电池的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池。


背景技术：

2.随着锂离子电池的不断发展，对于锂离子电池的安全性提出了更高的要求。随着电池温度的不断升高，电池会不断产生气体，同时隔膜发生热缩，导致内部短路，造成热失控引发电池起火。
3.目前，电池的极耳上通常贴设有熔点较低的极耳胶。在电池温度升高的过程中，由于极耳胶的熔点较低会先发生熔融，在电池内部气体压力的冲击下，极耳胶的位置可以发生泄压，对电池进行散热，提升电池的炉温通过能力。但是，电池温度升高至极耳胶的熔点的速度较慢，导致电池的散热效率较低。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种电池，以解决电池温度升高至极耳胶的熔点的速度较慢，导致电池的散热效率较低的问题。
5.本发明实施例提供了一种电池，包括：封装膜、电芯本体和第一切换元件，所述电芯本体上设有正极耳和负极耳，所述第一切换元件分别与所述负极耳和所述封装膜连接；
6.在所述第一切换元件的温度大于或等于阈值的情况下，所述第一切换元件处于第一状态，所述负极耳通过所述第一切换元件与所述封装膜导电连接；在所述第一切换元件处于所述第一状态且所述正极耳与所述封装膜导电连接的情况下，所述负极耳和所述正极耳通过所述第一切换元件和所述封装膜形成短路。
7.可选地，所述电池还包括第二切换元件，所述第二切换元件分别与所述正极耳和所述封装膜连接，在所述第二切换元件的温度大于或等于所述阈值的情况下，所述第二切换元件处于第三状态，所述正极耳通过所述第二切换元件与所述封装膜导电连接。
8.可选地，所述正极耳与所述封装膜导电焊接固定。
9.可选地，所述封装膜包括依次层叠设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层靠近所述电芯本体设置，所述第二层具有导电能力；
10.所述负极耳包括第一金属片和第一极耳胶，所述第一金属片通过所述第一切换元件与所述第二层连接，所述第一极耳胶包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述第一金属片粘接固定，所述第二侧面与所述第一层粘接固定。
11.可选地，所述正极耳包括第二金属片和第二极耳胶，所述第二金属片通过所述第二切换元件与所述第二层连接，所述第二极耳胶包括相背设置的第三侧面和第四侧面，所述第三侧面与所述第二金属片粘接固定，所述第四侧面与所述第一层粘接固定。
12.可选地，所述第一切换元件或所述第二切换元件为目标切换元件，所述目标切换元件包括：
13.弹性件，在所述弹性件的温度大于或等于所述阈值的情况下，所述弹性件处于第
一形变状态，所述目标切换元件处于所述第一状态或所述第三状态。
14.可选地，所述弹性件包括层叠设置的第一弹簧面和第二弹簧面，所述第一弹簧面的热膨胀系数大于所述第二弹簧面的热膨胀系数。
15.可选地，所述第一弹簧面的热膨胀系数大于第一预设值，所述第二弹簧面的热膨胀系数小于第二预设值。
16.可选地，所述第一弹簧面包括第一合金材料，和/或，所述第一合金材料由镍、铬和铁制成，和/或，所述第二弹簧面包括第二合金材料，所述第二合金材料由镍和铁制成。
17.可选地，所述阈值大于或等于80℃。
18.可选地，在所述第一切换元件的温度小于所述阈值的情况下，所述第一切换元件处于第二状态，所述负极耳与所述封装膜之间绝缘。
19.可选地，在所述第二切换元件的温度小于所述阈值的情况下，所述第二切换元件处于第四状态，所述正极耳与所述封装膜之间绝缘。
20.在本技术实施例中，电池包括封装膜、电芯本体和第一切换元件，通过第一切换元件在不同温度下的状态，控制负极耳与封装膜之间的导通情况，从而使得在电池的温度升高，使得第一切换元件的温度大于或等于阈值的情况下，正极耳和负极耳通过第一切换元件和封装膜形成短路，快速提高正极耳和负极耳的温度以达到正极耳和负极耳上极耳胶的熔点，使得极耳胶处形成开口进行泄压，以对电池进行散热，提高电池的散热效率。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
22.图1是本发明实施例提供的电池的结构示意图之一；
23.图2是本发明实施例提供的电池的结构示意图之二；
24.图3是本发明实施例提供的目标切换元件的剖面结构示意图之一；
25.图4是本发明实施例提供的目标切换元件的剖面结构示意图之二；
26.图5是本发明实施例提供的弹性件的结构示意图。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
