[发明专利]锂离子电池、动力电池模组、电池包、电动汽车和储能装置

说明书

本申请提供了锂离子电池、动力电池模组、电池包、电动汽车和储能装置，该锂离子电池包括外壳以及封装在所述外壳内的极芯，所述极芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的分隔件，所述正极片包括正极集流体以及负载在所述正极集流体上的正极材料层，定义正极集流体、正极材料层、负极片和分隔件中熔点最低者为有效部件，所述有效部件满足以下条件：该锂离子电池中，通过对极芯部件不同方向尺寸等参数进行合理的优化和设计，极大的提高了电池安全性，满足上述条件的锂离子电池，有效降低了电池热失控或热扩散的发生的几率，避免了电池产热对相邻电池或外部产生损伤。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体的，涉及锂离子电池、动力电池模组、电池包、电动汽车和储能装置。

背景技术

锂离子电池独特的特点在越来越多的领域得到了应用，尤其是动力电池方面，更是飞速发展。当用锂电池作为电动汽车主要的能量供给来源，尤其是近年来三元电池的大范围使用，使得锂离子动力电池热失控(电池放热连锁反应引起电池自温升速率急剧变化的过热、起火、爆炸现象)发生起火、爆炸的事故时有发生，而电池包中，一旦一个电池热失控又常常会触发电池包或系统中相邻电池的热失控，即为热扩散，从而造成整个电池包失控，产生起火爆炸等严重后果。目前，锂离子电池使用安全性仍面临挑战。

申请内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种具有能够有效改善热失控问题、提高使用安全性的锂离子电池。

在本申请的一个方面，本申请提供了一种锂离子电池。根据本申请的实施例，该锂离子电池包括外壳以及封装在所述外壳内的极芯，所述极芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的分隔件，所述正极片包括正极集流体以及负载在所述正极集流体上的正极材料层，其特征在于，定义正极集流体、正极材料层、负极片和分隔件中熔点最低者为有效部件，所述有效部件满足以下条件：

其中，L为所述有效部件在第一方向上的尺寸，W为所述有效部件在第二方向上的尺寸，d₂为所述有效部件的厚度，ρ为所述有效部件的密度，C_p为所述有效部件的热熔，所述第一方向与所述有效部件中的电流引出的方向平行，所述第二方向与所述第一方向相交。该锂离子电池中，通过对极芯部件不同方向的尺寸等参数进行合理的优化和设计，极大的提高了电池安全性，满足上述条件的锂离子电池，有效降低了电池热失控或热扩散的发生的几率，避免了电池产热对相邻电池或外部产生损伤。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括外壳以及封装在所述外壳内的极芯，所述极芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的分隔件，所述正极片包括正极集流体以及负载在所述正极集流体上的正极材料层，所述正极集流体满足以下条件：

其中，L为所述正极集流体在第一方向上的尺寸，W为所述正极集流体在第二方向上的尺寸，d₂为所述正极集流体的厚度，ρ为所述正极集流体的密度，C_p为所述正极集流体的热熔，所述第一方向与所述正极集流体中的电流引出的方向平行，所述第二方向与所述第一方向相交。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种动力电池模组。根据本申请的实施例，该动力电池模组包括至少一个前面所述的锂离子电池。该动力电池模组发生热失控和热扩散的可能性明显降低，使用安全性显著提高。

在本申请的再一方面，本申请提供了一种电池包。根据本申请的实施例，该电池包包括至少一个前面所述的锂离子电池或前面所述的电池模组。该电池包具有较高的使用安全性和较长的使用寿命。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种电动汽车。根据本申请的实施例，该电动汽车包括前面所述的动力电池模组或前面所述的电池包。该电动汽车具有极好的安全性和较长的使用寿命。