[发明专利]锂离子电池和电池包

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池和电池包。

背景技术

随着锂离子电池在电动汽车和电网储能等领域中的应用日趋广泛，锂离子电池的安全性能也越来越受到重视。锂离子电池安全问题的起因通常是热失控。

当锂离子电池发生热失控时，锂离子电池内的活性材料的放热量可以达到几百焦耳每克，瞬间产热可引起活性材料与电解液之间剧烈的氧化还原反应，产生大量的可燃性气体，这些气体使电池内压急剧升高，从而冲破防爆阀形成快速的气体流动，喷出的可燃性气体与空气接触并混合；同时，在电池内部可燃性气体喷出的过程中，会带出大量高温的固体颗粒，这些固体颗粒形成明亮的火星并点燃空气与可燃性气体的混合物，从而导致发生燃烧、爆炸。

中国专利申请公开号CN103474599A公开了一种带通孔网罩的具有理想安全性的锂离子电池和电池包，其通过网罩来过滤掉高温的固体颗粒，达到使可燃性气体与高温固体颗粒分离的目的。然而，本申请发明人发现中国专利申请公开号CN103474599A的网罩仍然存在一些缺陷：当电池发生热失控时，电池内部的可燃性气体会带着高温固体颗粒快速喷出，由于网罩上的通孔仅设置于网罩的顶面上并位于气体喷出的方向上，如果网罩顶面上的通孔过大，在高速气流的作用下，高温固体颗粒会从电池内部喷出，引起燃烧、爆炸；而且，通孔过大会使网罩的强度降低，在混合有高温固体颗粒的高速气流的冲击下，网罩易损坏；如果通孔过小，气流又无法及时从电池内部排出，降低排气效率，并且，电池内部发生失控时，溶化的塑胶件、随气流喷出的固体颗粒或金属熔渣易堵塞网孔，使电池内压急剧升高，引起爆炸的风险较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种安全性能好的锂离子电池和电池包。

本发明是这样实现的，提供一种锂离子电池，包括电池壳体、安装于所述电池壳体上的电池顶盖，以及设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的泄压阀；还包括设置在所述电池壳体和/或所述电池顶盖上的与泄压阀固定配合的安全防护装置；所述安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁上。

进一步地，所述气流通道结构仅设置在所述侧壁上。

进一步地，所述气流通道结构包括形成在所述侧壁上的至少一个开口结构、至少一个通孔阵列或至少一个缺口。

进一步地，当所述气流通道结构为通孔阵列时，所述通孔阵列中每一通孔的面积不小于1mm²。

进一步地，所述遮挡板上设有多个通孔；所述遮挡板上的每个通孔的面积小于1mm²。

进一步地，所述气流通道结构包括间隔地形成在所述侧壁上的第一气流通道和第二气流通道；所述第一气流通道为开口结构、通孔阵列或缺口中之一；所述第二气流通道为开口结构、通孔阵列或缺口中之一；所述第一气流通道和所述第二气流通道的结构不同。

进一步地，所述泄压阀包括泄压孔；所述气流通道结构的面积之和不小于所述泄压孔面积的0.5倍。

进一步地，当所述第一气流通道或所述第二气流通道为通孔阵列时，所述通孔阵列中每一通孔的面积不小于1mm²。

进一步地，所述锂离子电池还包括收容于所述电池壳体中的电芯；所述安全防护装置设置在所述电芯与所述电池顶盖之间；所述安全防护装置的高度比所述电池顶盖上与所述电芯相邻的表面到所述电芯的最小距离小至少1mm；所述安全防护装置的宽度与所述电池壳体的内表面间距不小于1mm；所述安全防护装置的长度比所述电芯正负极耳最小间距小至少1mm。

进一步地，所述安全防护装置还包括连接部；所述连接部设置在所述侧壁的端部并与所述遮挡板间隔设置；所述侧壁通过所述连接部与所述电池壳体或所述电池顶盖连接。

进一步地，所述锂离子电池还包括另一安全防护装置；所述另一安全防护装置和所述安全防护装置设置在所述泄压阀的两侧，并分别覆盖所述泄压阀；所述另一安全防护装置包括与所述泄压阀相对的遮挡板、侧壁和气流通道结构；所述侧壁自所述遮挡板朝向所述电池壳体或所述电池顶盖延伸并与所述电池壳体或所述电池顶盖连接；所述气流通道结构形成在所述侧壁和/或遮挡板上。

进一步地，所述安全防护装置由金属材料或无机非金属陶瓷材料制成。