29.如图1和图2所示，本发明实施例提供了一种电池，包括：封装膜10、电芯本体和第一切换元件40，所述电芯本体上设有正极耳30和负极耳20，所述第一切换元件40分别与所述负极耳20和所述封装膜10连接；
30.在所述第一切换元件40的温度大于或等于阈值的情况下，所述第一切换元件40处于第一状态，所述负极耳20通过所述第一切换元件40与所述封装膜10导电连接；在所述第一切换元件40处于所述第一状态且所述正极耳30与所述封装膜10导电连接的情况下，所述负极耳20和所述正极耳30通过所述第一切换元件40和所述封装膜10形成短路。
31.第一切换元件40用于控制在不同温度下，负极耳20与封装膜10之间的导电情况(导通情况)。在第一切换元件40的温度大于或等于阈值的情况下，第一切换元件40处于第一状态，负极耳20通过第一切换元件40与封装膜10导电连接(导通)，正极耳30与封装膜10导电连接(导通)，因此，正极耳30与负极耳20通过第一切换元件40和封装膜10形成短路，从而使得正极耳30和负极耳20的温度快速升高。
32.可选地，在所述第一切换元件40的温度小于所述阈值的情况下，所述第一切换元件40处于第二状态，所述负极耳20与所述封装膜10之间绝缘，从而保证电池的正常使用。
33.在第一切换元件40的温度小于阈值的情况下，第一切换元件40处于第二状态，负极耳20和封装膜10之间绝缘(不导通)，因此正极耳30和负极耳20之间无法形成短路，在这种情况下，正极耳30和封装膜10之间可以为导电连接也可以相互绝缘(不导通)。
34.在本技术实施例中，电池包括封装膜10、电芯本体和第一切换元件40，通过第一切换元件40在不同温度下的状态，控制负极耳20与封装膜10之间的导通情况，从而使得在电池的温度升高，使得第一切换元件40的温度大于或等于阈值的情况下，正极耳30和负极耳20通过第一切换元件40和封装膜10形成短路，快速提高正极耳30和负极耳20的温度以达到正极耳30和负极耳20上极耳胶的熔点，使得极耳胶处形成开口进行泄压，以对电池进行散热，提高电池的散热效率。
35.可选地，在一些实施例中，所述电池还包括第二切换元件50，所述第二切换元件50分别与所述正极耳30和所述封装膜10连接，在所述第二切换元件50的温度大于或等于所述阈值的情况下，所述第二切换元件50处于第三状态，所述正极耳30通过所述第二切换元件50与所述封装膜10导电连接。
36.可选地，在所述第二切换元件50的温度小于所述阈值的情况下，所述第二切换元件50处于第四状态，所述正极耳30与所述封装膜10之间绝缘，从而保证电池的正常使用。
37.如图1和图2所示，在本实施例中，电池还包括第二切换元件50，第二切换元件50用于控制在不同温度下正极耳30与封装膜10之间的导电情况。在本实施例中，第二切换元件50的阈值与第一切换元件40的阈值相同。
38.在在第一切换元件40和第二切换元件50的温度均大于或等于阈值的情况下，此时负极耳20与封装膜10导电连接，正极耳30与封装膜10导电连接，正极耳30和负极耳20之间通过第一切换元件40、第二切换元件50和封装膜10形成短路。
39.在第一切换元件40的温度和第二切换元件50的温度均小于阈值的情况下，此时负极耳20与封装膜10之间绝缘，正极耳30与封装膜10之间绝缘，从而正极耳30和负极耳20之间绝缘。
40.当然，在具体实现时，第一切换元件40的阈值和第二切换元件50的阈值可以不同。
在这种情况下，当第一切换元件40的温度大于或等于其对应的阈值，且第二切换元件50的温度大于或等于其对应的阈值的情况下，正极耳30和负极耳20之间形成短路。
41.需要说明的是，电池作为一个整体，在具体使用中，电池的温度、第一切换元件40的温度和第一切换元件40的温度之间的差值通常较小。
42.应理解的是，阈值的具体取值范围在此不做限定。可选地，在一些实施例中，阈值大于或等于80℃。在另一些实施例中，阈值大于或等于0℃。
43.应理解的是，封装膜10的具体结构在此不做限定。在本实施例中，封装膜10为具备导电能力的任意部件。示例性地，在一些实施例中，封装膜10为金属片，在另一些实施例中，封装膜10为封装膜10包括的具体导电能力的部件。
44.可选地，在一些实施例中，所述正极耳30与所述封装膜10导电焊接固定。
45.在本实施例中，正极耳30与封装膜10一直保持导电连接的状态。在封装膜10为封装膜10的情况下，通过上述设置可以使得封装膜10一直处于高电位。在这种情况下，仅通过第一切换元件40控制负极耳20与封装膜10之间的导电情况来控制正极耳30与负极耳20之间的导电情况。
