本技術(shù)涉及電池,特別是涉及一種二次電池及電子設(shè)備。
背景技術(shù):
1、極耳作為二次電池與外部電路電連接的橋梁,其通常采用金屬材料制成,極耳與二次電池內(nèi)部的集流體焊接,可使得極耳與二次電池內(nèi)部的電極組件導(dǎo)通,從而達(dá)到傳輸電流的目的。
2、為便于極耳的焊接,集流體上通常需要設(shè)置雙面空箔區(qū),焊座在一側(cè)空箔區(qū)對(duì)集流體進(jìn)行支撐,焊頭在另一側(cè)空箔區(qū)將極耳與集流體焊接。然而,極耳與集流體空箔區(qū)的焊接,存在焊接毛刺,可能導(dǎo)致毛刺刺穿隔離膜而發(fā)生短路,進(jìn)而導(dǎo)致二次電池發(fā)生熱失控。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)旨在提供一種二次電池及電子設(shè)備,旨在減少二次電池易發(fā)生熱失控的技術(shù)問(wèn)題。
2、第一方面,本技術(shù)提出來(lái)了一種二次電池,包括第一極耳和第一極片,第一極片包括第一集流體和第一活性物質(zhì)層,沿第一極片的厚度方向,第一活性物質(zhì)層疊置于第一集流體的表面。第一集流體包括第一空箔區(qū),第一極耳與第一空箔區(qū)電連接。二次電池還包括第一膠層,沿第一極片的厚度方向,第一膠層粘接于第一極耳與第一空箔區(qū)之間。第一膠層被構(gòu)造為當(dāng)溫度上升至第一閾值時(shí)粘接力降低,使得第一極耳與第一空箔區(qū)至少部分分離。
3、上述技術(shù)方案中,第一極耳通過(guò)第一膠層與第一空箔區(qū)粘接固定,不存在焊接毛刺,不存在焊接毛刺刺穿隔離膜的風(fēng)險(xiǎn),可減少二次電池發(fā)生短路,進(jìn)而減少二次電池發(fā)生熱失控,提高二次電池的安全性能。并且不需要在第一極耳或第一空箔區(qū)設(shè)置保護(hù)膠層以覆蓋毛刺,省去了保護(hù)膠層所占用的空間,可在減少成本的同時(shí)提高二次電池的能量密度。
4、同時(shí),膠粘工藝相對(duì)簡(jiǎn)單,無(wú)需復(fù)雜的焊接設(shè)備和專業(yè)的焊接技術(shù)人員,與傳統(tǒng)的焊接工藝相比,膠粘工藝可以省去焊接過(guò)程中的準(zhǔn)備工作、設(shè)備調(diào)試以及對(duì)焊接質(zhì)量的嚴(yán)格把控等環(huán)節(jié),有利于提高二次電池的生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本。并且,第一膠層能夠有效填充第一極耳與第一空箔區(qū)之間的微小縫隙,可提高第一極耳與第一空箔區(qū)的連接強(qiáng)度。
5、另外,當(dāng)溫度上升至第一閾值時(shí),例如,當(dāng)二次電池發(fā)生短路或處在高溫環(huán)境中時(shí),第一膠層的粘性減弱,使得第一極耳與第一空箔區(qū)至少部分分離,進(jìn)而使得第一極耳與第一集流體的電阻增大,甚至電連接直接斷開,可有效減少熱失控的進(jìn)一步發(fā)展,減少二次電池溫度持續(xù)攀升,從而減少二次電池發(fā)生起火、爆炸等嚴(yán)重安全事故。
6、在一些實(shí)施例中,第一閾值為t,100℃≤t≤150℃,在二次電池正常的工作溫度范圍內(nèi)(通常低于80℃),第一膠層能夠承受一定的溫度變化,能夠保持良好的粘性,使得第一極耳與第一集流體之間形成可靠的連接。當(dāng)二次電池內(nèi)部出現(xiàn)短路等異常情況,導(dǎo)致溫度上升至100℃至150℃時(shí),第一膠層降低粘性,使得第一極耳與第一集流體部分分離,從而增大電阻或切斷短路電流路徑,可有效減少溫度急劇上升,減少熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。
