[实用新型]一种高安全的大容量电池

说明书

本申请涉及一种高安全的大容量电池,属于电池安全防控技术领域。该电池包括外壳、底板及盖板，其特征在于，大容量电池的外壳、底板及盖板上设置有若干个可复位的泄气阀、若干个防爆膜和若干个防爆刻痕的三级泄压设计，当大容量电池内部气压过高时，可先后通过泄气阀、防爆膜、防爆刻痕释放内部气体，避免电池发生瞬时爆炸；所述泄气阀为可重复开闭的低开启压力阀；当泄气阀复位后，若内部气压低于0.2MPa，将不会引发防爆膜破裂。本申请除了可以大幅提高大容量单体电池的一致性与合格率，通过以上三级泄压设计，还可有效防止大容量电池内部的压力积蓄，分阶段及时释放电池内部气体，避免电池发生瞬时爆炸。

技术领域

本申请涉及一种高安全的大容量电池,属于电池安全防控技术领域。

背景技术

大容量电池，因金属壳体尺寸大、耐压低，金属壳体容易变形；电池容量大，在电池出现内短路等异常情况时，短路电流大，电池温升高，内压上升快，存在电池安全性能差等问题。现有技术通过在电池上设置泄压安全阀、防爆膜和防爆刻痕等方法来解决锂电池的安全问题。

专利申请号CN201821447888.3(公告号CN208970604U)，名称为一种锂电池泄压安全阀的专利，提供了一种大容量电池的内部压力泄放装置，该装置能有效防止电池外部空气进入电池内部。专利申请号CN200810216371.8(公告号CN101399324B)，名称为一种锂离子电池压力可调节式安全阀的专利，所述安全阀的泄气临界压力值可调节。

在专利申请号CN201520743543.2(公告号CN205122672U)，专利名称为一种锂离子电池安全阀，该专利在防爆孔底部涂覆/覆盖一层保护层，以避免防爆片受电解液侵蚀破裂而漏液。为了减少防爆片的意外破裂，专利申请号CN201820080750.8(公告号CN207993944U)，名称为锂电池防爆阀及锂电池的专利，提供了一种可拆换防爆阀。

在专利申请号CN201920655809.6(公告号CN209709067U)，专利名称为一种高安全性圆柱型锂离子电池，该专利所述在圆柱形电池顶部壳口内，设置有圆形的铝安全膜片，在电池壳的底面设有环形的主刻痕。在电池发生安全失效时，及时泄压，有效降低对相邻电池的影响，提高电池的安全性能。为了能让防爆膜及时破开，公告号为CN201294236Y，专利名称为锂电池的防爆阀的专利中采用了专用的破膜结构设计。

专利申请号CN201910893076.4(公告号CN110504401A)，名称为一种具有高安全性能的锂离子电池及电池模组的专利，同时采用了防爆壳体和防爆帽盖。当电芯发生爆炸时，爆炸冲击波向两端传播，冲开电池壳体底部防爆刻痕，爆炸压力提前释放；实现两端同时开口泄压，阻止高温物质喷射到周边相邻电芯。

专利申请号CN201310419888.8(公告号CN103474599B)，名称为具有理想安全性能的锂离子电池和电池包的专利，采用一个或多个泄压阀，泄压阀盖设有带通孔的网罩，网罩上通孔的开口方向与电池壳体垂直，使喷出的气体和电解液蒸汽可尽量远离高温的电池极柱，防止着火。泄压阀可以装设在电池顶盖或壳体上。

以上专利结果表明，在现有安全阀设计只考虑了电池发生安全事故过程中某一阶段的防护，未全面考虑电池寿命周期内，多阶段的失效过程。

实用新型内容

为了解决电池内压上升的整个过程中都能得到有效管控、解决单一泄气方式不合理引发的安全问题，本申请提出了一种高安全的大容量电池。通过在大容量电池盖板或壳体上安装一个或多个低压泄气阀、一个或多个防爆膜、一处或多处防爆刻痕，让电池在内压、温度积累的全过程都有相匹配的泄压装置，同时其泄气量可通过调整泄气阀、防爆膜和防爆刻痕的数量和开口大小来解决。通过优化泄气阀、防爆膜和防爆刻痕在大容量电池的安装位置及辅助设计，还可以控制电池的泄气方向。

本申请设计的大容量电池，包括带刻痕的外壳、卷芯/小电池、底板、盖板、泄气阀、防爆膜等组件。