[发明专利]一种锂离子动力电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子动力电池技术领域，更具体地说，本发明涉及一种具有安全组件的锂离子动力电池。

背景技术

随着现代社会的发展和环保意识的增强，越来越多的设备选择以电池作为电源，如笔记本电脑、智能手机、MP3、电动汽车和储能电站等，其中电动汽车和储能电站对电池的容量有较高的要求，一般需要采用大容量的动力电池。另一个方面，电动汽车和储能电站对电池的安全性能也有较高的要求，目前普遍采用金属壳体动力电池，因为相比于软包电池而言，金属壳体具有更高的硬度和强度，在动力汽车等的行驶过程具有更好的抗撞击性，因此具有较好的安全性能。

但是，如果锂离子动力电池在穿刺或挤压等滥用情况下，电池内部的温度就会升高，当温度升高到一定程时度，电池发生热失控，就有可能会起火或爆炸，导致安全问题。

如图1所示，锂离子动力电池一般包括电极组件1、用于容纳所述电极组件1的金属壳体2、注入到所述金属壳体2内的电解液和固定连接在所述金属壳体2上的顶盖3，所述电极组件1包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜，所述正极片上设有正极极耳11，所述负极片上设有负极极耳12，所述顶盖3上设有与所述正极极耳11电连接的正极端子31、与所述负极极耳12电连接的负极端子32、注液孔33和防爆阀34。 

 为了改善锂离子动力电池的安全性能，申请号为US20100279170的美国专利公开了两种短路构件，该短路构件为卷绕在电极组件周围的金属箔或金属板。它们虽然在一定程度上可以改善电池的安全性能，但这两种短路构件的金属箔或金属板是卷绕在电极组件的外部，且短路构件没有利用到壳体，这样会增加电池加工难度，且降低电池的能量密度。

有鉴于此，确有必要提供一种能够提高能量密度且易于加工的具有高安全性能的锂离子动力电池。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够提高能量密度且易于加工的具有高安全性能的锂离子动力电池。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种锂离子动力电池，包括电极组件、用于容纳所述电极组件的金属壳体、注入到所述金属壳体内的电解液和固定连接在所述金属壳体上的顶盖，所述电极组件包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜，所述正极片上设有正极极耳，所述负极片上设有负极极耳，所述顶盖上设有与所述正极极耳电连接的正极端子、与所述负极极耳电连接的负极端子、注液孔和防爆阀，所述金属壳体与所述电极组件之间叠放有安全组件，所述安全组件与所述正极端子或负极端子电连接，所述金属壳体与所述负极端子或正极端子电连接。

其中，金属壳体的材质为不锈钢或铝金属；电极组件可以是正极片、负极片及隔膜经卷绕而成的卷绕式电芯，也可以是经层叠而成的叠片式电芯，还可以包括是包括多个卷绕式电芯或/和叠片式电芯的组合电芯。

本发明的锂离子动力电池中具有安全组件，当电池遭受外部严重的破坏时，由于安全组件和金属壳体分别与电极组件中的两个电极电连接，从而实现了将可能发生的内部短路转变为外部短路，降低了动力电池内部的电流密度，避免电池内体系的过热产生的一系列反应，保证了锂离子动力电池的安全性能。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述安全组件为金属板。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述金属板为铝板、铜板或镍板。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述金属板的厚度为0.005-2.0mm。若金属板厚度太薄，可能过电流能力较差，若厚度太厚，会影响电池的能量密度。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述金属板的厚度为0.1-0.3mm。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述安全组件的长度小于等于电极组件宽侧面的长度，所述安全组件的宽度小于等于电极组件宽侧面的宽度。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述金属板和金属壳体之间设有绝缘膜，防止电池在正常使用过程中金属板与金属壳体之间的短路。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述绝缘膜的材质为聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚乙烯（PE）。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述绝缘膜的厚度为1-1000μm。

作为本发明锂离子动力电池的一种改进，所述安全组件上设有与所述正极极耳或负极极耳电连接的极耳。所述安全组件的极耳与正极极耳或负极极耳电连接，所述金属壳体与负极极耳或正极极耳电连接。