一种大容量电池的安全保护结构制造技术

本申请公开了一种大容量电池的安全保护结构，包括电池单元、通过金属波纹管与所述电池单元泄压口连接的多功能腔室；所述多功能腔室既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。本申请在多功能腔室中气化的电解液和产生的气体被冷却降温和吸附，经过该过程的气体基本上可以达到直接排放的标准，并实现了对大容量电池的安全保护，大大降低或杜绝了电池火灾的发生。火灾的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种大容量电池的安全保护结构


[0001]本申请属于电池
，涉及一种用于大容量电池的安全保护结构。

技术介绍

[0002]锂离子电池作为一种新能源电池，具有能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、贮存寿命长等优点，已成为新一代绿色环保电池，迅速成为电源市场的新庞。
[0003]新能源电池是为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车等提供动力的蓄电池。然而，在使用时电池的过热、过充、过放会导致电池内部集热，大量热量堆积导致电池内部温度上升，当温度上升至电池所能承受的极限时会出现热失控，当电池热失控时会产生大量可燃混合气，例如：H2、CO、CH4等，这些可燃混合气在电池内部积聚使电池内部压力上升，当电池内部压力达到一定界限后，电池会自身泄爆将可燃混合气释放到电池仓内，可燃混合气与氧气接触极易引发火灾。
[0004]专利CN206490105U公开了一种电池安全保护装置，该电池安全保护装置，通过将蓄电池安放在防护壳内部的橡胶套内，并由压板进行压紧固定，从而对蓄电池起到防震防摔保护，并且通过顶盖对防护壳进行封闭，保证防护壳的密封性，供电线上连接有保险丝管，可以有效避免供电线短路而造成蓄电池损坏的情况，这种结构对单体电池能够起到一定的加固保护作用，但对于大容量电池来说，从结构，材料，电路等方面进行如此改造工作量很大，结构非常复杂，且成本高昂，不适合大容量电池使用，因此这种方式只针对单体电池有效，对大容量电池意义不大。
[0005]专利CN203553223U公开了一种大容量锂离子电池包的安全结构，该电池包的安全结构，是当电池因内在或外在原因导致其内部电解液冲破防爆膜后，其内部的电解液便会从安全阀开启孔中进入导流槽，并经过流孔进入壳体的第一收容空间，由于第一收容空间上盖设有盖体，因此，可将流出的电解液与空气隔离，从而保障了电池包的安全使用。该专利只是通过一个特定的结构将电解液被收集到一个密闭空间中，喷出的电解液与电芯的完全隔离，从而实现消除或降低火灾和爆炸的可能性；但根本上没有对电解液进行任何后处理，危险源依然存在，所以对大容量电池来说实用性不大。
[0006]专利CN202308224U公开一种锂电池被动安全概念的锂离子电池安全吸收装置，包括有电池本体，所述的电池本体为矩形或圆柱形，其内含有电解液；所述电池本体上设有安全阀；所述电池本体上装设有安全吸收装置；安全阀与安全吸收装置相连通。该专利是对单体电池的电解液和气体进行收集的，没有解决电池的中电解液和气体的处理的问题。

