[发明专利]单体电池、电池模组和电子设备

说明书

本申请实施例提供了一种单体电池，其壳体外表面设置有阻燃涂层，阻燃涂层包括粘结剂和阻燃剂，粘结剂为无机材料，粘结剂包括至少一种水合固化物，水合固化物具有至少一个吸热峰，水合固化物中的阳离子包括Ca、Mg、Al、Fe、Ba、Sr、La中的至少一种，水合固化物中的阴离子包括硫酸根、碳酸根、亚硫酸根或磷酸根。通过选用特定的水合固化物作粘结剂，避免了采用有机粘结剂所带来的高热放热及易燃问题，且粘结剂具有一定阻燃功能，可提升阻燃涂层的阻燃效果，使得该单体电池的安全性能较高。本申请还提供了在单体电池上形成阻燃涂层的方法、电池模组和电子设备。

技术领域

本申请实施例涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种单体电池、电池模组和电子设备。

背景技术

二次电池已经在消费类电子产品(如手机、平板电脑)及电动汽车等领域得到广泛应用，但二次电池在持续过充、受外力破坏(如穿刺、碰撞)等情况下易引发电池内部短路，进而发生热失控。因此，降低二次电池的热失控风险对推动其进一步广泛应用尤为重要。

目前，业界通常是将含阻燃材料和粘结剂的阻燃涂层设置在电池壳体表面，以在电池发生热失控时起到阻燃效果，并防止波及邻近电池。然而，阻燃涂层中的粘结剂一般为有机高分子材料，在高温下通常会产生放热反应，并具有易燃性，这使得以有机高分子材料作粘结剂的阻燃涂层变得不安全。此外，当阻燃涂层的厚度较厚时，需要用到更多的高分子粘结剂来维持阻燃涂层的粘接性，这间接上降低了阻燃材料的用量，弱化了阻燃涂层的效果。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供一种带阻燃涂层的单体电池、电池模组，通过采用具有吸热效应的无机水合固化物作粘结剂，可使该阻燃涂层的阻燃效果和安全性明显提升。

本申请实施例第一方面提供一种单体电池，所述单体电池的壳体外表面设置有阻燃涂层，所述阻燃涂层包括粘结剂和阻燃剂，其中，所述粘结剂为无机材料，所述粘结剂包括至少一种水合固化物，所述水合固化物具有至少一个吸热峰，所述水合固化物中的阳离子包括Ca、Mg、Al、Fe、Ba、Sr、La中的至少一种，所述水合固化物中的阴离子包括硫酸根、碳酸根、亚硫酸根或磷酸根。

本申请实施例提供的单体电池的壳体表面设有阻燃涂层，该阻燃涂层中的粘结剂不为有机材料，避免了采用具有一定可燃性及高温下具有放热效应的有机粘结剂所带来的安全风险，该阻燃涂层中的粘结剂包括至少一种水合固化物，含有其的阻燃涂层的内聚力较强，不易脱落，且该水合固化物不易燃烧，并具有吸热效应，这使得该阻燃涂层中的上述两类组分均具有阻燃功能，该阻燃涂层的阻燃效果得到明显提升，特别当阻燃涂层的厚度较厚时，粘结剂用量的增加也不会对该涂层的阻燃效果产生负影响。因此，带有该阻燃涂层的单体电池的安全性能较高。

本申请实施方式中，所述粘结剂通过含无机盐和/或含低结晶水的无机盐的粘结剂原料进行水合固化反应得到。由此可知，阻燃涂层中可无需采用有机粘结剂来维持其在附着基材上的粘接。

本申请一些实施方式中，所述粘结剂包括硫酸钙二水合物、掺杂有Ba、Al、Fe、Zn、Mn、Ni、Ti中至少一种元素的硫酸钙的二水合物、或氧化镁-硫酸镁-水的凝胶水合物。在通过水合固化反应形成这些水合物的过程中，其对将阻燃材料的固定效果较好，使得阻燃涂层在基材上的附着强度高。

本申请实施方式中，所述阻燃涂层中，所述阻燃剂的质量是所述粘结剂质量的1-9倍。此时粘结剂的用量较大，阻燃涂层的粘结力大，且由于粘结剂具有一定阻燃效果，并不会明显降低阻燃涂层的阻燃效果。

本申请一些实施方式中，所述阻燃涂层中，所述粘结剂的质量占比为10％-50％，所述阻燃剂的质量占比为50％-90％。

本申请实施方式中，所述阻燃剂包括无机吸热材料，所述无机吸热材料具有至少一个吸热峰，所述无机吸热材料开始吸热反应的起始温度大于或者等于50℃。

本申请一些实施方式中，所述无机吸热材料具有多个吸热峰，所述无机吸热材料包括以下任意一种选择：