本实用新型专利技术提供一种电池热失控烟气处理装置和电池，主要解决现有电池热失控烟气处理方式处理不彻底，且处理装置体积较大、结构复杂的问题。该电池热失控烟气处理装置包括相连接的反应单元和吸附单元；反应单元包括N个串联的反应装置，反应装置内设置有反应物质，反应物质能够与可燃气体和/或酸性气体发生化学反应，使得可燃气体和酸性气体转变为不可燃烧气体和不可燃烧物质；吸附单元包括M个串联的吸附装置，吸附装置内填充有冷却材料和/或吸附材料，用于对反应后的烟气进行冷却和/或吸附处理。该装置对电池热失控烟气的处理更加彻底，确保处理后的气体不可燃烧，使得电池安全性大幅提升。性大幅提升。性大幅提升。
【技术实现步骤摘要】
一种电池热失控烟气处理装置和电池
[0001]本技术属于电池领域，具体涉及一种电池热失控烟气处理装置和电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池储能领域的进一步发展，锂离子电池的安全使用也受到关注。由于锂离子电池的原理和结构特性，在反复使用过程中常因内阻发热产生较大热量，而且热量会逐渐增加，如果堆积的热量没有得到有效散发，温度则会进一步升高，当温度达到极限时，电池的热平衡则会被破坏，引发一连串的自加热副反应，产生大量的可燃气体，出现“热失控”现象，最终会导致电池内部着火，严重时引发爆炸，对使用者的人身安全造成隐患。
[0003]中国专利申请CN108417757A提供了一种安全型锂电池及其制备方法，该方案中的锂电池包括电芯和安全防爆装置，所述安全防爆装置为物料袋，所述物料袋内部设置有气体吸附体，所述气体吸附体为活性炭、分子筛或活性炭与分子筛的混合物，该方案中直接对电池喷出的高温物质直接进行吸附。但是采用的吸附剂如活性炭、分子筛等吸附时，吸附物质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均高于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。
[0004]中国专利申请CN112870969A公开了一种动力锂电池电池组热失控烟气催化净化系统，该系统包括外壳，外壳内安装有电池组；外壳顶部下表面设有烟雾传感器；外壳和外壳顶部均设有夹层，并且相互连通，夹层内设有空气净化材料。该系统采用吸附剂以及催化剂处理电池燃烧产生的烟雾，经过吸附、催化转化处理有毒的烟雾转变为净化气体在排放到空气中，减少了机组人员以及乘客因吸入有毒气体中毒的危险，同时也减少了因温度过高、烟气浓度过大而引发燃烧爆炸的风险，但是，该种处理方式只能处理较为少量的烟雾，且只能处理有毒的烟雾气体，处理方式不彻底。
技术实现思路
[0005]为解决现有电池热失控烟气处理方式处理不彻底，且处理装置体积较大、结构复杂的问题，本技术提供一种电池热失控烟气处理装置和电池。
[0006]为达到上述目的，本技术的技术方案是：
[0007]一种电池热失控烟气处理装置，包括相连接的反应单元和吸附单元；所述反应单元包括N个串联的反应装置，所述反应装置内设置有反应物质，所述反应物质能够与可燃气体和/或酸性气体发生化学反应，使得可燃气体转变为不可燃烧气体，使得酸性气体转变为不可燃烧物质或降低其腐蚀性，N为大于等于1的整数；所述吸附单元包括M个串联的吸附装置，所述吸附装置内填充有冷却材料和/或吸附材料，用于对反应后的烟气进行冷却和/或
吸附处理，M 为大于等于1的整数。
[0008]进一步地，所述反应物质为金属氧化物和/或碱性化合物，所述金属氧化物用于与可燃气体发生还原反应，使得可燃气体转变为不可燃气体，所述碱性化合物用于与酸性气体进行中和反应，使得酸性气体转变为不可燃烧物质或降低其腐蚀性质。
[0009]进一步地，所述金属氧化物为还原氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁、氧化铝、氧化钴、氧化铬、氧化钨中的一种或多种。
[0010]进一步地，所述碱性化合物为强碱、强碱弱酸盐、碱性有机物中的一种或多种。
[0011]进一步地，所述冷却材料为陶瓷球、蜂窝陶瓷体、二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化钛中的一种或者多种的组合。
[0012]进一步地，所述吸附材料为活性炭、石墨、氧化铝、蒙脱石、硅酸盐、磷酸盐、多孔玻璃中的一种或多种的组合。
[0013]进一步地，相邻的反应装置和/或吸附装置通过弯管串联，弯管内形成热失控烟气通过的缓冲回流腔。
