一种锂电池系统的控温防护结构技术方案

本发明专利技术提供的一种锂电池系统的控温防护结构，包括：上盖和壳体组成的封闭电池箱体，设置在上盖的电池泄放口，所述电池箱体内部置放一个或多个单体电池，所述单体电池的极柱通过上盖引出，所述单体电池四周间隙形成填充空间，所述填充空间用于填充复合吸热材料，其中，所述填充空间在所述单体电池的长度方向被分隔成两个或两个以上腔体，其中至少位于电池泄放口和/或电池极柱部位的腔体被设置为封闭结构，用于防止复合吸热材料熔化成液体后到处移动。当电池组内个别单体电池发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，能有效地防止锂离子电池热失控蔓延，将锂离子电池热失控的影响减小至最小，极大提高了锂离子电池组的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池系统的控温防护结构
本专利技术涉及电池
，特别是涉及一种防止锂离子电池热失控及连锁反应的结构。
技术介绍
随着世界范围内的能源危机和全球变暖，人类迫切需要一种全新的能源，而锂离子电池由于其绿色环保、具有较高的输出能量等特点，被人类关注并重视。锂离子电池是近二十几年来迅猛发展起来的一种高能电池。与其它二次电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量高、功率高、循环寿命长、工作范围宽、环境污染小等优势。不仅在移动、通信设备上广泛应用，而且也逐步应用到电动汽车、电动自行车及电动工具等大型电动设备当中。但是由于锂电池的能量密度高，尤其是作为动力电源或储能设备的大型锂电池组在使用或存储时,个别单体电池发生故障,引起热失控之后很容易发生连锁反应造成整组电池起火燃烧，对用电设备以及周边环境造成极大的损害，在安全上存在较大的隐患。给使用者及周边人员带来严重的经济损失和生命威胁。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种锂电池系统的控温防护结构，解决当电池组内个别单体电池因过流、短路、断路等情况发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，能有效地防止锂离子电池热失控蔓延，将锂离子电池热失控的影响减小至最小，极大提高了锂离子电池组的安全性。本专利技术是通过以下技术方案实现的，依据本专利技术提供的一种锂电池系统的控温防护结构，包括：上盖和壳体组成的封闭电池箱体，设置在上盖的电池泄放口，所述电池箱体内部置放一个或多个单体电池，所述单体电池的极柱通过上盖引出，所述单体电池四周间隙形成填充空间，所述填充空间用于填充复合吸热材料，其中，所述填充空间在所述单体电池的长度方向被分隔成两个或两个以上腔体，其中至少位于电池泄放口和/或电池极柱部位的腔体被设置为封闭结构，用于防止复合吸热材料熔化成液体后到处移动。采用以上结构，可以对复合吸热材料进行固化，保证电池和颗粒状或粉末状符合吸热材料全面接触的同时，保证液化后接触位置，同时可以防止颗粒或粉末状复合吸热材料或材料熔化成液体后到处移动，影响电池组绝缘性能以及复合吸热材料和其他可能接触到的部品、部件产生相关的化学物理反应。本专利技术还可以采取以下技术方案进一步实现：前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述封闭结构由盒体、面板结构件或支撑结构件构成。前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述封闭结构由具有密封性能的可成型或成膜的材料包裹所述的复合吸热材料构成。前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述可成型或成膜的材料为胶、漆、油脂类、塑性胶囊类或混合硬化类材料。较佳的，前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述封闭结构由多孔海绵状材料或具有防水透气棉功能的材料包裹所述的复合吸热材料构成。当复合吸热材料在高温变为液态时可以吸附到海绵内部，防止液体流失。当复合吸热材料变为气态时可以透过海绵排放到外界。前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述复合吸热材料包括重量百分比90％～100％的相变材料和0～10％的导热材料。较佳的，前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述的变相材料为相变温度在70℃～100℃的无机水合盐类材料。进一步的，前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述的变相材料为十二水合硫酸铝钾或十二水合硫酸铝铵八水合氢氧化钡；所述的导热材料为氮化硼、氮化铝、氟化碳或碳纳米管。综上所述，本专利技术提供的锂电池系统的控温防护结构，解决当电池组内个别单体电池因过流、短路、断路等情况发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，能有效地防止锂离子电池热失控蔓延，将锂离子电池热失控的影响减小至最小，极大提高了锂离子电池组的安全性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；具体实施方式以下结合附图及较佳实施例，对本专利技术的结构、特征及其效果作进一步详细说明。