[实用新型]一种具有热管理功能的单体电池

说明书

本实用新型公开了一种具有热管理功能的单体电池，涉及电池技术领域，该单体电池用于封装电芯的电池外壳基于泡沫铝基体和相变材料制成，相变材料填充在泡沫铝基体中并可以吸收电芯因自身化学反应而发出的热量，当电芯发热异常时，相变材料会迅速吸收电芯的热量变为液态继而变为气态然后冲破电池外壳上预置的疲劳缺口部溢出释放，由于电芯的能量都被相变材料吸收，因此其没有能量继续升温，也就从根本上避免了单体电池热失控着火，保障单体电池的使用安全。

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是一种具有热管理功能的单体电池。

背景技术

随着储能技术的飞速发展，电池柜已经成为电力系统可靠供电的一种重要设备，电池柜中安装有大量的单体电池，通过大量的单体电池进行充放电来提供电力输出。但单体电池在储存或使用过程中可能会因为自身化学反应放热积聚而发生热失控从而起火，由于大量的单体电池在电池柜中呈阵列式结构紧密排列，因此一个单体电池起火后会迅速影响其他单体电池，不仅会导致其他单体也损坏，甚至会导致整个电池柜损坏或更大的火灾伤亡。目前通常是在电池柜上安装报警装置，报警装置在检测到单体电池起火后报警，然后操作人员进行人为灭火，但单体电池内部由于储存大量能量，因此起火速度非常快，这种灭火效果并不理想。

实用新型内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种具有热管理功能的单体电池，该单体电池的电池外壳基于泡沫铝基体和相变材料制成，相变材料可以吸收电芯热量，从源头避免单体电池发生热失控，保障单体电池的使用安全。

本实用新型的技术方案如下：

一种具有热管理功能的单体电池，该单体电池包括电池外壳以及封装在电池外壳内部的电芯，电池外壳包括金属外壳本体、泡沫铝基体和相变材料，金属外壳本体呈双层中空结构，电芯封装在金属外壳本体的内层内侧的腔体中，泡沫铝基体设置在金属外壳本体的内外层之间的中空结构中，泡沫铝基体呈多孔结构且内部连通孔相互连通，相变材料填充在泡沫铝基体的连通孔中，泡沫铝基体的连通孔的孔径与相变材料的表面张力相匹配，相变材料在吸收电芯的热量变为液态时在表面张力的作用下填充在泡沫铝基体的连通孔中，相变材料在继续吸收电芯的热量变为气态时从连通孔中溢出并对金属外壳本体产生压力，金属外壳本体上预置有疲劳缺口部，金属外壳本体在受到内部气体的压力时从疲劳缺口部处破裂释放气体。

其进一步的技术方案为，相变材料为水，泡沫铝基体的连通孔的孔径为5mm。

其进一步的技术方案为，电芯的一端引出形成单体电池的正、负极柱，电池外壳包括壳体部分和端盖部分，壳体部分和端盖部分的金属外壳本体焊接在一起形成电池外壳，端盖部分位于电芯的相对于正、负极柱的另一端，端盖部分与壳体部分之间的焊缝部位预留有间隙形成电池外壳的金属外壳本体上的疲劳缺口部。

其进一步的技术方案为，端盖部分与壳体部分之间的焊缝部位预留有0.1-1mm的间隙。

本实用新型的有益技术效果是：

本申请公开了一种具有热管理功能的单体电池，该单体电池用于封装电芯的电池外壳基于泡沫铝基体和相变材料制成，相变材料填充在泡沫铝基体中并可以吸收电芯因自身化学反应而发出的热量，当电芯发热异常时，相变材料会迅速吸收电芯的热量变为液态继而变为气态然后冲破电池外壳上预置的疲劳缺口部溢出释放，由于电芯的能量都被相变材料吸收，因此其没有能量继续升温，也就从根本上避免了单体电池热失控着火，保障单体电池的使用安全。

附图说明

图1是本申请公开的具有热管理功能的单体电池的剖视图。

图2是本申请公开的具有热管理功能的单体电池的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步说明。