技术实现思路

[0007]针对上述现有技术大多是将电池发生热失控后产生的电解液蒸汽及电解液受热分解后产生的气体直接外排或暂时收容于某种特定结构中，依然没有从本质上减轻或消除电池热失控所带来的潜在危险因素，电池依然存在燃烧甚至爆炸的危险，为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：
[0008]本申请实施例公开了一种大容量电池的安全保护结构，包括电池单元、通过软管与所述电池单元泄压口连接的多功能腔室；所述多功能腔室既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。所述软管为金属波纹管。
[0009]在本申请提供的实施例中，所述电池单元包括N个单体电池形成的电池组，N≥1；所述电池组中的N单体电池使用一个多功能腔室。所述多功能腔室设有预留孔，所述预留孔的数量为和所述电池组中单体电池的数量一致，为N个，N≥1；所述预留孔位置和电池组内单体电池的泄压口位置对应。
[0010]在本申请提供的实施例中，所述多功能腔室为圆筒状；所述多功能腔室由外向内依次设有隔离网层、内衬材料层、以及多功能材料层；所述隔离网层、内衬材料层、以及多功能材料层形成圆筒状。所述多功能材料层填充有同时具备冷却降温和吸附功能的多功能材料。所述多功能材料为硅藻土、氧化铝、二氧化硅、大孔吸附树脂、层析用硅胶其中的一种或多种组合。所述内衬材料层填充有玻璃纤维棉、无纺布、硅酸铝棉、石棉其中的一种或多种。所述隔离网层为密目式铁丝网、密目式不锈钢网、普通钢丝网其中的一种。
[0011]在本申请提供的实施例中，所述电池单元的泄压口和所述多功能腔室的预留孔均焊接有单外丝螺纹接头；其中，所述泄压口与所述单外丝螺纹接头的无外丝一端通过焊接固定，所述预留孔和所述单外丝螺纹接头的无外丝一端通过焊接固定。所述金属波纹管为两端均带有内螺纹的金属波纹管；所述金属波纹管中的一端与多功能腔室预留孔上的单外丝螺纹接头螺纹连接，另一端与电池单元泄压口上的单外丝螺纹接头螺纹连接。
[0012]在本申请提供的实施例中，所述多功能腔室上方还设有排气管。所述排气管中设有气体单向阀。
[0013]本申请采用将所有单体电池热失控时产生的有害物质和气体导入一个多功能腔室中，对各个电池单体由于热失控所产生的有毒有害气体以及喷射出的电解液具有冷却降温和吸附的多重功效，减少或杜绝对其他电池单体或电池模组的影响，适合于大容量电池的安全保护。
[0014]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
[0015]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本申请实施例的整体结构示意图。
[0017]图2为本申请实施例的多功能腔室外部结构示意图。
[0018]图3为本申请实施例的多功能腔室内部结构示意图。
[0019]图4为本申请实施例的单体电池焊接部位结构示意图。
[0020]图5为本申请实施例的金属波纹管的机构示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本申请做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
[0022]应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
[0023]下面结合附图对本申请的技术方案进行详细的说明。
[0024]如图1至5所示，本申请实施例公开了一种大容量电池的安全保护结构，包括电池单元7、通过软管5与所述电池单元7泄压口6连接的多功能腔室3；所述多功能腔室3既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。所述软管5为金属波纹管。
[0025]所述电梯电池设有注液孔8。
[0026]在本申请提供的实施例中，所述电池单元7包括N个单体电池形成的电池组，N≥1；所述电池组中的N单体电池使用一个多功能腔室。所述多功能腔室设有预留孔，所述预留孔的数量为和所述电池组中单体电池的数量一致，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，包括电池单元、通过软管与所述电池单元泄压口连接的多功能腔室；所述多功能腔室既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。2.如权利要求1所述的一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，所述软管为金属波纹管。3.如权利要求2所述的一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，所述电池单元包括N个单体电池形成的电池组，N≥1；所述电池组中的N单体电池使用一个多功能腔室。4.如权利要求2所述的一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，所述多功能腔室设有预留孔，所述预留孔的数量为和所述电池组中单体电池的数量一致，为N个，N≥1；所述预留孔位置和电池组内单体电池的泄压口位置对应。5.如权利要求1所述的一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，所述多功能腔室为圆筒状；所述多功能腔室由外向内依次设有隔离网层、内衬材料层、以及多功能材料层；所述隔离网层、内衬材料层、以及多功能材料层形成圆筒状。6.如权利要求5所述的一种大容量电池的安全保护结构，其特征在于，所述多功能材料层填充有同时具备冷却降温和吸附功能的多功能材料。7.如权利要求6所述的一种大容量电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨战军，雷政军，郑高锋，翟腾飞，张三学，刘毅，
申请(专利权)人：陕西亚典娜电力能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：