用于组装蓄电池组中的电池单元以控制热释放的方法和装置制造方法及图纸

一种蓄电池组，其包括：设置在屏障结构中的一个或多个蓄电池单元，所述屏障结构形成流动通道，以从蓄电池组中经历故障状态的蓄电池单元中引导排出材料，使得允许排出的气体在其离开蓄电池组之前扩展。在蓄电池组中包括两个或更多个蓄电池单元的情况下，屏障结构将它们彼此电隔离并热隔离，使得在蓄电池单元排气的情况下，其不会影响其他蓄电池单元并导致热失控状况。

Method and device for assembling a battery unit in a storage battery to control heat release

A battery, which comprises: setting one or a plurality of battery cells in barrier structure, the barrier structure forming flow channels in the battery unit from the battery through the fault state of the guide material discharge, so that the gas discharge allows expansion in its storage battery before leaving. In the battery comprises two or more battery unit under the condition that the barrier structure will be electrically isolated from each other and their thermal isolation, the battery unit exhaust conditions, it will not affect other battery cells and lead to thermal runaway condition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于组装蓄电池组中的电池单元以控制热释放的方法和装置
本公开通常涉及蓄电池封装装置，更具体地说，涉及考虑经历热失控状况的一个或多个蓄电池单元。
技术介绍
移动和便携式电子产品依赖于作为电源的蓄电池。蓄电池包括组装在允许电池单元再充电的外壳中的一个或多个蓄电池单元，并且通常允许蓄电池从其用于供电的设备移出。蓄电池在这些电子产品的形状因子、大小和重量方面起关键作用。由于优于其他电池单元技术的优点，诸如高能量密度和低自放电率，使用锂离子电池普遍增长。高能量密度允许锂离子电池单元用在从便携式电子无线电到电动车辆的许多不同的应用中，同时与诸如镍基可再充电电池(例如镍镉、镍金属氢化物)的更成熟的蓄电池化学品相比，最小化系统(设备和电池)的整体重量和大小。包含锂离子电池单元的产品设计应当考虑鲁棒性和安全电流、电压和温度操作限制。当锂离子电池单元的能量密度继续增加时，在蓄电池单元故障时，在高温下，在灾难性故障时，蓄电池单元的能量释放相应地增加。越新、越高的能量密度电池单元增加这种热失控事件的潜在危险。热失控是指其中温度增加改变状况使得导致进一步的温度增加的情形，通常导致破坏性结果。单一锂离子电池单元的热失控会导致多电池单元组的一系列灾难性电池单元故障。因此，期望具有在最小化对蓄电池组大小和重量的影响的同时解决上述问题改进的蓄电池组设计。附图说明附图结合下述详细描述合并在该说明书中并形成其一部分，并且用来进一步说明包括所要求保护的专利技术的概念的实施例，并且解释那些实施例的各种原理和优点，其中，在各个图中，相似的参考数字表示相同或功能性上类似的元件。图1是根据现有技术的具有压力排气孔的蓄电池单元的等距视图。图2是根据一些实施例的蓄电池组的俯视剖面图。图3是根据一些实施例的包含共同定向的蓄电池单元的蓄电池组的多视角视图；图4是根据一些实施例的在流体通道中具有挡板壁的蓄电池组的俯剖面平面图；图5是根据一些实施例的具有覆盖外壳排气孔的标签的蓄电池组的外部视图；以及图6是根据一些实施例的包括多个子部件的蓄电池组，其中，每一子部件包括一个或多个蓄电池单元及相应的流体通道。技术人员将认识到为了简化和清楚示出图中的元件，且不一定按比例绘制。例如，可以相对于其他元件放大图中的一些元件的尺寸以提高本专利技术的实施例的理解。适当时，由图中的常见符号表示装置和方法组件，仅示出与理解本专利技术的实施例有关的那些具体细节，以便不会由于对受益于本文描述的本领域的技术人员来说显而易见的细节而混淆本公开。