【

具体实施方式

】

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本说明书中，所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方，所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动，所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸，在本申请实施例中不作限制。

请先一并参阅图1至图3，其分别示出了本申请其中一实施例提供的锂离子电芯1的示意图、该锂离子电芯1隐藏壳体后沿A-A线的剖切示意图，以及电极组件200局部的构造示意图，该锂离子电芯1包括壳体100、电极组件200以及电解液(图中未示出)。其中，电极组件200及电解液均收容于壳体100内，以下依次对壳体100及电极组件200的具体结构作出说明。

对于上述壳体100，请具体参阅图1，壳体100整体呈扁平的长方体状，其内部设有收容腔(图中未示出)，该收容腔用以收容上述电极组件200以及电解液。本实施例中，锂离子电芯1为软包电芯，壳体100为铝塑膜；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，锂离子电芯1还可以是硬壳电芯，相应地，壳体100为金属壳。

对于上述电极组件200，请具体参阅图2与图3，该电极组件200包括第一极片210、第二极片220以及隔离膜230。其中，第一极片210与第二极片220的极性相反并间隔设置，两者中的一个为阳极片，另一个为阴极片。隔离膜230设于第一极片210与第二极片220之间以分隔两者。本实施例中，电极组件200为卷绕式结构；具体地，第一极片210、一隔离膜230、第二极片220以及另一隔离膜230层叠设置，并卷绕为截面呈长圆形的柱状结构，以便收容于上述收容腔。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电极组件200还可以是堆叠式结构，在此不对其进行限定。

上述电解液收容在壳体100内，上述电极组件200则浸润于电解液。电解液用于提供锂离子传导的环境，以使锂离子可适时地嵌入第一极片210或第二极片220，从而实现锂离子电芯1的充放电过程。在电芯温度高于设定阈值时，电解液会生成酸性物质，进而使得电解液中存在氢离子。其中，本申请文件中所述的“设定阈值”是指，锂离子电芯温度升高至使电解液恰好生成酸性物质时的温度值，即是说，在温度高于设定阈值时，电解液中已经生成酸性物质；设定阈值是锂离子电芯已经处于非正常工作状态时的温度，其会随着电芯的具体规格、使用场景而有所变化。比如，一些实施例中，该预设阈值可为100℃；在另一些实施例中，该预设阈值可为130℃；在又一些实施例中，该预设阈值可以为150℃。

上述第一极片210与第二极片220为目前领域内的常规结构，在此不对其进行详细说明；接下来对上述隔离膜230的构造作具详细说明。请具体参阅图3，同时结合图2，隔离膜230包括隔离膜基材231和设于隔离膜基材231表面的涂层232，隔离膜230通过该涂层232与相邻的第一极片210或第二极片220粘接固定。

隔离膜基材231呈柔性的条状结构，其是涂层232涂覆的载体。本实施例中，隔离膜基材231包括有机纤维与胶粘剂，胶粘剂用于将有机纤维粘接成一体，从而形成具有众多微孔的隔离膜基材231。可选地，上述有机纤维包括聚丙烯、玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、聚酰胺中的一种或其中两种以上的混合物。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，有机纤维还可以选取其他适合的材料。可选地，胶粘剂包括丙烯酸胶水；当然，在本申请的其他实施例中，胶粘剂亦可以包括其他类型的胶水。隔离膜基材231具有由其长和宽共同限定出的主表面，其两主表面相对设置；其中一主表面面向第一极片210，另一主表面面向第二极片220。

涂层232涂覆于隔离膜基材231的主表面，其被配置为能够与酸性物质发生化学反应。如此，在锂离子电芯1温度高于设定阈值时，涂层232会与电解液生成的酸性物质发生化学反应而被消耗，其本身的强度会降低，进而使其与隔离膜230外部的极片(即上述第一极片210或第二极片220)之间粘结强度随之降低。本实施例中，隔离膜基材231面向第一极片210的一侧的主表面和面向第二极片220的一侧的主表面均设有涂层232，隔离膜230通过涂层232而与相邻的第一极片210、第二极片220粘接固定；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，隔离膜230亦可以仅在隔离膜基材231面向第一极片210的一侧或面向第二极片220的一侧设有上述涂层232。

