一种用于锂电池的电池箱安全结构制造技术

本申请公开了一种用于锂电池的电池箱安全结构，包括电池箱，所述电池箱内设有电池模组，还包括与所述电池模组泄爆口连接的冷却腔，与所述冷却腔连接的吸附腔；其中，所述冷却腔和吸附腔均可以设置在所述电池箱内部，或，设置在所述电池箱外部。本申请电池箱中的冷却材料在电池正常工作时，可以对电池模组进行冷却降温处理，当电池箱中的电池模组发生热失控而导致电池模组的泄压口打开，电池内部的各种物质向外喷放时，冷却腔中的冷却材料对喷放的物质进行降温，使得喷放物质中的部分固体颗粒以及气化的电解液重新冷凝，并对气态物质进行降温为后续喷放物质中的可燃气体吸附创造条件。件。

【技术实现步骤摘要】
一种用于锂电池的电池箱安全结构


[0001]本申请属于电池
，涉及一种用于锂电池的电池箱安全结构。

技术介绍

[0002]锂电池是一种具有能量高，高电压、使用寿命长、对环境无危害、无记忆性的新型电池，传统结构的锂电池在工作过程中会产生大量的热量，而锂电池材料的导热性能差，所以此种结构的锂电池内部的热量会迅速累积，使得锂电池温度过高，进一步可能造成锂电池性能下降或者热失控，严重的会引起燃烧或爆炸等危险后果。
[0003]锂电池的安全结构上有提高散热性，对电池进行降温等处理方式，设置泄压口、收集气囊等方式。提高电池散热性与对电池进行降温是对电池进行事前安全措施，设置泄压口与收集气囊则是对电池真正发生热失控的一种安全补救措施。而一旦锂电池发生热失控而导致泄压口打开时，其内部的电解液、正负极材料等物质会随着电池内部高温一同喷到环境中，这些物质特别是电解液是极易可燃的物质，喷出时温度就在其自燃点以上，它们在空气中会立即燃烧起来，将电池附近的其他物质引燃，从而造成二次损害。一般认为锂电池发生热失控而导致的火灾难以被扑灭，只能等着电池内部的可燃物燃烧殆尽，因此一旦电池发生热失控时，其安全结构要解决的主要问题是减少二次损害。
[0004]专利CN109088109A等公开了一种安全电池，其包括电池组件和安全气囊，在泄压口外部设置收集气囊，并将电池热失控时产生的气体进行收集，然后用更多的惰性气体对其进行稀释，使的混合气体具有不燃性。这种处理方式一方面因为电池泄压口喷出的高温气体对收集气囊的耐温性有较高的要求，另一方面，大容量电池一旦发生热失控，其释放的气体量也是非常大，再加上用数倍体积的惰性气体稀释后，其气囊体积将非常巨大。因此这种收集加稀释的方式不适合大容量电池，仅适合容量较小的电池。
[0005]专利CN203225319U/CN201420537958X/CN2015210933522/CN 108417757A等提供吸附结构以及吸附剂的专利，均是直接对电池喷出的高温物质直接进行吸附，而缺少对其进行冷却的环节。一般的吸附剂(如活性炭，分子筛等)吸附时，吸附剂的温度越高其吸附效果越差，如活性炭对气体物质的吸附温度在50℃以下，而电池热失控时喷出气体的温度一般要高于300℃，而这一温度下活性炭将失去对气体物质的吸附功能，反而对其吸附的物质有脱附功能，虽然这一温度下吸附剂能吸收气化的电解液，但无法吸附电池热失控时产生的氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体物质，这些物质仍然会在电池热失控时发生爆炸的危险，因此在吸附前对需要电池喷出的各种物质进行降温处理是必须进行的前置条件。
[0006]专利102934278A公开了一种电池以及电池系统，其在电池热失控物质吸附前有设置冷却的环节，但是它用一个散热装置，或者说散热器对电池热失控是喷出的物质进行冷却，这样的冷却方式是用另一个系统来冷却此电池系统，这样做势必是电池系统变得复杂、且成本提高。而其他的设置冷却环节的专利如CN204271170U/CN 105977521 A/CN 111640891 A等其冷却物质要么为可分解产生气体来吸热的化合物，要么为可气化产生气体来吸热的化合物，这样是可以达到降低电池热失控时温度的目的，但是短时间内这些冷
却物质产生的大量气体加之电池热失控时释放的气体同时向外排放，也有可能引起爆炸等事故。再者使用这类冷却材料，其后续如果设置吸附材料，则吸附材料用量将是非常之大，以至于想达到吸附可燃气体的目的变得不切实际。

