[发明专利]本质安全储能方形铝壳电芯、锂离子电池和储能设备

说明书

本申请提供一种本质安全储能方形铝壳电芯、锂离子电池和储能设备，涉及锂离子电池领域。本质安全储能方形铝壳电芯，包括正极、负极、隔膜、包覆膜和铝壳，所述正极、所述负极和所述隔膜组成卷芯，包覆有所述包覆膜的所述卷芯设置在所述铝壳内；所述隔膜为聚芳醚砜隔膜，所述包覆膜为高阻燃热塑性复合材料的Mylar膜；所述本质安全储能方形铝壳电芯使用的电解质为凝胶聚合物电解质。锂离子电池，包括所述的本质安全储能方形铝壳电芯。储能设备，包括所述的锂离子电池。本申请提供的本质安全储能方形铝壳电芯，安全性好。

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种本质安全储能方形铝壳电芯、锂离子电池和储能设备。

背景技术

近年来，储能技术作为附属产业也得以蓬勃发展。锂离子电池因能量密度高、寿命长和无污染等性能，成为大规模电力储能的首选储存载体之一。目前，商业使用的锂离子电池含有可燃性液态有机电解质，其存在漏液、腐蚀电极、热稳定性差等缺点易引发起火爆炸等安全问题。

此外，锂离子电池在过充时会产生大量的热，使电池内部温度持续升高，隔膜受热收缩会导致电池正、负极直接接触，进而发生短路，造成严重的火灾或爆炸事故。

方形铝壳电芯是一种运用广泛的电芯，其安全性受到多种因素的影响。

因此，研发一种安全性高的方形铝壳电芯及使用其的锂离子电池和储能设备，成为亟待解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种本质安全储能方形铝壳电芯、锂离子电池和储能设备，以解决上述问题。

为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

一种本质安全储能方形铝壳电芯，包括正极、负极、隔膜、包覆膜和铝壳，所述正极、所述负极和所述隔膜组成卷芯，包覆有所述包覆膜的所述卷芯设置在所述铝壳内；

所述隔膜为聚芳醚砜隔膜，所述包覆膜为高阻燃热塑性复合材料的Mylar膜；

所述本质安全储能方形铝壳电芯使用的电解质为凝胶聚合物电解质。

优选地，所述凝胶聚合物电解质由包括六氟磷酸锂和PVDF-HFP-PEGMA聚合物基体在内的原料混合得到；

优选地，所述PVDF-HFP-PEGMA聚合物基体占所述原料总质量的8％-15％。

优选地，所述正极使用的浆料中，正极主材为磷酸铁锂，导电剂为SP、碳纳米管和石墨烯中的一种或多种，粘结剂为PVDF、CMC和SBR中的一种或多种，溶剂为NMP，分散剂为YTF003；

优选地，所述导电剂为SP、碳纳米管和石墨烯的混合物；

优选地，所述SP、所述碳纳米管和所述石墨烯的质量比为(0.55％-0.65％)：(6.8％-7.8％)：(0.005％-0.01％)。

优选地，所述磷酸铁锂满足以下条件：

D10：0.352-0.598μm、D50：0.912-1.96μm、D90：2.68-5.59μm和D100：6.10-10.84μm；比表面积为：10.18-13.93m²/g。

优选地，所述负极使用的浆料中，负极主材为天然石墨和/或人造石墨；导电剂为SP和/或碳纳米管；粘结剂为PVDF、CMC、SBR中的一种或多种；溶剂为去离子水和/或NMP。

优选地，所述负极主材满足以下条件：

D10：5.12-6.79μm、D50：13.1-15.7μm、D90：21.1-31.5μm和D100：33.1-46.2μm；比表面积为：1.1-1.64m²/g。