具体地，请参阅图4与图5，其分别示出了涂层232局部的示意图以及涂层232局部被腐蚀后的示意图，同时结合图1至图3，涂层232包括微基体颗粒2321和粘接剂2322。本实施例中，微基体颗粒2321呈微小的颗粒状，众多的微基体颗粒铺设于隔离膜基材231的表面；该微基体颗粒2321被配置为能够与上述酸性物质发生化学反应，从而在锂离子电芯温度高于设定阈值时被上述酸性物质腐蚀，使得其自身强度降低。可选地，微基体颗粒2321包括碱性物质。进一步可选地，微基体颗粒2321包括碳酸盐。本实施例中，微基体颗粒2321包括碳酸锂。

在锂离子电芯1的温度T失控并上升至高于设定阈值时，该锂离子电芯1会沿其厚度方向发生膨胀，同时在其长度方向和宽度方向发生适应性的收缩，并对层叠的第一极片210、第二极片220以及隔离膜230产生剪切方向的挤压力，该挤压力使得隔离膜230与相邻极片之间产生垂直隔离膜230方向的界面分离力F。与此同时，电解液生成酸性物质，碳酸锂会与上述酸性物质反应并生成锂盐、二氧化碳与水；该化学反应一方面使得微基体颗粒2321因表面受到腐蚀而强度降低，以及微基体颗粒2321与粘接剂2322的接触面积减小，进而使得隔离膜230与极片(上述第一极片210或第二极片220)之间的界面剥离力f显著减小；另一方面二氧化碳会使得壳体100进一步沿其厚度方向膨胀，以及沿长度方向和宽度方向进一步适应性收缩，进而使得上述分离力F进一步增大。上述界面剥离力f与界面分离力F的此消彼长促使隔离膜230与相邻的极片之间更易分离；当该界面剥离力f下降至小于上述分离力F时，隔离膜230将与相邻的极片发生分离，电极组件200整体与电解液的接触面积增大，进而有利于电极组件将热量经由电解液以及壳体100向锂离子电芯1的外界散发。可以理解的是，即使本实施例中微基体颗粒2321是包括上述碳酸锂，但本申请并不局限于此；在本申请的其他实施例中，微基体颗粒2321还可以包括碳酸纳、碳酸氢钠、碳酸钙或碳酸镁等其他碳酸盐，亦或包括上述材料中的至少两种。此外，微基体颗粒2321亦可以包括氢氧化锂和/或氢氧化钠和/或氢氧化钾等强碱性的碱性物质。在一些实施例中，剥离力f与温度T满足以下关系式：当100℃≤T≤130℃时，f＝(62-0.47T)N/m。

一般地，微基体颗粒2321的最大线性尺寸小于5微米(μm)；为使隔离膜230的整体厚度较薄，以确保锂离子电芯1的能量密度尽可能高，微基体颗粒2321的最大线性尺寸优选小于2μm。可选地，微基体颗粒2321的形状呈球状；当然，本申请中微基体颗粒2321的形状实则是多样的，在本申请的其他实施例中，微基体颗粒2321还可以呈椭球状、片状、正方体状或棱台状等其他形状，在此不一一限定。

粘接剂2322设于微基体颗粒2321的表面，以一方面将微基体颗粒2321粘接于隔离膜基材231，从而使微基体颗粒2321与粘接剂2322共同构成上述涂层232，另一方面便于涂层232与相邻的极片(即上述第一极片或第二极片)粘接固定。当然，为避免微基体颗粒2321被粘接剂2322完全包覆，进而对微基体颗粒2321后续与上述酸性物质的反应不能正常进行，微基体颗粒2321被粘接剂2322包覆的面积占微基体颗粒2321表面积的10％～90％。本实施例中，粘接剂2322于微基体颗粒2321表面以颗粒状呈现，每一粘接剂2322表面均附着有多颗颗粒状的粘接剂；较优地，粘接剂2322的颗粒最大直径与微基体颗粒2321的最大直径的比值介于0.1～0.5之间，以保证微基体颗粒2321被粘接剂2322包覆的面积落在上述比值范围内，同时避免微基体颗粒2321完全被图示相对设置的两颗粘接剂颗粒完全浸没。可选地，粘接剂2322包括环氧树脂、聚酯、聚氨酯、聚酯亚胺和聚酰亚胺中的一种或两种以上。

