[实用新型]一种防止起火爆炸的电芯结构和具有该电芯结构的锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种防止起火爆炸的电芯结构和具有该电芯结构的锂离子电池。

背景技术

由于不可再生能源危机和环境污染严重，加速了绿色环保高性能锂离子电池的发展，应用领域由数码产品领域延伸到交通动力、储能、航天、通信备用电源等领域；对锂离子电池的需求也由原先的几百毫安时发展到上百甚至上千安时，由于容量的提升，安全因素将更加难以控制，现在高容量锂离子电池安全性是众多企业研究的课题。

中国专利文献（公告日：2011年8月10日，公告号：CN201927668U）公开了一种防止锂离子电池过充、短路引起燃烧之结构，电池与电路板连接，电路板上有取样点，取样点连接电池；在电路板正极与电池正极端相连接的位置设有阻燃层，阻燃层将电池正极一端除导电触头外的其它位置与电路板的正极输入端阻隔开；取样点与电池之间设有阻燃层，阻燃层将取样点与电池之间阻隔开；电池正极一端设有绝缘圈。本实用新型在电路板正极输入端与电池正极端之间、电路板取样点与电池之间设置阻燃材料，即使电池发生过充、短路等状况导致温度上升，由于阻燃材料将电池与电路板正极输入端阻隔开来，因此可防止电路板及电池起火燃烧，确保电池安全性；另外，在电池的正极一端加设一绝缘圈，可进一步增强电池绝缘性能。

中国专利文献（公告日：2013年6月26日，公告号：CN203026604U）公开了一种软包锂电池的电芯结构，包括负极片、隔膜和正极片，正极片和负极片上均设有极耳，负极片包括集流体铜箔以及涂布其上的负极活性物质、粘接剂和导电碳粉，正极片包括集流体铝箔以及涂布其上的正极活性物质、粘接剂和导电碳粉；负极片、隔膜和正极片依次叠置并卷绕形成初级电芯。本实用新型通过在现有的初级电芯外层依次卷绕集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔，使单电芯在受到针刺时，电芯内部瞬间产生的巨大热量延外层集流体铜箔和集流体铝箔快速转移，防止了电芯内部局部高温而造成的起火或爆炸，达到电芯穿刺时快速散热的效果，从而可提高了锂离子电池的击穿安全性能；另外本实用新型结构简单，容易实现，成本较低。

中国专利文献（公告日：2010年3月17日，公告号：CN201425957）公开了一种水冷式锂离子电池阻燃防爆装置，包括锂离子电池、安全阀，锂离子电池装于由下壳、上盖组成的盒体内，在下壳内装有水，浸泡着锂离子电池。本实用新型结构合理，对锂离子电池采用水冷的方式，与安全阀一起构成防爆双保险；同时具有阻燃的效果；安全可靠，适用于汽车电池等大型电池组上。

实用新型内容

本实用新型的第一个发明目的是为了解决现有的锂离子电池当电池出现内部短路或过充等各种不良因素时，电池由于能量得不到释放引起燃烧、爆炸等问题，而提供一种能有效防止电芯内短路引起的燃烧和爆炸，设计简单，外形结构成型、出模简易，成本低，安全性高的防止起火爆炸的电芯结构。

本实用新型的第二个发明目的是提供一种具有防止起火爆炸的电芯结构的锂离子电池。

本实用新型实现其第一个技术目的所采用的技术方案是：一种防止起火爆炸的电芯，包括电芯本体和电芯壳体，所述的电芯本体的外部包覆有高温自裂密封装置，所述的电芯壳体内侧设置有减振装置，所述的减振装置与密封装置之间设置有充满灭火材料水或者灭火材料碳酸氢钠的腔体。该防止起火爆炸的电芯结构，在紧贴电芯的外围进行全密封包裹设计一个具有高温自裂功能的密封装置，该密封装置具有遇到高温时自行破裂的功能，再在电芯壳体内侧设置有减振装置，同时在减振装置与密封装置之间设置一个腔体，在腔体内部填充灭火材料水或者灭火材料碳酸氢钠，根据电池本身的各种特性，当电池产生安全隐患时，电池组内部的温度将逐渐升高，当温度升高到一定程度时，紧贴电芯本体的全密封装置将会自行破裂，灭火材料会通过破裂缝隙渗入到电芯本体表面，使电池组得到降温或是灭火，从而控制电池组不起火、不爆炸，为了进一步防止爆炸，通过设置减振装置将从电芯本体内部产生的冲击力进行释放减振。该防止起火爆炸的电芯结构，具有设计简单，外形结构成型、出模简易；在与同等电池结构比较，材料成本更低廉，安全性由0%提高到99%以上。

作为优选，所述的密封装置为遇高温可自行分解的聚丙烯薄膜，所述的密封装置自行分解的温度为80度至120度。密封装置采用遇高温可自行分解的聚丙烯薄膜，当电芯本体内部温度升高到80度时，该密封装置开始自裂，使得电芯本体与腔体连通，通过腔体内部的灭火材料进行灭火降温，防止爆炸。