锂二 次电池已被广泛地研发出来。

锂二次电池使用一些能够在其阴极和阳极分别嵌入和脱嵌锂离子 的物质，有机电解质或聚合物电解质填充阴极和阳极之间的空间。基 于当锂离子分别从阴极和阳极嵌入和脱嵌时所发生的氧化和还原反 应，锂二次电池制造电能。

然而，锂二次电池具有安全性问题，已进行了各种努力以试图解 决该问题。

通常，由于电池内部温度升高时的电解质分解反应而造成的易燃 气体、或者由于电解质和电极之间的反应导致生成的易燃气体、或者 由于阴极的分解产生的氧气，那些使用易燃非水电解质的锂二次电池 会爆炸或者着火。

而且，如果电池被重物碾压、如果在电池上施加较强冲击，或者 如果电池被暴露在高温下，就会发生安全问题。具体而言，如果钉子 刺穿电池，如果电池被挤压，如果向电池施加冲击，或者如果电池暴 露在高温下，电池内的阴极和阳极就会局部短路。因此，大量电流局 部流过并且产生热量。从局部短路中产生的短路电流的量与电阻成反 比，从而大量短路电流流向低电阻的部分。在这种情况下，在短路部 分的周围局部产生了大热量。

如果电池内产生了热量，则构成电池内部的阴极、阳极和电解质 会相互反应或燃烧。这种反应是大量放热的，从而电池最终着火或爆 炸。因此，必须避免在电池内产生这种突发的热量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中心销，其可通过简单过程制成，并 且当从外部施加物理冲击(例如挤压、振动)或者当内部温度升高时， 该中心销能够确保电化学设备的安全性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种有待被插入到电化学设备 的卷绕中心的中心销，所述电化学设备具有容纳卷绕型电极组件的壳， 其中中心销通过将平面衬底卷绕成管状而制成，该平面衬底具有至少 两个以压花形式形成的突出部，或者至少两个以预定形状形成的不连 续刻痕(score)；并且在具有刻痕的平面衬底被卷绕成管状之时或者 之前，平面衬底的一部分形成突出部，所述部分位于刻痕边界部分。

此外，本发明提供了一种电化学设备，包括：一个卷绕型电极组 件，该卷绕型电极组件通过堆叠并卷绕一个第一隔膜、一个具有第一 电极接头的第一电极板、一个第二隔膜以及一个具有第二电极接头的 第二电极板而获得；一个容纳有卷绕型电极的壳；以及上面所述的被 插入到卷绕型电极组件的卷绕中心的中心销。

附图说明

图1示出了一种电化学设备，其具有通过现有技术的中心销卷绕 而成的电极组件；

图2简要示出了用于制造根据本发明的中心销的过程；

图3示出了具有至少两个以预定形状形成的不连续刻痕的示例性 平面衬底；

图4示出了根据本发明一个实施方案的中心销的简要结构；

图5示出了如何使用根据本发明一个实施方案的中心销来装配电 池；

图6示出了如何使用根据本发明另一个实施方案的中心销来装配 电池；

图7简要示出了根据本发明一个实施方案的中心销如何确保了安 全性；

图8简要示出了根据本发明另一个实施方案的中心销如何确保了 安全性；

图9示出了在根据比较实施方案1制造的电池上进行的碾压实验 的结果；

图10示出了在根据示例性实施方案1制造的电池上进行的碾压实 验的结果。

具体实施方式

在下文中，将更加详细地解释本发明。

根据本发明的中心销被插入到电化学设备的卷绕中心，所述电化 学设备具有容纳卷绕型电极组件的壳。

使用根据本发明的中心销的卷绕型电极组件包括：一个第一隔膜、 一个具有第一电极接头的第一电极板、一个第二隔膜，以及一个具有 第二电极接头的第二电极板。所述中心销与第一隔膜相邻，并且通过 第一隔膜与第一电极板电绝缘，所述第一隔膜被卷绕。