46.应理解，第一金属片与封装膜10导电连接即为负极耳20与封装膜10导电连接，第一金属片与封装膜10之间绝缘即为负极耳20与封装膜10之间绝缘。同理，第二金属片与封装膜10导电连接即为正极耳30与封装膜10导电连接，第二金属片与封装膜10之间绝缘即为正极耳30与封装膜10之间绝缘。
47.可选地，如图1所示，在一些实施例中，所述封装膜10包括依次层叠设置的第一层、第二层和第三层，所述第一层靠近所述电芯本体设置，所述第二层具有导电能力；
48.所述负极耳20包括第一金属片和第一极耳胶，所述第一金属片通过所述第一切换元件40与所述第二层连接，所述第一极耳胶包括相背设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述第一金属片粘接固定，所述第二侧面与所述第一层粘接固定。
49.可选地，在一些实施例中，所述正极耳30包括第二金属片和第二极耳胶，所述第二金属片通过所述第二切换元件50与所述第二层连接，所述第二极耳胶包括相背设置的第三侧面和第四侧面，所述第三侧面与所述第二金属片粘接固定，所述第四侧面与所述第一层粘接固定。
50.在一些实施例中，封装膜10的第一层为胶层，封装膜10的第二层为铝层，封装膜10的第三层为尼龙层。在本实施例中，封装膜10用于封装电芯本体，第一极耳胶的第二侧面以及第二极耳胶的第四侧面均与封装膜10的第一层粘接固定。
51.由于正极耳30和负极耳20的温度快速升高，负极耳20的第一绝缘胶在高温的作用下快速熔融，同理，正极耳30的第二极耳胶在高温的作用下快速熔融，正极耳30和负极耳20之间短路产生的热量会让封装膜10的第一层也快速熔融，在电池内部气体压力的冲击下，第一极耳胶和第二极耳胶与第一层连接的位置发生泄压，提高电池的散热能和炉温测试通过概率。
52.在一些实施例中，所述第二层为导电材料，所述第一切换元件40的一端与所述第一金属片连接，另一端与所述第二层连接，所述第二切换元件50的一端与所述第二金属片连接，另一端与所述第二层连接。
53.在本技术实施例中，封装膜10为封装膜10，封装膜10的第二层为导电材料，在第一
切换元件40和第二切换元件50的温度大于或等于阈值的情况下，负极耳20通过第一切换元件40与封装膜10的第二层导电连接，正极耳30通过第二切换元件50与封装膜10的第二层导电连接，正极耳30和负极耳20通过封装膜10的第二层形成短路。
54.在一些实施例中，所述第二层为导电材料，所述第一切换元件40的一端与所述第一金属片连接，另一端与所述第二层连接，所述第二金属片与所述第二层导电焊接固定。
55.在本技术实施例中，封装膜10的第二层为导电材料，在第一切换元件40的温度大于或等于阈值的情况下，负极耳20通过第一切换元件40与封装膜10的第二层导电连接，在第二切换元件50的温度大于或等于阈值的情况下，正极耳30与封装膜10的第二层导电连接，正极耳30和负极耳20通过封装膜10的第二层形成短路。
56.在本技术实施例中，由于封装膜10的第二层面积较大且导电性能较好，通过上述设置可以进一步地提高电池温度上升的速度，使得电池的温度更快地达到极耳胶和封装膜10的第一层的熔点，加快电池形成开口的速度，提高电池的散热能力。
57.可选地，如图3和图4所示，所述第一切换元件40或所述第二切换元件50为目标切换元件，所述目标切换元件包括：
58.弹性件601，在所述弹性件601的温度大于或等于所述阈值的情况下，所述弹性件601处于第一形变状态，所述目标切换元件处于所述第一状态或所述第三状态。
59.在一些实施例中，目标切换元件还包括：
60.第一导电连接件602，所述第一导电连接件602用于与目标金属片连接，所述目标金属片为所述第一金属片或所述第二金属片；
61.第二导电连接件603，所述第二导电连接件603用于与所述第二层连接。
62.应理解的是，在所述弹性件601的温度大于或等于所述阈值的情况下，所述弹性件601处于第一形变状态，所述第二导电连接件603与所述第一导电连接件602接触，所述目标切换元件处于第一状态或第三状态；在所述弹性件601的温度小于所述阈值的情况下，所述弹性件601处于第二形变状态，并推动所述第一导电连接件602朝背离所述第二导电连接件603的方向形变，所述第二导电连接件603与所述第一导电连接件602之间存在间隙，所述目标切换元件处于第二状态或第四状态。
63.第一导电连接件602和第二导电连接件603的具体结构在此不做限定。示例性地，在一些实施例中，第一导电连接件602和第二导电连接件603均为具有导电能力的金属片。
64.在目标切换元件为第一切换元件40的情况下，目标金属片为第一金属片，在弹性件601的温度大于或等于阈值的情况下，目标切换元件处于第一状态，在弹性件601的温度小于阈值的情况下，目标切换元件处于第二状态。