需要说明的是实施例仅仅是对本专利技术宗旨的说明，而并不是对本专利技术的保护范围的限制。如图1所示，本专利技术提供的一种锂电池系统的控温防护结构，包括：上盖1和壳体2组成的封闭电池箱体，设置在上盖1的电池泄放口3，所述电池箱体内部置放一个或多个单体电池4，所述单体电池的极柱5通过上盖引出，所述单体电池四周间隙形成填充空间，所述填充空间用于填充复合吸热材料6，如图中所示，复合吸热材料填充在靠近电池泄放口和/或电池极柱的部位，并通过打密封胶包裹复合吸热材料6构成封闭结构7，防止复合吸热材料熔化成液体后到处移动。上述的封闭结构还可由其他具有密封性能的可成型或成膜的材料包裹所述的复合吸热材料构成，如漆、油脂类、塑性胶囊类或混合硬化类材料。上述封闭结构还可以由盒体、面板结构件或支撑结构件构成。较佳的，上述封闭结构还可由多孔海绵状材料或具有防水透气棉功能的材料包裹所述的复合吸热材料构成。当复合吸热材料在高温变为液态时可以吸附到海绵状材料内部，防止液体流失。当复合吸热材料变为气态时可以透过该海绵状材料排放到外界。采用以上结构，可以对复合吸热材料进行固化，保证电池和颗粒状或粉末状符合吸热材料全面接触的同时，保证液化后接触位置，同时可以防止颗粒或粉末状复合吸热材料或材料熔化成液体后到处移动，影响电池组绝缘性能以及复合吸热材料和其他可能接触到的部品、部件产生相关的化学物理反应。本实施方式可进一步通过下面结构实现：前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述复合吸热材料包括重量百分比90％～100％的相变材料和0～10％的导热材料。当个别电池发生热失控时，颗粒或粉末状复合吸热材料吸收发生故障的电池热量，吸热材料自身温度会变化，当达到吸热材料的固-液相变温度，复合吸热材料由固态逐步变化为液态，固-液转变过程复合吸热材料可以维持在一个固定的温度，同时可以大量吸收故障电池的热量。当达到吸热材料的液-气相变温度，复合吸热材料由液态逐步变化为气态，液-气转变过程复合吸热材料可以维持在一个固定的温度，同时可以大量吸收故障电池的热量。故障电池热量被吸收后热失控就会延缓或终止。从而对电池热失控及连锁反应得到控制。较佳的，前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述的变相材料为相变温度在70℃～100℃的无机水合盐类材料。例如，所述的变相材料为十二水合硫酸铝钾或十二水合硫酸铝铵八水合氢氧化钡。当个别电池发生热失控时，颗粒或粉末状复合吸热材料吸收发生故障的电池热量，复合吸热材料中的无机水合盐类相变材料脱出分子中的结晶水形成水溶液。该水溶液可以熄灭电池热失控比较剧烈时电池燃烧的火焰。防止电池内部喷发的气体燃烧产生的二次放热。从而避免对周围其他电池高温燃烧产生的连锁反应。前述的锂电池系统的控温防护结构，其中，所述的导热材料为氮化硼、氮化铝、氟化碳或碳纳米管。以上述实施例为例，对本专利技术的工作过程进行说明：当个别电池发生热失控时，电池产生的热量会使该电池温度升高，内部电解液蒸发，隔膜分解，正负极分解等逐步产气。电池内部高温高压气体可以直接流动到泄放口部位，通过单体电池壳体传递到电池周围的复合吸热材料。复合吸热材料吸热后形成液体甚至气体，可以大量转移电池内部的热量。电池内部热量散失后，内部温度上升趋缓或下降，热失控就会缓解甚至终止。一旦热失控比较剧烈，相应复合吸热材料无法控制升温速度，电池发生泄放甚至燃烧。复合吸热材料可以吸热液本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池系统的控温防护结构，包括：上盖和壳体组成的封闭电池箱体，设置在上盖的电池泄放口，所述电池箱体内部置放一个或多个单体电池，所述单体电池的极柱通过上盖引出，所述单体电池四周间隙形成填充空间，所述填充空间用于填充复合吸热材料，其特征在于，所述填充空间在所述单体电池的长度方向被分隔成两个或两个以上腔体，其中至少位于电池泄放口和/或电池极柱部位的腔体被设置为封闭结构，用于防止复合吸热材料熔化成液体后到处移动。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池系统的控温防护结构，包括：上盖和壳体组成的封闭电池箱体，设置在上盖的电池泄放口，所述电池箱体内部置放一个或多个单体电池，所述单体电池的极柱通过上盖引出，所述单体电池四周间隙形成填充空间，所述填充空间用于填充复合吸热材料，其特征在于，所述填充空间在所述单体电池的长度方向被分隔成两个或两个以上腔体，其中至少位于电池泄放口和/或电池极柱部位的腔体被设置为封闭结构，用于防止复合吸热材料熔化成液体后到处移动。2.根据权利要求1所述的锂电池系统的控温防护结构，其特征在于，所述封闭结构由盒体、面板结构件或支撑结构件构成。3.根据权利要求1所述的锂电池系统的控温防护结构，其特征在于，所述封闭结构由具有密封性能的可成型或成膜的材料包裹所述的复合吸热材料构成。4.根据权利要求3所述的锂电池系统的控温防护结构，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐铭，张彦辉，
申请(专利权)人：天津力神特种电源科技股份公司，
类型：发明
国别省市：天津,12