值得一提的是，将涂层232成型于隔离膜基材231表面的方式实则是多样的。例如，在一些实施例中，涂层232的成型过程包括以下步骤：

S11：向隔离膜基材231的表面涂覆底层粘接剂。具体地，可通过涂布或喷涂的方式在隔离膜基材231的表面设置上述粘接剂，以形成底层粘接剂。可选地，该底层粘接剂的厚度约为0.5μm，以在保证较佳粘接强度的情况下尽可能减小涂层232整体的厚度。

S12：将微基体颗粒铺设于底层粘接剂。具体地，可通过喷涂设备向上述底层粘接剂表面喷涂一层微基体颗粒，并保证隔离膜基材231各部位微基体颗粒2321的分布相对均匀；其中，底层粘接剂用于将微基体颗粒2321与隔离膜基材231粘接固定。由于微基体颗粒2321的尺寸对涂层232整体厚度的影响大，故微基体颗粒2321的最大线性尺寸优选小于2μm，从而使微基体颗粒2321层的厚度在2μm左右。当然，在其他的实施例中，亦可以在底层粘接剂上喷涂多层微基体颗粒，在此不作限定。

S13：向微基体颗粒涂覆顶层粘接剂。具体地，可通过涂布或喷涂的方式在微基体颗粒2321的表面设置上述粘接剂，以形成顶层粘接剂。其中，顶层粘接剂用于将微基体颗粒2321与相邻的极片粘接固定。可选地，该顶层粘接剂的厚度约为0.5μm，以在保证较佳粘接强度的情况下尽可能减小涂层232整体的厚度。

又例如，在本申请的另一些实施例中，涂层232的成型过程包括以下步骤：

S21：将微基体颗粒2321与粘接剂2322混合，以形成涂层浆料。具体地，将微基体颗粒2321与粘接剂2322按照设定比例混合，并搅拌以形成涂层浆料。由于粘接剂2322在混合时呈流体状，其在混合的过程中粘附在微基体颗粒2321表面，因此粘接剂2322的用量可相对较少；本实施例中，微基体颗粒2321占涂层232整体的质量百分比大于90％，粘接剂2322占涂层232整体的质量百分比则小于10％。如此，可保证粘结剂2322占比足够的同时，避免粘接剂2322完全覆盖各微基体颗粒2321的表面，导致对后续微基体颗粒2321与电解液中酸性物质的反应造成干扰。

S22：将上述涂层浆料涂覆于隔离膜基材231的表面。

进一步地，为使微基体颗粒2321在搅拌的过程中分布更为均匀，减少局部团聚的现象，涂层232还包括分散剂；该分散剂用于使微基体颗粒2321在粘接剂2322中分布地更均匀。可选地，分散剂包括聚氧乙烯醚、羧甲基纤维素钠、明胶中的至少一种。则上述成型过程包括如下步骤：

S21′：将微基体颗粒2321、粘接剂2322与分散剂混合，以形成涂层浆料。具体地，将微基体颗粒2321、粘接剂2322与分散剂按照设定比例混合，并搅拌以形成涂层浆料。本实施例中，微基体颗粒2321占涂层232整体的质量百分比大于90％，粘接剂2322占涂层232整体的质量百分比小于10％，分散剂占涂层232整体的质量百分比小于2％。如此，可保证粘结剂2322与分散剂占比足够的同时，避免粘接剂2322完全覆盖各微基体颗粒2321的表面，导致对微基体颗粒2321后续与电解液中酸性物质的反应造成干扰。

S22：将上述涂层浆料涂覆于隔离膜基材231的表面。

图6示出了具有涂层232的锂离子电芯1和常规锂离子电芯中各自隔离膜与相邻极片之间的界面剥离力随温度变化的曲线图；其中，锂离子电芯1中隔离膜230的涂层232采用上述步骤S11～S13制成，作为对比的常规锂离子电芯中隔离膜的涂层采用在隔离膜基材的基础上依次涂覆粘接剂、陶瓷颗粒和粘接剂的方式制成。

