微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法技术

本发明专利技术涉及一种微型灭火器件，所述微型灭火器件包括筒形壳体和灭火剂，所述筒形壳体的内部具有筒体内腔，所述筒形壳体的至少一部分表面区域为温度敏感区域，所述温度敏感区域被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂，并暴露所述筒体内腔；所述灭火剂填充在所述筒体内腔中，所述灭火剂被配置为用于促使电池的电芯的至少一部分结构失效，进而阻断电芯的内部放热反应。上述微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法中，微型灭火器件内部的灭火剂可以使电解液、正极活性材料、负极活性材料等失效，使锂离子电池不再发生产热、产气的放热反应，将锂离子电池的热失效抑制在初级阶段，阻止锂离子电池导致热失控链式反应的发生。电池导致热失控链式反应的发生。电池导致热失控链式反应的发生。

【技术实现步骤摘要】
微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池由于其自身能量密度较高，且具有长循环寿命等特点，在电动汽车、储能电站等领域中得到了广泛应用，然而，随着消费者对锂离子电池能量密度需求的不断攀升，锂离子电池的安全事故也在逐年攀升。研究结果表明，大部分新能源汽车和储能电站的安全事故与锂离子电池相关。
[0003]目前，防止安全事故的方式通常选择在电解液中加入阻燃添加剂、对隔膜表面进行改性，或者采用热稳定性高的材料进行电极表面包覆以提高锂离子电池的热稳定性。但是，这些改性方法将不可避免地会降低锂离子电池的电化学性能、降低隔膜的孔隙率，并显著增加隔膜的厚度，不利于锂离子在隔膜中的有效传输。因此，研制出一种安全、有效的方式来预防锂离子电池的爆炸，便成为了本领域技术人员中亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要针对锂离子电池容易发生爆炸的技术问题，提供一种微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法。
[0005]本专利技术提供了一种微型灭火器件，所述微型灭火器件包括：
[0006]筒形壳体，所述筒形壳体的内部具有轴向的筒体内腔，所述筒形壳体的至少一部分表面区域为温度敏感区域，所述温度敏感区域被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂，并暴露所述筒体内腔；
[0007]灭火剂，所述灭火剂填充在所述筒体内腔中，所述灭火剂被配置为用于促使电池的电芯的至少一部分结构失效，进而阻断电芯的内部放热反应。
[0008]在其中一个实施例中，所述筒形壳体的温度敏感区域通过温度敏感物质构成。
[0009]在其中一个实施例中，所述温度敏感物质为橡胶材料、聚酯材料、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、聚己内酯、聚环氧乙烷、聚乙二醇、乙烯辛烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和聚丁二酸乙二醇酯中的至少一种。
[0010]在其中一个实施例中，所述筒形壳体采用温度敏感物质制作，所述筒形壳体的全部表面区域均构成所述温度敏感区域，所述筒形壳体被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂。
[0011]在其中一个实施例中，所述灭火剂为包含胺基、醇基、酯基、醚基和水合化合物中至少一者的物质。
[0012]在其中一个实施例中，所述微型灭火器件包括：
[0013]扩散剂，所述扩散剂填充在所述筒体内腔中，所述扩散剂被配置为用于促进所述灭火剂发生扩散。
[0014]在其中一个实施例中，所述筒形壳体为圆筒壳体或方筒壳体。
[0015]在其中一个实施例中，所述筒形壳体的厚度在1微米至10微米之间。
[0016]本专利技术还提供了一种锂离子电池的灭火方法，根据所述微型灭火器件，包括如下步骤：
[0017]将所述微型灭火器件安装在锂离子电池的电芯的内部；
