锂离子电池和电池包制造技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池，包括电池壳体、安装于所述电池壳体上的电池顶盖，以及设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的泄压阀；还包括设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的与泄压阀固定配合的安全防护装置；所述安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁上。通过将气流通道结构形成在侧壁上，使得遮挡板与气流通道结构形成相对分离设计，既可利用遮挡板对固体火星颗粒进行有效阻挡，又可利用侧面的气流通道结构高效排气，提高锂离子电池的安全性能。

【技术实现步骤摘要】
锂离子电池和电池包
本专利技术涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池和电池包。
技术介绍
随着锂离子电池在电动汽车和电网储能等领域中的应用日趋广泛，锂离子电池的安全性能也越来越受到重视。锂离子电池安全问题的起因通常是热失控。当锂离子电池发生热失控时，锂离子电池内的活性材料的放热量可以达到几百焦耳每克，瞬间产热可引起活性材料与电解液之间剧烈的氧化还原反应，产生大量的可燃性气体，这些气体使电池内压急剧升高，从而冲破防爆阀形成快速的气体流动，喷出的可燃性气体与空气接触并混合；同时，在电池内部可燃性气体喷出的过程中，会带出大量高温的固体颗粒，这些固体颗粒形成明亮的火星并点燃空气与可燃性气体的混合物，从而导致发生燃烧、爆炸。中国专利申请公开号CN103474599A公开了一种带通孔网罩的具有理想安全性的锂离子电池和电池包，其通过网罩来过滤掉高温的固体颗粒，达到使可燃性气体与高温固体颗粒分离的目的。然而，本申请专利技术人发现中国专利申请公开号CN103474599A的网罩仍然存在一些缺陷：当电池发生热失控时，电池内部的可燃性气体会带着高温固体颗粒快速喷出，由于网罩上的通孔仅设置于网罩的顶面上并位于气体喷出的方向上，如果网罩顶面上的通孔过大，在高速气流的作用下，高温固体颗粒会从电池内部喷出，引起燃烧、爆炸；而且，通孔过大会使网罩的强度降低，在混合有高温固体颗粒的高速气流的冲击下，网罩易损坏；如果通孔过小，气流又无法及时从电池内部排出，降低排气效率，并且，电池内部发生失控时，溶化的塑胶件、随气流喷出的固体颗粒或金属熔渣易堵塞网孔，使电池内压急剧升高，引起爆炸的风险较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种安全性能好的锂离子电池和电池包。本专利技术是这样实现的，提供一种锂离子电池，包括电池壳体、安装于所述电池壳体上的电池顶盖，以及设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的泄压阀；还包括设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的与泄压阀固定配合的安全防护装置；所述安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁上。进一步地，所述气流通道结构仅设置在所述侧壁上。进一步地，所述气流通道结构包括形成在所述侧壁上的至少一个开口结构、至少一个通孔阵列或至少一个缺口。进一步地，当所述气流通道结构为通孔阵列时，所述通孔阵列中每一通孔的面积不小于1mm2。进一步地，所述遮挡板上设有多个通孔；所述遮挡板上的每个通孔的面积小于1mm2。进一步地，所述气流通道结构包括间隔地形成在所述侧壁上的第一气流通道和第二气流通道；所述第一气流通道为开口结构、通孔阵列或缺口中之一；所述第二气流通道为开口结构、通孔阵列或缺口中之一；所述第一气流通道和所述第二气流通道的结构不同。进一步地，所述泄压阀包括泄压孔；所述气流通道结构的面积之和不小于所述泄压孔面积的0.5倍。进一步地，当所述第一气流通道或所述第二气流通道为通孔阵列时，所述通孔阵列中每一通孔的面积不小于1mm2。进一步地，所述锂离子电池还包括收容于所述电池壳体中的电芯；所述安全防护装置设置在所述电芯与所述电池顶盖之间；所述安全防护装置的高度比所述电池顶盖上与所述电芯相邻的表面到所述电芯的最小距离小至少1mm；所述安全防护装置的宽度与所述电池壳体的内表面间距不小于1mm；所述安全防护装置的长度比所述电芯正负极耳最小间距小至少1mm。进一步地，所述安全防护装置还包括连接部；所述连接部设置在所述侧壁的端部并与所述遮挡板间隔设置；所述侧壁通过所述连接部与所述电池壳体或所述电池顶盖连接。进一步地，所述锂离子电池还包括另一安全防护装置；所述另一安全防护装置和所述安全防护装置设置在所述泄压阀的两侧，并分别覆盖所述泄压阀；所述另一安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁和/或遮挡板上。进一步地，所述安全防护装置由金属材料或无机非金属陶瓷材料制成。进一步地，所述安全防护装置表面设有特氟龙涂层、环氧树脂涂层、酚醛树脂涂层、聚对苯二甲酸乙二酯涂层、聚丙烯涂层或陶瓷涂层。本专利技术还提供一种锂离子电池包，包括若干个并联和/或串联的上述的锂离子电池。