7、在一些實(shí)施例中,第一極耳包括面向第一集流體的第一表面,第一表面凸設(shè)有若干第一凸起部,第一膠層部分嵌入相鄰兩第一凸起部之間??稍龃蟮谝粯O耳與第一膠層的粘接面積,進(jìn)而提高第一極耳與第一集流體之間的連接強(qiáng)度,并可提高第一極耳的強(qiáng)度,減少第一極耳發(fā)生破損撕裂。
8、在一些實(shí)施例中,至少部分第一凸起部與第一空箔區(qū)接觸,可提供一條更加直接的導(dǎo)電通路,相比僅通過(guò)添加導(dǎo)電顆粒傳導(dǎo)電流,在常規(guī)工況下,直接接觸能夠顯著降低第一極耳與第一集流體之間的接觸電阻,有利于提高二次電池的充放電效率。
9、在一些實(shí)施例中,沿第一極耳至第一集流體的方向,第一凸起部在第二方向上的寬度減小設(shè)置。第二方向與第一極耳至第一集流體的方向垂直??墒沟玫谝煌蛊鸩啃纬缮蠈捪抡慕Y(jié)構(gòu),更利于刺穿第一膠層進(jìn)而與第一集流體直接接觸電連接,形成更為穩(wěn)定的金屬-金屬的電連接通道,可有效減少因第一膠層老化、變形等因素導(dǎo)致的電連接不穩(wěn)定問(wèn)題。
10、在一些實(shí)施例中,第一極耳包括面向第一集流體的第一表面,第一表面設(shè)置有若干第一凹陷部,第一膠層部分嵌入第一凹陷部,可增大第一極耳與第一膠層的粘接面積,進(jìn)而提高第一極耳與第一集流體之間的連接強(qiáng)度。
11、在一些實(shí)施例中,第一表面與第一空箔區(qū)接觸,使得第一極耳直接與第一集流體接觸電連接,更利于減少接觸電阻,并且第一凹陷部?jī)?nèi)的第一膠層可直接粘接第一極耳和第一集流體,提高第一極耳與第一集流體之間的連接強(qiáng)度。
12、在一些實(shí)施例中,第一膠層包括若干導(dǎo)電顆粒,導(dǎo)電顆粒包括銀、銅、鎳、鋁、石墨或碳納米管中的至少一種,可實(shí)現(xiàn)第一極耳與第一集流體的電連接,減少第一極耳與第一集流體在正常工況下的電阻。
13、在一些實(shí)施例中,第一膠層包括熱固膠,熱固膠包括環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂或聚氨酯樹脂中的至少一種;或者,第一膠層包括熱熔膠,熱熔膠包括聚烯烴、聚氨酯、聚酰胺或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的至少一種;或者,第一膠層包括金屬粘接劑,金屬粘接劑包括錫、鉛、鋅或鋁中的至少一種。各材料均可在常規(guī)工況下使得第一極耳與第一集流體之間具有較高的連接強(qiáng)度,并且各材料均可在異常高溫下失粘,使得第一極耳與第一集流體至少部分分離,從而增大電阻或切斷短路電流路徑,可有效減少溫度急劇上升,減少熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。
14、在一些實(shí)施例中,沿第一極片的厚度方向,第一膠層的厚度為h,5μm≤h≤10μm,可提供足夠的粘接力,提高第一極耳與第一集流體之間的連接強(qiáng)度,并可便于第一極耳與第一集流體的直接接觸電連接,以及便于使得第一極耳與第一集流體在異常情況下的及時(shí)分離,提高二次電池的安全性能。
15、在一些實(shí)施例中,第一活性物質(zhì)層設(shè)置有第一凹槽,第一集流體在第一凹槽形成第一空箔區(qū)。第一極片還包括第二活性物質(zhì)層,第二活性物質(zhì)層疊置于第一集流體的背離第一活性物質(zhì)層的表面。沿第一極片的厚度方向,第一凹槽位于第二活性物質(zhì)層的投影內(nèi)。因第一極耳與第一集流體通過(guò)第一膠層粘接,無(wú)需焊頭和焊座,也即無(wú)需在第二活性物質(zhì)層開設(shè)凹槽放置焊座,使得第二活性物質(zhì)層的結(jié)構(gòu)更為完整,減少因開槽導(dǎo)致的部分第二活性物質(zhì)層掉粉脫落,可使得第二活性物質(zhì)層得以充分利用,提高二次電池的能量密度。
