一种可惰化电解液的热管及电池制造技术

本发明专利技术提出了一种可惰化电解液的热管及电池，属于储能电池技术领域，其包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体；容纳腔体内充注有导热惰化介质，导热惰化介质用于在电池发生热失控时将电解液惰化；容纳腔体上设置有压力突破口。本发明专利技术通过使导热惰化介质与电解液发生皂化反应，使电解液惰化，防止电池进一步发热，达到抑制热失控发生的目的，能够有效防止着火或爆炸的情况的发生。止着火或爆炸的情况的发生。止着火或爆炸的情况的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种可惰化电解液的热管及电池


[0001]本专利技术属于储能电池
，涉及储能电池的安全技术，具体为一种可惰化电解液的热管及电池。

技术介绍

[0002]近年来，随着锂电池的广泛应用，其安全问题越来越引起人们的重视。电池的短路、电池超过最大电流或最大电压时的过充、电池暴露于高温环境时导致的电解液分解等都会导致电池内部产生高压高温气体，导致电池的壳体变形，缩短了电池的使用寿命，严重时可引起着火或爆炸。
[0003]通用锂电池的电解液通常是将六氟磷酸锂溶解于非水性溶剂中形成混合溶液，其中，非水性溶剂主要是碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、丙烯碳酸酯和碳酸二乙酯等酯类物质；《锂电池电解液热稳定性研究》一文显示，电解液在温度达到60～85℃时，会发生变化，高于150℃时，六氟磷酸锂会发生吸热分解并在225℃时达到吸热分解速度达到最大。随着电池内部的温度持续升高，电解液会发生分解，造成电池热失控，分解产生的高压高温气体造成安全隐患，目前针对高压高温气体分解的抑制主要是通过向电解液腔内喷射灭火剂，防止电池着火，但是这种办法不能从根本上控制电池热失控时高压高温气体的继续分解和产生，电池依旧会存在爆炸的风险。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术不能从根本上控制电池热失控时高压高温气体的继续分解和产生，电池存在爆炸风险的问题，本专利技术提出了一种可惰化电解液的热管及电池。
[0005]本专利技术通过在容纳腔体内充注导热惰化介质，导热惰化介质不仅能将电芯正常工作时产生的热量传递给热管的蒸发段；同时在电池发生热失控时，在热失控产生的气体压力下压力突破口被打开，导热惰化介质从容纳腔体中释放出来与电解液发生皂化反应，使电解液惰化，对热失控进行抑制，能够有效防止着火或爆炸的情况的发生。
[0006]一种可惰化电解液的热管，包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体；所述容纳腔体内充注有导热惰化介质，所述导热惰化介质用于在电池发生热失控时将电解液惰化；所述容纳腔体上设置有压力突破口。
[0007]进一步限定，所述导热惰化介质为氨水、氢氧化钠饱和溶液、氢氧化钾饱和溶液、甲醇钠醇溶液、乙醇钠醇溶液或叔丁醇钠醇溶液。
[0008]进一步限定，所述热管本体内设置有导热工质和吸液芯，所述导热工质为热惰化介质，所述容纳腔体内导热惰化介质的液面与热管本体的吸液芯接触连接。
[0009]进一步限定，所述压力突破口处设置有密封组件。
[0010]进一步限定，所述压力突破口设置在容纳腔体的上表面；所述容纳腔体为圆盘状腔体结构或方形腔体结构。
[0011]进一步限定，所述密封组件为薄壁环形槽、泄爆膜或易熔金属件。
[0012]进一步限定，所述热管本体内的吸液芯为单层网芯、多层网芯、烧结粉末管芯或轴向槽道式管芯。
[0013]一种电池，包括电芯以及上述的可惰化电解液的热管，所述电芯与热管本体和容纳腔体均连接。
[0014]进一步限定，所述电芯为卷绕式电芯，所述卷绕式电芯的电极片环绕在热管本体的外侧，且所述卷绕式电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体对卷绕式电芯进行承托。
[0015]进一步限定，所述电芯为方形电芯，所述方形电芯的外侧分布有多个热管本体，且多个热管本体均与方形电芯接触，所述方形电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体对方形电芯进行承托。