接下来以具有涂层232的锂离子电芯1的测试步骤为例，对各自隔离膜与相邻极片之间的界面剥离力的测试方法进行说明，其实验方法如下：

S31：采用具有涂层232的隔离膜制作成品锂离子电芯；

S32：将成品电芯完全放电；

S33：拆解电芯，将展开后的极片和与其相邻的隔离膜切成宽20mm、长10cm的待拉伸样品，该待拉伸样品包括正极片、隔离膜、负极片三层，并将该样品置于通风橱内晾12h；

S34：对待拉伸样品预拉伸以使极片(正极片或负极片)与隔离膜230之间的界面剥离，并形成180°剥离测试方向；

S35：高铁拉力机的高温箱设置为目标温度，高温箱内温度将达到目标温度±2℃范围内并稳定5min；

S36：将待拉伸样品浸润于收容有电解液的容器内，并将该容器置于上述高温箱内；

S37：待容器温度达到上述目标温度±2℃并稳定5min，取出样品，开始对极片进行拉伸；

其中，上述目标温度依次为20℃、30℃、40℃……150℃。现有技术中的锂离子电芯的测试步骤基本相同，在此不作赘述。

结合图6可知，在测试温度低于100℃时，本申请实施例中的锂离子电芯1中隔离膜230与极片之间的界面剥离力f为15N/m；在测试温度高于100℃后，涂层232开始与电解液中生成的酸性物质反应，该界面剥离力f开始降低且降低程度显著，即上述设定阈值接近100℃；当温度达到140℃左右时，上述界面剥离力f降低至接近为零。而常规锂离子电芯中隔离膜与极片之间界面剥离力f′在测试温度低于100℃时为15N/m；在测试温度高于100℃后，该界面剥离力f′开始降低但降低程度较小；即使温度达到150℃左右时，该界面剥离力f′降低至接近为8N/m。即是，与常规的锂离子电芯相比，本申请实施例提供的锂离子电芯1在温度高于100℃时，其内部隔离膜230与极片之间的界面剥离力将显著降低，以改善目前常规锂离子电芯的隔离膜与极片之间剥离力在100℃后仍较高的现状。值得一提的是，本领域的技术人员可在此基础上对上述微基体颗粒3221与粘接剂3222之间的比例、微基体颗粒的材料，以及电解液的成分进行调整，使得设定阈值朝低于100℃的方向或高于100℃的方向偏移。

综上所述，本申请实施例提供的锂离子电芯1包括电极组件200，该电极组件200包括第一极片210、第二极片220以及设于两者之间的隔离膜230，该隔离膜230通过涂层232与相邻的第一极片或第二极片220粘接固定。隔离膜230的涂层232被配置为能够与酸性物质发生反应；如此，在温度高于预设阈值时，电解液生成的酸性物质会对涂层232造成腐蚀，从而使得隔离膜230与相邻的第一极片210或第二极片220之间的界面剥离力会相对温度低于预设阈值条件下降低，进而有利于打开隔离膜230与极片之间的粘合界面，以使得电极组件200与电解液的接触面积变大，进而增加锂离子电芯内部的散热面积，从而提高锂离子电芯1的稳定性。

应当理解，即使上述实施例是通过将涂层配置为能够与酸性物质反应，以在是隔离膜230与极片之间的界面剥离力在某温度阈值后降低，但本申请并不局限于此。例如，图7与图8分别示出了本申请其中另一实施例提供的锂离子电芯1b中电极组件200b的局部示意图，以及隔离膜230b涂层的局部示意图，该锂离子电芯1b仍包括壳体、电极组件200b与电解液，电极组件200b包括第一极片210b、第二极片220b以及隔离膜230b，该锂离子电芯1b与第一锂离子电芯1的主要不同在于：隔离膜230b中的涂层并非配置为能够与酸性物质反应，而是被配置为在温度高于预设阈值时，使隔离膜230b与其外部的极片之间的分离力降低。本实施例中，涂层230b具体被配置为在温度高于预设阈值时强度降低，以使使隔离膜230b与隔离膜230b外部的极片之间的分离力；如此，在锂离子电芯1b温度高于预设阈值时，涂层232b本身的强度会降低，进而使隔离膜230b与其外部的极片(即上述第一极片210或第二极片220)之间粘结强度随之降低。其中，本申请文件中所述的“预设阈值”是指，锂离子电芯温度升高至使隔离膜230b与所连接的部件之间的分离力恰好降低时的温度值，即是说，在温度高于预设阈值时，涂层232b的分离力是低于其在温度低于预设阈值时的分离力的；预设阈值是锂离子电芯已经处于非正常工作状态时的温度，其会随着电芯的具体规格、使用场景而有所变化。