[0018]在锂离子电池的电芯的内部温度上升至预设的敏感温度值时，所述微型灭火器件的筒形壳体发生的至少一部分表面区域发生破裂，将所述筒形壳体的筒体内腔中的所述灭火剂释放至锂离子电池的电芯的内部，促使所述电芯的至少一部分结构失效，进而阻断锂离子电池的电芯的内部放热反应。
[0019]在其中一个实施例中，包括如下步骤：
[0020]在所述微型灭火器件件的筒体内腔中填充扩散剂；
[0021]在锂离子电池的电芯的内部温度上升至预设的敏感温度值时，所述微型灭火器件的筒形壳体发生的至少一部分表面区域发生破裂，将所述筒形壳体的筒体内腔中的所述灭火剂和所述扩散剂释放至锂离子电池的电芯的内部，利用所述扩散剂促进所述灭火剂在锂离子电池的电芯的内部进行扩散，促使所述电芯的至少一部分结构失效，进而阻断锂离子电池的电芯的内部放热反应。
[0022]上述微型灭火器件以及锂离子电池的灭火方法中，当锂离子电池因滥用工况等原因而导致温度异常时，锂离子电池的电芯中的隔膜层会发生破裂或收缩，使电芯的正极层和负极层因相互接触而发生放热反应，导致锂离子电池的内部温度升高，此时内置于锂离子电池的电芯中的微型灭火器件能够在一定的敏感温度值下破裂，将微型灭火器件内部的灭火剂可以迅速释放出来，扩散至锂离子电池的整个电芯内部，灭火剂可以使电解液、正极活性材料、负极活性材料等失效，使锂离子电池不再发生产热、产气的放热反应，将锂离子电池的热失效抑制在初级阶段，阻止锂离子电池导致热失控链式反应的发生，从而阻止了锂离子电池的燃烧和爆炸发生，保障锂离子电池中每个电芯的安全性。微型灭火器件的筒形壳体可以供用户根据需求将合适数量的微型灭火器件装配在合适的位置，而且不同位置的微型灭火器件的数量多少还可以任意调整，有益于在易于生热的位置多放微型灭火器件，在不易于生热的位置可以适当减少放置数量，具有灵活的使用效果。
附图说明
[0023]图1为本专利技术一个实施例中提供的微型灭火器件的截面示意图。
[0024]附图标号：
[0025]100、筒形壳体；200、灭火剂；300、扩散剂；
[0026]110、筒体内腔。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术。但是本专利技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似改进，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0030]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0031]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型灭火器件，其特征在于，所述微型灭火器件包括：筒形壳体，所述筒形壳体的内部具有轴向的筒体内腔，所述筒形壳体的至少一部分表面区域为温度敏感区域，所述温度敏感区域被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂，并暴露所述筒体内腔；灭火剂，所述灭火剂填充在所述筒体内腔中，所述灭火剂被配置为用于促使电池的电芯的至少一部分结构失效，进而阻断电芯的内部放热反应。2.根据权利要求1所述的微型灭火器件，其特征在于，所述筒形壳体的温度敏感区域通过温度敏感物质构成。3.根据权利要求2所述的微型灭火器件，其特征在于，所述温度敏感物质为橡胶材料、聚酯材料、乙烯
‑
醋酸乙烯共聚物、低密度聚乙烯、聚己内酯、聚环氧乙烷、聚乙二醇、乙烯辛烯共聚物、乙烯丙烯酸共聚物和聚丁二酸乙二醇酯中的至少一种。4.根据权利要求2所述的微型灭火器件，其特征在于，所述筒形壳体采用温度敏感物质制作，所述筒形壳体的全部表面区域均构成所述温度敏感区域，所述筒形壳体被配置为能够在预设的敏感温度值发生破裂。5.根据权利要求1所述的微型灭火器件，其特征在于，所述灭火剂为包含胺基、醇基、酯基、醚基和水合化合物中至少一者的物质。6.根据权利要求1所述的微型灭火器件，其特征在于，所述微型灭火器件包括：扩散剂，所述扩散剂填充在所述筒体内腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟峰，冯旭宁，王莉，王贺武，欧阳明高，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：