[0016]进一步限定，所述电池还包括电池箱，所述电池箱的内腔为电解液腔，所述容纳腔体和电芯均置于电解液腔内；所述热管本体的蒸发段置于电解液腔内，冷凝段贯穿电池箱置于电解液腔外；所述热管本体内导热惰化介质的充注量和容纳腔体内导热惰化介质的充注量之和大于等于电解液腔内电解液的充注量的2倍。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0018]1、本专利技术一种可惰化电解液的热管，其包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体，在容纳腔体内充注有导热惰化介质，在容纳腔体上设置有压力突破口。容纳腔体内的导热惰化介质在电芯正常工作时，可将电芯产生的热量传导至热管本体上，通过热管本体将热量导出、冷却。若电池发生热失控，电解液腔内产生气体的气压将压力突破口打开，容纳腔体内的导热惰化介质沿着压力突破口释放至电解液腔内，与电解液腔内的电解液发生皂化反应，导热惰化介质是碱类物质，电解液中的非水性溶剂为酯类物质，两者之间进行皂化反应，生成固态物质羧酸盐，电解液中的非水性溶剂的含量一般在80～90％，在高温环境中非水性溶剂会发生热分解，产生可燃气体。皂化反应之后使电解液粘度变大，或将电解液固化，破坏了电解液溶液的平衡环境，使得电解液中正离子和负离子活动迁移缓慢或停止迁移的现象，没有非水性溶剂进行气体分解，达到抑制热失控发生的目的，能够有效防止着火或爆炸的情况的发生。
[0019]2、本专利技术的导热惰化介质为氨水、氢氧化钠饱和溶液、氢氧化钾饱和溶液、甲醇钠醇溶液、乙醇钠醇溶液或叔丁醇钠醇溶液。水与醇类物质都能够满足作为导致介质的要求，同时这些物质都是碱类物质，也能够满足发生皂化反应的要求。
[0020]3、在压力突破口处设置有密封组件，密封组件只有在电解液腔内的气体压力达到极限时才能将压力突破口打开，在电池正常工作时使压力突破口处于密封状态，防止导热惰化介质泄露，影响电池工作。
[0021]4、本专利技术的一种电池，其包括电芯以及本专利技术的可惰化电解液的热管，电芯与热管本体和容纳腔体均连接；若电芯为卷绕式电芯，卷绕式电芯的电极片环绕在热管本体的外侧，这样设置既能够更好地将电芯工作时产生的热量进行高效地导出，又能通过热管本体对卷绕式电芯进行支撑；卷绕式电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体可对卷绕式电芯进行承托；若电芯为方形电芯，在方形电芯的外侧分布有多个热管本体，多个热管本体均与方形电芯接触，通过多个热管本体对电芯工作时产生的热量进行传导，能够提高方形电芯的散热效率，将方形电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体对方形电芯进行承托。
[0022]5、本专利技术的一种电池，其还包括电池箱，电池箱的内腔为电解液腔，热管本体内导
热惰化介质的充注量和容纳腔体内导热惰化介质的充注量之和大于等于电解液腔内电解液的充注量的2倍，能够使得导热惰化介质与电解液充分反应，使电解液在短时间内完全惰化，提高电池热失控的控制效率。
附图说明
[0023]图1为实施例1的热管的结构示意图；
[0024]图2为实施例2的热管的结构示意图；
[0025]图3为实施例3的热管的结构示意图；
[0026]其中，1
‑
热管本体，2
‑
容纳腔体，3
‑
薄壁环形槽，4
‑
泄爆膜，5
‑
易熔金属片。
具体实施方式
[0027]下面结合附图及实施例对本专利技术的技术方案进行进一步地解释说明，但本专利技术并不限于以下说明的实施方式。
[0028]本专利技术一种可惰化电解液的热管，包括热管本体1以及与热管本体1连接的容纳腔体2；容纳腔体2内充注有导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可惰化电解液的热管，其特征在于，包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体；所述容纳腔体内充注有导热惰化介质，所述导热惰化介质用于在电池发生热失控时将电解液惰化；所述容纳腔体上设置有压力突破口。2.如权利要求1所述的一种可惰化电解液的热管，其特征在于，所述导热惰化介质为氨水、氢氧化钠饱和溶液、氢氧化钾饱和溶液、甲醇钠醇溶液、乙醇钠醇溶液或叔丁醇钠醇溶液。3.如权利要求2所述的一种可惰化电解液的热管，其特征在于，所述热管本体内设置有导热工质和吸液芯，所述导热工质为热惰化介质，所述容纳腔体内导热惰化介质的液面与热管本体的吸液芯接触连接。4.如权利要求3所述的一种可惰化电解液的热管，其特征在于，所述压力突破口处设置有密封组件。5.如权利要求4所述的一种可惰化电解液的热管，其特征在于，所述压力突破口设置在容纳腔体的上表面；所述容纳腔体为圆盘状腔体结构或方形腔体结构。6.如权利要求5所述的一种可惰化电解液的热管，其特征在于，所述密封组件为薄壁环形槽、泄爆膜或易熔金属件。7.如权利要求6所述的一种可惰化电解液的热管，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，雷政军，郑高峰，马全博，翟腾飞，
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：