[0014]进一步地，最后一个吸附装置的出口处还连接有气体采集袋，用于收集处理过的热失控烟气。
[0015]进一步地，所述反应装置和吸附装置采用受力、耐压性较好的圆形罐体。
[0016]同时，本技术还提供一种电池，包括上述的电池热失控烟气处理装置。
[0017]和现有技术相比，本技术技术方案具有如下优点：
[0018]1.本技术提供的电池热失控烟气处理装置中，先通过反应物质对热失控烟气中的可燃气体和/或酸性气体进行化学处理，将可燃气体和酸性气体转变为不可燃烧气体和不可燃烧物质，或者降低酸性气体的腐蚀性，降低热失控烟气中的可燃气体和酸性气体比例，随后采用冷却材料和/或吸附材料进行处理，高温挥发出的电解液小液滴经过等冷却材料冷却回流到回流腔体中，通过吸附材料吸附剩余可燃气体，该装置对电池热失控烟气的处理更加彻底，确保出气口出来的气体不可燃烧，使得其安全性大幅提升。
[0019]2.本技术提供的电池热失控烟气处理装置中，电池热失控烟气经过反应单元可以使得可燃气体和酸性气体转变为不可燃烧气体和不可燃烧物质，或者降低酸性气体的腐蚀性，从而可以减少后端冷却材料和吸附材料的用量，使得后端的吸附装置的成本较小，并增加了后端吸附装置的使用寿命。
[0020]3.本技术提供的电池热失控烟气处理装置中，相邻的反应装置和/或吸附装置通过弯管进行组装，使得其安装和拆卸方便，适用于现有大部分单体电池和组装电池，且无需对现有电池的结构进行更改，处理成本较低，适用范围较广。
[0021]本技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
[0022]图1为本技术实施例1、实施例4、实施例5中电池热失控烟气处理装置的结构示意图；
[0023]图2为本技术实施例1、实施例4、实施例5中吸附装置内设置多孔板的结构示意图；
[0024]图3为本技术实施例2、实施例3中电池热失控烟气处理装置的示意图；
[0025]图4为本技术实施例6中电池含有电池热失控烟气处理装置结构示意图。
[0026]附图标记：1
‑
反应装置，2
‑
吸附装置，3
‑
弯管，4
‑
多孔板，5
‑
连接杆，6
‑ꢀ
弹簧，7
‑
电池壳体。
具体实施方式
[0027]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本技术的技术原理，目的并不是用来限制本技术的保护范围。
[0028]大容量电池热失控的高温烟气中，可燃气体主要为氢气、一氧化碳，二者占比约在50％左右，同时，该高温烟气还包括部分酸性气体，主要为氟化氢。由于氢气分子量小，吸附相对困难，需要大量吸附剂。本技术利用氢气、一氧化碳的还原性，在加热条件下还原氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁、氧化铝、氧化钴、氧化铬、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电池热失控烟气处理装置，其特征在于，包括相连接的反应单元和吸附单元；所述反应单元包括N个串联的反应装置，所述反应装置内设置有反应物质，所述反应物质能够与可燃气体和/或酸性气体发生化学反应，使得可燃气体转变为不可燃烧气体，使得酸性气体转变为不可燃烧物质或降低其腐蚀性，N为大于等于1的整数；所述吸附单元包括M个串联的吸附装置，所述吸附装置内填充有冷却材料和/或吸附材料，用于对反应后的热失控烟气进行冷却和/或吸附处理，M为大于等于1的整数。2.根据权利要求1所述的电池热失控烟气处理装置，其特征在于，所述反应物质为金属氧化物和/或碱性化合物，所述金属氧化物用于与可燃气体发生还原反应，使得可燃气体转变为不可燃气体，所述碱性化合物用于与酸性气体进行中和反应，使得酸性气体转变为不可燃烧物质或降低其腐蚀性。3.根据权利要求2所述的电池热失控烟气处理装置，其特征在于，所述金属氧化物为还原氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁、氧化铝、氧化钴、氧化铬、氧化钨中的一种。4....
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓宇，雷政军，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：新型
国别省市：
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