65.在目标切换元件为第二切换元件50的情况下，目标金属片为第二金属片，在弹性件601的温度大于或等于阈值的情况下，目标切换元件处于第三状态，在弹性件601的温度小于阈值的情况下，目标切换元件处于第四状态。
66.为了方便理解，下面将以目标金属片为第一金属片为例进行说明。请参见图3，在弹性件601的温度大于或等于阈值的情况下，弹性件601处于第一形变状态，此时第二导电连接件603和第一导电连接件602接触，第一金属片通过第一导电连接件602、第二导电连接件603与第二层导电连接。
67.请参见图4，在弹性件601的温度小于阈值的情况下，弹性件601处于第二形变状
态，此时第二导电连接件603和第一导电连接件602之间存在间隙，第二导电连接件603和第一导电连接件602之间不导通。
68.可选地，在一些实施例中，如图5所示，所述弹性件601包括层叠设置的第一弹簧面6011和第二弹簧面6012，所述第一弹簧面6011的热膨胀系数大于所述第二弹簧面6012的热膨胀系数。
69.可选地，在一些实施例中，所述第一弹簧面6011的热膨胀系数大于第一预设值，所述第二弹簧面6012的热膨胀系数小于第二预设值。在具体实现时，第一预设值和第二预设值的具体取值在此不做限定。在具体实现时，根据弹性件601的材料不同，第一预设值和第二预设值也不同。
70.可选地，所述第一弹簧面6011包括第一合金材料，和/或，所述第一合金材料由镍(nickel，ni)、铬(chromium，cr)和铁(ferrum，fe)制成，和/或，所述第二弹簧面6012包括第二合金材料，所述第二合金材料由镍和铁制成。
71.在一些实施例中，第一弹簧面6011的材料为ni-cr-fe合金，第二弹簧面6012的材料为ni-fe合金，由于ni-cr-fe合金的热膨胀系数高，ni-fe合金的热膨胀系数低，因此，弹性件601在温度不同的情况下可以处于不同的形变状态。
72.如图4所示，在一些实施例中，所述目标切换元件还包括外壳604，所述外壳604设有容置腔6041，所述弹性件601位于所述容置腔6041内；
73.所述第一导电连接件602包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述容置腔6041内，所述第二部分位于所述容置腔6041外，用于与所述目标金属片连接；
74.所述第二导电连接件603包括第三部分和第四部分，所述第三部分位于所述容置腔6041内，且所述第三部分可在所述弹性件601的作用下形变，所述第四部分位于所述容置腔6041外，用于与所述第二层连接。
75.为了方便理解，下面将以一个具体的实施例为例进行说明。请参见图1，电池包括第一切换元件40和第二切换元件50，第一切换元件40和第二切换元件50的结构相同，均为目标切换元件。预先制备得到电芯本体、封装膜10和两个目标切换元件。
76.使用封装膜10对电芯本体进行封装，其中，封装膜10包括依次层叠设置的第一层、第二层和第三层，第一层为胶层，第二层为铝层，第三层为尼龙层。
77.使用激光烧蚀的方法将正极耳30和负极耳20处的封装膜10表面的尼龙层烧蚀掉，直至裸露出铝层。将一个目标切换元件两端分别焊接在负极耳20的金属片与烧蚀的铝层上，同时将另一个目标切换元件的两端分别焊接在正极耳30的金属片与烧蚀的铝层上。需要说明的是，在本实施例中，不局限于直观上的焊接，也可通过其他复杂的电路实现金属片、目标切换元件和封装膜10的铝层之间的电路连接。
78.在常温(温度低于阈值)的状态下，目标切换元件的第二导电连接件603与第一导电连接件602之间存在间隙，负极耳20与铝层之间不导通，正极耳30与铝层之间不导通。
79.对电池进行炉温测试，此时电池的温度不断升高，电池会不断产生气体，同时隔膜发生热缩。在目标切换元件的温度大于或等于阈值的情况下，目标切换元件的第二导电连接件603与第一导电连接件602接触，此时负极耳20与铝层之间导通，正极耳30与铝层之间导通，正极耳30和负极耳20通过铝层形成短路，使得正极耳30和负极耳20的温度快速升高至极耳胶和封装膜10的胶层的熔点，提高了极耳胶和胶层的融化速度，降低了电池的开口，
使得电池的荷电状态(state of charge，soc)快速下降，电池的热稳定性提升，电池的散热效率提高。
80.需要说明的是，由于焊接点位于电池外部的封装膜10上，焊接点处的温度升高速度更快，从而可以进一步地提高极耳胶和胶层的熔化速度，同时进一步地提高电池的散热效率。
81.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。