具体地，隔离膜230b的涂层232b包括微基体颗粒2321b与粘接剂2322b。其中，微基体颗粒2321b的形状、尺寸与上述实施例中的微基体颗粒2321基本相同，其被配置为在温度高于预设阈值时发生软化。可选地，微基体颗粒2321b包括聚合物。进一步可选地，微基体颗粒2321b聚乙烯，聚乙烯的软化温度为125℃～135℃，即预设阈值为130℃左右。则锂离子电芯1b的温度失控并上升至高于预设阈值时，该锂离子电芯1b会沿其厚度方向发生膨胀，同时在其长度方向和宽度方向发生适应性的收缩，并对层叠的第一极片210b、第二极片220b以及隔离膜230b产生剪切方向的挤压力，该挤压力使得隔离膜230b与相邻极片之间产生界面分离力F。与此同时，微基体颗粒2321发生软化使得隔离膜230b与极片之间的界面剥离力f显著减小，而界面剥离力f的减小促使隔离膜230b与相邻的极片之间更易分离；当该界面剥离力f下降至小于上述分离力F时，隔离膜230b将与相邻的极片发生分离，电极组件200b整体与电解液的接触面积增大，进而有利于电极组件将热量经由电解液以及壳体向锂离子电芯1b的外界散发。可以理解的是，即使本实施例中微基体颗粒2321b是包括上述聚乙烯，但本申请并不局限于此；在本申请的其他实施例中，微基体颗粒2321还可以包括聚丙烯、乙丙橡胶、乙烯丙烯无规聚合物、

1-丁烯与1-丙烯的聚合物、乙烯丁烯丙烯共聚物或嵌段共聚聚丙烯，亦或包括上述材料中的至少两种；通过对微基体颗粒2321b材料成分的调节，可使预设阈值朝低于130℃的方向或高于130℃的方向偏移。可以理解的是，即使本实施例中微基体颗粒2321b采用的是具有软化点的聚合物材料，但在本申请的其他实施例中微基体颗粒2321b亦可以采用具有熔点的材料，相应地，此时微基体颗粒2321b被配置为在温度高于预设阈值时发生熔化。

粘接剂2322b用于将微基体颗粒2321b与隔离膜基材231b粘接固定，隔离膜230b亦是通过粘接剂2322b与相邻的第一极片210b或第二极片220b粘接固定。隔离膜230b的制作方法与上述隔离膜230基本相同，在此不作赘述。

本实施例通过选取软化或熔化温度较低的材料制作微基体颗粒2321b即可使隔离膜230b与极片及时分离，以使得电极组件与电解液的接触面积变大，进而增加锂离子电芯内部的散热面积，从而提高锂离子电芯的稳定性。与上一实施例相比，该锂离子电芯1b的材料成本更低。此外，由于微基体颗粒2321b发生软化或熔化的过程为物理变化，其比上一实施例中通过化学变化实现的方式更容易控制，因为影响化学反应的因素是较多且复杂的。

基于同一发明构思，本申请另一实施例还提供了一种隔离膜，该隔离膜与上述任一实施例中所述的隔离膜相同，其通过涂层与其外部的部件粘接固定。该隔离膜应用于锂离子电池时，其通过涂层与相邻的极片粘接固定；其可以改善当前锂离子电芯在温度高于某阈值时，电极组件散热速率较低的现状。

基于同一发明构思，本申请另一实施例还提供了一种用电装置。请参阅图9，其示出本申请其中一实施例提供的用电装置2的示意图，该用电装置2包括上述任一实施例中所述的锂离子电芯。本实施例中，该用电装置2为手机；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，该用电装置2还可以是平板电脑、电脑、无人机等其他需要由电驱动的用电装置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。