本专利技术一实施例的锂离子电池包及锂离子电池通过将安全防护装置的气流通道结构形成在侧壁上，使得安全防护装置的遮挡板与气流通道结构形成相对分离设计，既可利用遮挡板对固体火星颗粒进行有效阻挡，又可利用位于安全防护装置侧面的气流通道结构高效排气，降低了可能因排气效率不足引起内压升高导致爆炸的风险，提高锂离子电池的安全性能。同时，利用遮挡板及位于安全防护装置侧面的气流通道结构可以改变气体流向，可避免烟气高速垂直喷出后与空气大范围混合，进一步提高锂离子电池的安全性能。附图说明图1为本专利技术一实施例中锂离子电池的立体分解示意图。图2为图1中锂离子电池的安全防护装置的放大示意图。图3为图2中安全防护装置的俯视图。图4为图2中安全防护装置的主视图。图5至图11为本专利技术实施例中安全防护装置的几种具体实施方式的示意图。图12为本专利技术另一实施例中锂离子电池的立体分解示意图。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1为本专利技术一实施例中锂离子电池的立体分解示意图。如图1所示，锂离子电池包括电池壳体10、装设于电池壳体10中的电芯20、灌注于电池壳体10中的电解液(未图示)，以及安装于电池壳体10上的电池顶盖50。其中，电池顶盖50上设有正极柱和负极柱505(图示正负极柱未作区分)，正负极柱505分别通过导电连接体30与电芯20的正、负极进行电连接。电池顶盖50于正极柱和负极柱505之间的中央位置处设有泄压孔510，泄压孔510上密封装设有防爆泄压片60。泄压片60与泄压孔510共同组成泄压阀。具体地，泄压片60可由与电池顶盖50相同的金属材料制成，如此，可以克服不同金属之间因存在电势差而与外界空气或电解液形成电解池，降低发生腐蚀反应的风险。在图1所示的实施方式中，泄压片60可采用铝、铝合金、镍、镍合金、不锈钢中的一种制成。泄压片60具有良好的延展性，在破裂泄压时不会飞出。根据本专利技术的一个实施方式，泄压片60上可涂覆或粘接一层耐腐蚀材料，例如PE和/或PP，可防止泄压片60被电解液腐蚀。根据本专利技术的另一个实施方式，泄压片60上设有薄弱线或薄弱面，薄弱面或薄弱线在电池内部压力过大的情况下先破裂，从而使得泄压片60的破裂位置可控。根据本专利技术的一个实施方式，泄压片60达到破裂临界状态时可承受的压力值为0.3～1.2MPa。如图1所示，锂离子电池还包括与泄压阀固定配合的安全防护装置40。安全防护装置40可设置在电池顶盖50上与电芯20相对的第一面如下表面(当锂离子电池处于图1所示位置时)，并位于电池顶盖50与电芯20之间。根据本专利技术的一个实施方式，在从电池顶盖50到电芯20的方向上，安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池，包括电池壳体、安装于所述电池壳体上的电池顶盖，以及设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的泄压阀；其特征在于，还包括设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的与泄压阀固定配合的安全防护装置；所述安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁上。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括电池壳体、安装于所述电池壳体上的电池顶盖，以及设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的泄压阀；其特征在于，还包括设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的与泄压阀固定配合的安全防护装置；所述安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁上，所述锂离子电池还包括收容于所述电池壳体中的电芯；所述安全防护装置设置在所述电芯与所述电池顶盖之间；所述安全防护装置的高度比所述电池顶盖上与所述电芯相邻的表面到所述电芯的最小距离小至少1mm；所述安全防护装置的宽度与所述电池壳体的内表面间距不小于1mm；所述安全防护装置的长度比所述电芯正负极耳最小间距小至少1mm。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气流通道结构仅设置在所述侧壁上。3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气流通道结构包括形成在所述侧壁上的至少一个开口结构、至少一个通孔阵列或至少一个缺口。4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，当所述气流通道结构为通孔阵列时，所述通孔阵列中每一通孔的面积不小于1mm2。5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述遮挡板上设有多个通孔；所述遮挡板上的每个通孔的面积小于1mm2。6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述气流通道结构包括间隔地形成在所述侧壁上的第一气流通道和第二气流通道；所述第一气流通道为开口结构、通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，李少刚，王雪辉，屈琼，蔡如来，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44