具体实施方式由下述论述例示的实施例包括蓄电池组，其被热保护以防止蓄电池单元故障，这些蓄电池单元故障导致可能影响其它蓄电池组件的热排放，包括在一些实施例中引起蓄相邻电池单元中的类似故障。蓄电池组包括至少一个蓄电池单元，其具有位于在至少一个蓄电池单元周围形成的屏障结构中的压力排气孔。屏障结构由耐热材料组成，并且接近至少一个蓄电池单元的压力排气孔形成排气通道。蓄电池组进一步包括其中放置至少一个蓄电池和屏障结构的外壳。外壳包括外壳壁，其被构造成从屏障结构的排气通道到在外壳壁中形成的外壳排气孔在外壳壁和屏障结构之间形成流体通道。图1是根据现有技术，具有压力排气孔102的蓄电池单元100的等距视图。蓄电池单元100包括第一电极104和第二电极106，其可以是其中设置蓄电池单元100的内容(即，阳极、阴极、间隔、电解质)的金属容器的外部。压力排气孔被设计成当蓄电池单元100内部的压力达到预先选择的压力阈值时打开。基于由蓄电池单元100使用的化学性质，以及蓄电池单元的特定几何结构(例如圆柱形对棱柱形)和容量，选择预先选择的压力阈值。通常，蓄电池单元经受正常压力增加，诸如当充电时，并且事实上，蓄电池单元容器通常被设计成适应这种典型的压力增加。压力排气孔102被设计成打开的压力阈值被选择成高于通过普通使用而经受的典型压力，即使在普通使用的极限值时，并且假定故障状况发生在蓄电池单元100内部。在故障状况发生时，诸如阳极和阴极之间的内部短路，压力将快速地上升。在蓄电池单元100的内部压力达到压力排气孔102的压力阈值时，压力排气孔102将打开，允许气体和其他物质排出蓄电池单元100。在典型的现有技术蓄电池组中，蓄电池单元串联连接，阳极连接到阴极，或以并联组合，并且使用相同的电池单元几何结构。因此，给定蓄电池单元的压力排气孔可以最接近蓄电池单元系列中的下一蓄电池单元的容器。因此，如果常规布局的蓄电池单元排气，其会将热气和物质直接排放在相邻的蓄电池单元上，可能导致那一蓄电池单元同样故障，导致电池的热失控状况。图2是根据一些实施例的蓄电池组200的俯剖面平面图。蓄电池组200包括第一蓄电池单元202和第二蓄电池单元204。第一蓄电池单元202包括压力排气孔206和正电极210，以及第二蓄电池单元204同样地包括压力排气孔208和正电极212。本领域的技术人员将意识到尽管电极210、212在此被称为正电极，但一些蓄电池单元结构具有相反的极性并且电极210、212可以是负电极。第一和第二蓄电池单元202、204能分别位于屏障结构214中，并且被定向成使得它们的各自压力排气孔206、208指向基本上相反的方向。蓄电池单元电气串联连接，使得例如，第一蓄电池单元202的正端子210直接连接到第二蓄电池单元204的负端子(即，包壳)。因此，蓄电池组200可以供应是单个蓄电池单元的电压两倍的电压。蓄电池单元202、204之间的电气连接能通过任何常规的方式实现。屏障结构由电绝缘的且在经受故障状况时能抵抗由蓄电池单元202、204产生的温度而基本上不会变形的耐热材料组成。在本领域中已知的其他材料中，这些材料的示例可以包括，例如，例如，陶瓷，陶瓷浸渍的聚合物材料、和固化的酚基树脂。屏障结构使蓄电池单元202、204彼此物理地隔离，以在蓄电池单元之间提供电气屏障和热屏障。屏障结构在压力排气孔206、208附近提供排气通道207、213，在压力排气孔206、208打开时，从蓄电池单元202、204排放的物体将逸入其中。屏障结构214被组装到具有外壳壁216的外壳中。外壳壁216使外壳的内部与外壳的外部分开，并且被构造成分别在外壳壁216和屏障结构214之间从屏障结构214的排气通道207、213到在外壳壁中形成的外壳排气孔222、224形成流体通道218、220。由此，在外壳壁216和屏障结构214之间存在间隔217、219。在蓄电池单元202、204经受故障状况并且排气时，热物质将通过压力排气孔206或208逸入排气通道207、213，并且在相应箭头226、228的方向中沿响应的连续的流体通道218、220继续流动，其中，流体通道218、220的容量允许缓解压力。此外，排放的物质能通过各自外壳排气孔222、224进一步全部逸出蓄电池组，如由相应的箭头230、232所示。外壳排气孔可以仅是外壳壁216中的开口，或其可以是当各自流体通道218、220中的压力超出压力阈值(其低于蓄电池单元压力排气孔206、208的压力阈值)时打开的机械密封的排气机构。在一些实施例中，外壳排气孔222、224可以被覆盖有在外壳壁216的外部上的标签，该标签用于从视线上遮盖外壳排气孔222、224。