一种具有防爆消防功能的电池包制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有防爆消防功能的电池包外壳上具有防爆泄压装置，包含具有一定透气能力的多孔防爆片和具有单向排气功能的阀门，电芯外侧包覆有灭火装置；当电池内部温度达到临界值时，灭火装置的药剂释放出来；或者当电池包遭到外部异物撞击变形，穿刺损坏时，无论电池包是否发生热失控、短路和起火等危险，容器主动破裂释放药剂预防出现危险；本实用新型专利技术在原有电池包的基础上做出了改进，保障了电池包中其他部分及所属设备的安全，减少因电池包热失控而导致其他电池及其所属设备而报废的情况，降低成本；无需对电池结构做出调整，适用于工业化生产。适用于工业化生产。适用于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种具有防爆消防功能的电池包


[0001]本技术属于电池安全领域，涉及一种电池包，具体涉及一种同时具有防爆泄压功能又可以做到防水密封功能的电池包。

技术介绍

[0002]电池包、电池模组一般放置在密封外壳中，在使用过程中会出现个别电芯温度异常发生热失控起火、保护包失效出现过充起火、电池受到撞击发生短路起火等。当电池和电池包起火燃烧后需要一定的时间才能人员介入进行灭火操作。由于电池包的阻挡，灭火药剂难以到达电芯，灭火效果差。
[0003]电池包的安全性能要求，一般都具有较高的防水等级。因此电池包会做全密封处理。当电芯出现热失控过热时会大量分解电解液，电解液分解后的高温高压可燃气体不能及时释放出来，非常容易发生气体爆炸，对使用者造成伤害。
[0004]一旦锂离子电池包温度过高，则需要进行灭火，虽然现有技术已经公开了一些具有自动灭火功能的锂电池，例如申请号CN202010448576.X，名称为具有灭火功能的电池包，包括电池单元，还包括装有冷却液的冷却液箱、连通至所述冷却液箱的冷却回路、使所述冷却液流动的驱动装置、与所述冷却回路连通的灭火管路；所述灭火管路包括跨越所述电池单元的易熔断的喷淋管；所述灭火管路与所述冷却回路的连接处设有控制开关；所述控制开关控制冷却液箱择一地连通所述冷却回路和所述灭火管路。该方案采用的是在电池单元外接一灭火装置，对于成本而言增加较多，并且结构上也相对复杂。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是提供一种同时具有防爆泄压功能又可以做到防水密封功能的电池包；当电芯或者电池包温度异常时或者经受外部剧烈撞击短路发生火灾时，内部的灭火装置自动释放药剂，对在电池包内部降温和扑灭明火。
[0006]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]一种具有防爆消防功能的电池包，包括：
[0008]电池包本体，包括外壳、盖板和电芯，所述外壳上设有泄压阀；
[0009]防爆泄压装置，设置于外壳上，包括具有透气能力的防爆片与具有单向排气功能的阀门；
[0010]所述的阀门为橡胶帽，通过一固定片安装于泄压阀上，所述固定片上设有多个通孔；
[0011]灭火装置，包覆于电芯外侧。
[0012]在本技术方案中，泄压阀的阀门设定了开闭阀动作的压力范围，并且高压气体、液体只能从电池包内部释放到外部，外部的气体和液体无法进入电池包内部；
[0013]当电芯已经发生热失控、电芯破损漏液甚至发生火灾时，灭火装置中的灭火药剂和阻燃隔离药剂一起释放从破损的电芯外壳进入内部，进而降低电芯温度，隔绝氧气扑灭
明火。电池包内部灭火药剂、阻燃阻隔药剂分解的气体、电解液挥发的气体通过电池包外壳的泄压阀排出。
[0014]作为优选，所述的防爆片为多孔防爆片，孔径为20
‑
50μm，孔隙率＞40％，厚度为2.8
‑
3.2mm，直径39
‑
41mm，10Kpa压差下通气流量大于20L/min、50Kpa压差下通气流量大于50L/min。
[0015]在本技术方案中，防爆片防止外部水进入阀门，同时当内部可燃气体往外释放时，可以细化气流，分散可燃气体的浓度，防止外部明火直接引爆内部可燃气体，起到隔离明火的作用。
[0016]作为优选，泄压阀设计有压力阀门，当内部气压压力大于外部1
‑
200KPa时阀门开启；当内部气压压力小于外部1
‑
100KPa时阀门关闭。
[0017]在本技术方案中，阀门为一个橡胶帽结构与外壳紧密配合，配合的紧密程度和橡胶帽的硬度由阀门的开闭阀压力决定。
[0018]作为优选，所述橡胶帽内侧和外壳涂覆硅油、硅脂或凡士林；所述橡胶帽由三元乙丙橡胶、硅氟橡胶、丁腈橡胶或硅橡胶制成。