16、在一些實(shí)施例中,二次電池還包括隔離膜和第二極片,沿第一極片的厚度方向,第一極片與第二極片之間設(shè)置有隔離膜。第二活性物質(zhì)層包括第一區(qū)域,沿第一極片的厚度方向,第一區(qū)域的投影與第一凹槽重合,并且第一區(qū)域背離第一集流體的表面至少部分與隔離膜接觸。第二活性物質(zhì)層的第一區(qū)域不僅無(wú)需對(duì)應(yīng)設(shè)置凹槽,也無(wú)需設(shè)置保護(hù)膠層覆蓋毛刺,因此,第二活性物質(zhì)層的第一區(qū)域可直接與隔離膜接觸,也即第一區(qū)域可參與電化學(xué)反應(yīng),進(jìn)而提高二次電池的能量密度。
17、在一些實(shí)施例中,二次電池還包括隔離膜和第二極片,沿第一極片的厚度方向,第一極片與第二極片之間設(shè)置有隔離膜,第一極片為正極極片,第二極片為負(fù)極極片。第二極片包括第二集流體和第三活性物質(zhì)層,第三活性物質(zhì)層疊置于第二集流體的面向第一活性物質(zhì)層的表面。第三活性物質(zhì)層包括第二區(qū)域,沿第一極片的厚度方向,第二區(qū)域的投影與第一凹槽重合,并且第二區(qū)域面向第一凹槽的表面至少部分與隔離膜接觸。第三活性物質(zhì)層的第二區(qū)域也無(wú)需設(shè)置保護(hù)膠層,可使得第二區(qū)域正常參與電化學(xué)反應(yīng),提高二次電池的能量密度。并且,因第二極片為負(fù)極極片,可使得第二極片具有足夠的余量嵌入第一極片脫出的鋰離子,可減少析鋰發(fā)生。
18、在一些實(shí)施例中,二次電池還包括第二極耳和第二膠層。第三活性物質(zhì)層設(shè)置有第二凹槽,第二集流體在第二凹槽形成第二空箔區(qū),第二極耳部分設(shè)置于第二凹槽并與第二空箔區(qū)電連接。沿第二極片的厚度方向,第二膠層粘接于第二極耳與第二空箔區(qū)之間。第二膠層被構(gòu)造為當(dāng)溫度上升至第一閾值時(shí)粘接力降低,使得第二極耳與第二空箔區(qū)至少部分分離。不存在焊接毛刺,可減少二次電池發(fā)生短路,提高二次電池的安全性能。并且不需要在第二極耳或第二空箔區(qū)設(shè)置保護(hù)膠層以覆蓋毛刺,省去了保護(hù)膠層所占用的空間,可在減少成本的同時(shí)提高二次電池的能量密度。
19、另外,當(dāng)溫度上升至第一閾值時(shí),第二膠層的粘性減弱,使得第二極耳與第二空箔區(qū)至少部分分離,進(jìn)而使得第二極耳與第二集流體的電阻增大,甚至電連接直接斷開,可有效減少熱失控的進(jìn)一步發(fā)展,減少二次電池溫度持續(xù)攀升,從而減少二次電池發(fā)生起火、爆炸等嚴(yán)重安全事故。
20、在一些實(shí)施例中,第一膠層的熱膨脹系數(shù)為50ppm至5000ppm。第一膠層的熱膨脹系數(shù)大于50ppm,能夠使第一膠層在高溫下發(fā)生熱膨脹,使得粘結(jié)力下降的同時(shí),能夠頂開電接觸點(diǎn)位,使得第一極耳與第一集流體發(fā)生斷路。熱膨脹系數(shù)大于5000ppm時(shí),制造難度較大。
21、第二方面,本技術(shù)還提出了一種電子設(shè)備,包括如上述第一方面任一實(shí)施例的二次電池。
22、本技術(shù)實(shí)施例的額外層面及優(yōu)點(diǎn)將部分地在后續(xù)說(shuō)明中描述、顯示、或是經(jīng)由本技術(shù)實(shí)施例的實(shí)施而闡釋