流体通道的容量允许排放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄电池组，包括：至少一个蓄电池单元，所述至少一个蓄电池单元具有压力排气孔；屏障结构，所述屏障结构被形成为围绕所述至少一个蓄电池单元，所述屏障结构由耐热材料组成，并且接近所述至少一个蓄电池单元的所述压力排气孔形成排气通道；以及外壳，所述至少一个蓄电池单元和屏障结构被布置在所述外壳中，并且所述外壳具有外壳壁，其中，所述外壳壁被构造为：在所述外壳壁和所述屏障结构之间，从所述屏障结构的所述排气通道到在所述外壳壁中形成的外壳排气孔，来形成流体通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.28 US 14/607,8131.一种蓄电池组，包括：至少一个蓄电池单元，所述至少一个蓄电池单元具有压力排气孔；屏障结构，所述屏障结构被形成为围绕所述至少一个蓄电池单元，所述屏障结构由耐热材料组成，并且接近所述至少一个蓄电池单元的所述压力排气孔形成排气通道；以及外壳，所述至少一个蓄电池单元和屏障结构被布置在所述外壳中，并且所述外壳具有外壳壁，其中，所述外壳壁被构造为：在所述外壳壁和所述屏障结构之间，从所述屏障结构的所述排气通道到在所述外壳壁中形成的外壳排气孔，来形成流体通道。2.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，沿所述屏障结构的相反侧，在所述外壳壁和所述屏障结构之间形成所述流体通道。3.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，所述流体通道包括在所述流体通道中的多个挡板壁。4.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，所述流体通道是围绕所述屏障结构的连续的容量。5.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，所述至少一个蓄电池单元至少包括第一蓄电池单元和第二蓄电池单元，其中，所述第一蓄电池单元和所述第二蓄电池单元在所述屏障结构内被定向为使得彼此隔离，并且使得它们各自的压力排气孔指向基本相反的方向，并且其中，所述外壳壁被构造成对于所述第一蓄电池单元和所述第二蓄电池单元中的每一个，来形成分离的各个流体通道。6.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，所述至少一个蓄电池单元至少包括第一蓄电池单元和第二蓄电池单元，其中，所述第一蓄电池单元和所述第二蓄电池单元在所述屏障结构中被共同地定向，并且通过所述屏障结构来被彼此隔离，以及其中，所述屏障结构从所述第一蓄电池单元和所述第二蓄电池单元之间延伸到所述外壳壁，以在所述第一蓄电池单元和所述第二蓄电池单元的各自的压力排气孔之间形成隔离屏障。7.如权利要求1所述的蓄电池组，其中，所述至少一个蓄电池单元和屏障结构形成所述蓄电池组的子部件，其中，所述子部件是多个这样的子部件中的一个，以及其中，每个子部件包括相应的流体通道。8.一种形成蓄电池组的方法，包括：将具有压力排气孔的至少一个蓄电池单元组装到由耐热材料形成的屏障结构中，所述屏障结构具有接近所述至少一个蓄电池单元的所述压力排气孔的排气通道；以及将所述屏障结构和所述至少一个蓄电池单元作为子组件组装到外壳中，所述外壳具有外壳壁，其中，在所述外壳之内的所述屏障结构和所述外壳壁之间，所述外壳壁形成从所述屏障结构的所述排气通道到在所述外壳壁中形成的外壳排气孔的流体通道。9.如权利要求8所述的方法，其中，将所述子组件组装到所述外壳中包括：将所述子组件组装到下述外壳中，在该外壳中，沿所述屏障结构的相反侧在所述外壳壁和所述屏障结构之间形成有所述流体通道。10.如权利要求8所述的方法，其中，将所述子组件组装到所述外壳中包括：将所述子组件组装到下述外壳中，在该外壳中，所述流体通道包括有在所述流体通道中的多个挡板壁。11.如权利要求8所述的方法，其中，将所述子组件组装到所述外壳中包括：将所述子组件组装到下述外壳中，在该外壳中，所述流体通道为围绕所述屏障结构的连续的容量。12.如权利要求8所述的方法，其中：将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾米·T·赫尔曼，约翰·E·赫尔曼，埃德蒙·路易，马克·C·塔拉布洛斯，马克·J·泰拉诺瓦，
申请(专利权)人：摩托罗拉解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国,US