[发明专利]一种具有分子级阻燃功能的锂电池卷芯固定胶

说明书

本发明涉及一种具有分子级阻燃功能的锂电池卷芯固定胶，把锂电池卷芯的固定胶带改成含阻燃剂的胶带，阻燃剂用PET塑料材料包夹在三明治结构内。创新的把阻燃剂用到锂电池卷绕好的卷芯的外面的固定胶或固定胶带上，彻底在不影响锂电池电性能的情况下，解决对满电针刺、挤压、热滥用等安全阻燃问题。

技术领域

本发明涉及一种电子离子阻断阻燃防爆电池，属于锂电池技术领域。

背景技术

目前，锂电池的安全性一直是一个焦点问题。 以18650圆柱型锂离子电池为例，一般是由正极片、负极片、隔膜、电解液（或固态电解质）、外壳组成。 外壳由圆柱型的壳体组成。锂电池的装配方式一般是用先把正负极极片做成卷芯，再把卷芯放入到电池壳内。方形卷芯放入方形电池壳内部，软包率塑料膜卷芯放入铝塑膜内部，圆柱卷芯放入圆柱钢壳内部，以圆柱18650电池为例，锂电池正负极极片和隔膜卷绕而成的圆柱型卷芯，是放入钢壳圆柱电池壳内，然后通过注液、封口等完成电池。现在对锂电池安全性的要求越来越高，特别是以满电针刺、挤压和热滥用所带表的安全性要求，越来越高。现在很多研究工作都在设法提高锂电池的安全性，一个重要的办法就是加入阻燃剂。有的研究工作是加入阻燃剂到电解液中，比如把常见的TPP， TMP阻燃剂加到电解液中，但这样的添加方法添加量很少，只能多大小于10%，否则严重影响锂电池的容量、倍率、循环等电性能。有的研究工作，把阻燃剂加入到正极极片中，或负极极片中，这样的方法也添加量极少，否则严重影响锂电池的电性能。有的研究为了能多添加阻燃剂，把阻燃剂做做成核壳结构的颗粒，或核壳结构的纤维，核壳结构核和纤维外面包覆的材料在温度低的时候把阻燃剂包裹在内，在发生燃烧时，温度升高，将包覆的外壳融化，阻燃剂进入到电池内来阻燃，这种方法的缺点是核壳结构中包覆的阻燃剂数量有限，但这些核壳结构的颗粒带来的比表面积很大，占用的体积很大，不管是掺入电解液中，还是掺杂到极片中，都会占用大量的极片的体积，减少了活性物资的比例，而且影响电池的制浆和极片强度等，所以使用量很少，难以在不影响电池电性能时，通过锂电池的安全性，特别是对安全性挑战很高的圆柱电池，上述方法都不能在不影响电池电性能的情况下，是高镍三元电池通过满电针刺。 虽然20年来，偶尔有研究报道，把锂电池阻燃剂应用的电芯中，特别是2017年以来，有报道用核壳结构或纤维结构包覆阻燃剂，试图用到锂电池中去，但到现在为止，都没有出现在工业界有影响的量产产品中，用上述方法，解决锂电池满电针刺、挤压热滥用等场景的安全性问题。以安全性挑战较高的钢壳18650高镍电池为例，无论是国内的公司，还是日韩的公司，都解决不了高比能量电池，在不影响电性能的情况下通过加阻燃剂解决安全性的问题。 那么，有没有对电池的容量、循环、倍率、高低温等电性能影响最小，又能通过阻燃剂解决安全性问题的方法，本发明解决了这个问题。

发明内容

本发明要用创新的使用阻燃剂，在不影响锂电池的容量、倍率、循环性能、温度适应性性能的情况下，解决锂离子电池的满电针刺、挤压及热滥用等安全阻燃问题。解决的技术问题和方法是克服现有的缺陷，不是阻燃剂用到影响电池电性能的正极片、负极片、隔膜、电解液等内部，而是创新的把阻燃剂用到锂电池卷绕好的卷芯的外面的固定胶或固定胶带上，彻底在不影响锂电池电性能的情况下，解决对满电针刺、挤压、热滥用等安全阻燃问题。

为了解决上述技术问题，本发明发明了用把现有的卷芯固定胶带内做成三明治结构，中间夹层添加助燃剂层，这个创新可以不影响电池内部的电性能的情况下，较好的解决锂电池的安全性问题， 在锂电池遇到针刺、挤压、热滥用等情况时，用阻燃剂能够从卷芯的三明治结构的夹层中流出的技术方案，解决本文所提到的安全问题。