[0019]在本技术方案中，为了防止外部气体和水汽缓慢渗入电池包内部，在橡胶帽内侧和外壳外侧涂覆硅油、硅脂或凡士林等。橡胶帽成分为三元乙丙橡胶、硅氟橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶等弹性材质。
[0020]作为优选，所述橡胶帽的邵氏硬度A为35度
‑
45度，内径小于配合面塑料外径0.1
‑
0.3mm。
[0021]作为优选，所述的灭火装置为内部装有液体的容器。
[0022]在本技术方案中，电芯内部的PP隔膜在高温下收缩或者熔化，电芯内部正负极片失去PP隔膜的保护，发生短路二次引发热失控和起火的风险很高。阻燃隔离药剂在遇到高温时会发生分解生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等，在正负极极片表面炭化成炭膜，聚偏磷酸呈粘稠状液态覆盖在极片表面。这种固态或液态的阻隔膜能隔绝氧气防止灭火剂挥发完后二次起火、能隔绝短路产生的热量扩散，保护其他未受损坏的PP隔膜减缓其他极片的热量产生；阻燃隔离药剂还能够使电解液的有机成分炭化脱水失去电解液的导锂离子的功能，也能使正负极片之间绝缘隔绝电子传递；阻燃隔绝药剂分解产物燃烧过程中产生PO
·
和HPO
·
等自由基，在电解液降解产物气相中捕捉活性H
·
或者OH
·
阻止自由基溢出，通过自由基的结合达到气相阻燃的效果，可以有效降低电解液的降解速率。
[0023]作为优选，所述的容器为PET、PA、AL、PP双层或多层复合材质制成的容器袋；或者PP，ABS，AL材质的容器瓶。
[0024]在本技术方案中，双层或多层袋容器的热封封口材质熔化后，内部药剂释放出来；或者瓶容器开口的密封材料热熔胶熔化后，内部药剂释放出来。安放药剂的容器可以放在电池包的内部的任意位置。袋和瓶等容器可以做成不同形状。封口材料的熔点决定着药剂释放的温度，释放温度可以在80℃
‑
200℃范围内调整。当电池内部温度达到此温度时，药剂释放出来；或者当电池包遭到外部异物撞击变形，穿刺损坏时，无论电池包是否发生热失控、短路和起火等危险，容器主动破裂释放药剂预防出现危险。
[0025]作为优选，所述的灭火装置与电芯层叠设置。
[0026]与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术提供了一种具有防爆消
防功能的电池包外壳上具有防爆泄压装置，包含具有一定透气能力的多孔防爆片和具有单向排气功能的阀门，该阀门设定了开闭阀动作的压力范围，并且高压气体、液体只能从电池包内部释放到外部，外部的气体和液体无法进入电池包内部；迅速挥发带走电芯的热量，降低电芯温度，隔绝氧气实现灭火的功能；当电池内部温度达到临界值时，灭火装置的药剂释放出来；或者当电池包遭到外部异物撞击变形，穿刺损坏时，无论电池包是否发生热失控、短路和起火等危险，容器主动破裂释放药剂预防出现危险；防爆片防止外部水进入阀门，同时当内部可燃气体往外释放时，可以细化气流，分散可燃气体的浓度，防止外部明火直接引爆内部可燃气体，起到隔离明火的作用；本技术在原有电池包的基础上做出了改进，保障了电池包中其他部分及所属设备的安全，减少因电池包热失控而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有防爆消防功能的电池包，其特征在于，包括：电池包本体，包括外壳、盖板和电芯，所述外壳上设有泄压阀；防爆泄压装置，设置于外壳上，包括具有透气能力的防爆片与具有单向排气功能的阀门；所述的阀门为橡胶帽，通过一固定片安装于泄压阀上，所述固定片上设有多个通孔；灭火装置，包覆于电芯外侧。2.根据权利要求1所述的一种具有防爆消防功能的电池包，其特征在于，所述的防爆片为多孔防爆片，孔径为20
‑
50μm，孔隙率＞40%，厚度为2.8
‑
3.2mm，直径39
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41mm，10Kpa压差下通气流量大于20L/min、50Kpa压差下通气流量大于50L/min。3.根据权利要求1所述的一种具有防爆消防功能的电池包，其特征在于，所述的泄压阀设计有压力阀门，当内部气压压力大于外部1

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建，刘桃松，陈冬，相佳媛，胡雨萌，党志敏，张焱，于文志，冯朝棋，
申请(专利权)人：浙江南都电源动力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：