[发明专利]一种动力电池极片的设计方法

说明书

本发明揭示了一种动力电池极片的设计方法：步骤1、确定电池芯的结构；步骤2、确定电池芯设计的能量密度、容量、尺寸；步骤3、采用相同的能量密度和层数，裁切不同容量和尺寸的极片，进行热失控引发试验，得出全部引发试验都能不起火的最大容量和尺寸；步骤4、在实际需要设计的电池中，将电池极片进行分区，每个分区不大于步骤3中测出的最大尺寸；步骤5、将电池极片进行分区切缝；步骤6、将一个电芯所有的电池极片进行相同的切缝，并在叠片时将所有的缝隙对齐。本发明电芯极片设计方法简单，成本低易于实现，能够有效降低电池芯起火的概率，可以支持电芯提高能量密度和加大容量。

技术领域

本发明涉及锂电池领域。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高的优势，在移动设备供电中占据了主流地位，包括消费电子产品、电动汽车和航空航天设备。

作为电动汽车主要的能量供给来源，近年来锂离子动力电池热失控发生起火、爆炸的事故时有发生。动力电池的热失控，即电池在一定温度下，内部化学能迅速转化为热能。锂离子电池发生热失控的引发因素可能是热滥用、机械滥用、电滥用等引致的内部短路。无论是锂离子电池自身发生的自燃还是受热引起的引燃，对锂离子电池仓库和动力电池系统来说，动力电池起火爆炸不仅妨碍了电动汽车的大规模发展进程，也给消费者的生命财产带去了严重的威胁。

降低锂离子电池热失控引起的危险和损失，从材料技术、电芯设计技术、电芯组成模块的技术、电池管理技术、电池灭火技术等多方面都有很多工作。保险丝及过流熔断技术在锂离子电池安全中有广泛的应用，包括电池系统的总输出保险丝，串接在电池模块间的保险管，每个电芯连接到汇流排的电连接通路，极片跟极耳的连接。现有技术没有考虑到随着电池芯的容量越来越大，一旦发生内短路，通过短路点的电能越来越多，要避免热失控发生起火爆炸就越来越困难。

发明内容

本发明针对现有技术只考虑电芯作为整体连接保险丝，对于高能量密度电池芯和大容量电池芯作用很有限的缺陷，实现一种电芯极片设计方法，以降低高能量密度锂离子电池和大容量动力电池发生热失控的概率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种动力电池极片的设计方法：

步骤1、确定电池芯的结构；

步骤2、确定电池芯设计的能量密度、容量、尺寸；

步骤3、采用相同的能量密度和层数，裁切不同容量和尺寸的极片，进行热失控引发试验，得出全部引发试验都能不起火的最大容量和尺寸；

步骤4、在实际需要设计的电池中，将电池极片进行分区，每个分区不大于步骤3中测出的最大尺寸；

步骤5、将电池极片进行分区切缝；

步骤6、将一个电芯所有的电池极片进行相同的切缝，并在叠片时将所有的缝隙对齐。

所述步骤1中电池芯的结构采用叠片式结构。

所述步骤3中热失控引发试验包括针刺、火烧和/或挤压。

本发明电芯极片设计方法简单，成本低易于实现，能够有效降低电池芯起火的概率，可以支持电芯提高能量密度和加大容量。

附图说明

下面对本发明说明书中附图表达的内容作简要说明：

图1为极片分区示意图。

具体实施方式

降低热失控的动力电池极片设计方法，包括以下步骤：

步骤1、确定电池芯的结构，优选地，采用叠片式结构；

步骤2、确定电池芯设计的能量密度、容量、尺寸；