技术实现思路

[0007]为解决上述技术问题，本申请的采用技术方案如下：
[0008]本申请实施例提供一种用于锂电池的电池箱安全结构，包括电池箱，所述电池箱内设有电池模组，其特征在于，还包括与所述电池模组泄爆口连接的冷却腔，与所述冷却腔连接的吸附腔；其中，所述冷却腔和吸附腔均可以设置在所述电池箱内部，也可设置在所述电池箱外部。
[0009]在本申请提供的实施例中，所述冷却腔设置在所述电池箱内部时，所述冷却腔将电池模组包覆；所述冷却腔既可以对正常工作的电池模组降温，也可以对电池热失控时产生的高温气体进行降温。
[0010]进一步地，所述电池模组还可以设置在所述冷却腔内部；所述冷却腔内填充有冷却材料，所述冷却材料与所述电池模组的一个或多个外表面紧贴设置。可选地，所述冷却材料将所述电池模组进行包裹。所述冷却材料既可以对正常工作的电池模组降温，也可以对电池热失控时产生的高温气体进行降温。
[0011]优选的，所述电池模组泄压口设置在远离所述吸附腔的一侧。
[0012]优选的，所述冷却腔与吸附腔之间设有多孔隔板；所述多孔隔板为多孔金属网、多孔金属板、无机/有机纤维网中的一种或几种；所述无机/有机纤维网为硅酸铝纤维棉、玻璃纤维棉、石棉、无纺布中的一种或几种。
[0013]进一步地，在本申请提供的实施例中，所述冷却材料为陶瓷球、蜂窝陶瓷片、多孔陶瓷、金属材料、石墨棒中的一种或者多种；所述陶瓷球、蜂窝陶瓷片和多孔陶瓷的成分为碳化硅。
[0014]进一步地，在本申请提供的实施例中，所述吸附腔中填充有活性炭、多孔二氧化硅、分子筛、多孔陶瓷、氧化铝、沸石、吸附树脂中的一种或者多种。
[0015]进一步地，在本申请提供的实施例中，所述吸附腔上设有排气口；所述排气口上设有能够密封吸附腔的防潮膜；所述的排气口外部连接排气管道，或，气囊。
[0016]本申请有益的效果在于：
[0017]1、电池箱中的冷却材料在电池正常工作时，可以对电池进行冷却降温处理，能够起到预防电池发生热失控的风险，不用单独设置对电池降温的结构和高温气体冷却腔，将冷却材料设置在电池箱能够有效地减小电池箱体积和节省成本。
[0018]2、当电池箱中的电池组发生热失控而导致电池组的泄压口打开，电池内部的各种物质向外喷放时，首先到达冷却腔，通过冷却腔中的冷却材料对喷放的物质进行降温，使得喷放物质中的部分固体颗粒以及气化的电解液重新冷凝，并对气态物质进行降温为后续喷放物质中的可燃气体吸附创造条件，而且由于本申请均采用物理冷却的材料对电池热失控时喷出的物质进行降温，这类物质降温效果较好，性质稳定，更重要的是无气体产生，因此使得的后续的吸附材料吸附时的用量及吸附负荷大大降低。
[0019]3、吸附腔填充的吸附材料对冷却腔经过降温的可燃气体、液体以及固体物质进行
吸附，从而大幅减少了排放到环境中的可燃气体量以及总气量。这样经过冷却腔以及吸附腔的后排放的气体中可燃气体温度可以降低到其自燃点以下，气体浓度降低到其爆炸极限以下。而在冷却材料和吸附材料合适的用量组合下，其排放到环境中的少了气体可以达到无色无味不燃的效果，从而避免了电池因为热失控导致的爆炸、着火等二次灾害，也降低了对环境的污染。
[0020]本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于锂电池的电池箱安全结构，包括电池箱，所述电池箱内设有电池模组，其特征在于，还包括与所述电池模组泄爆口连通的冷却腔，和与所述冷却腔连通的吸附腔；所述冷却腔既可以对正常工作的电池模组降温，也可以对电池热失控时产生的高温气体进行降温。2.如权利要求1所述的一种用于锂电池的电池箱安全结构，其特征在于，所述冷却腔内填充有冷却材料，所述冷却材料与所述电池模组的一个或多个外表面紧贴设置。3.如权利要求1所述的一种用于锂电池的电池箱安全结构，其特征在于，所述电池模组的泄压口设置在远离所述吸附腔的一侧。4.如权利要求1所述的一种用于锂电池的电池箱安全结构，其特征在于，所述冷却腔与吸附腔之间设有多孔隔板。5.如权利要求4所述的一种用于锂电池的电池箱安全结构，其特征在于，所述多孔隔板为多孔金属网、多孔金属板、无机/有机纤维网中的一种或几种。6.如权利要求5所述的一种用于锂电池的电池箱安全结构，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑高锋，雷政军，翟腾飞，刘毅，张三学，
申请(专利权)人：陕西奥林波斯电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：