[发明专利]一种大容量电池的安全保护结构

说明书

本申请公开了一种大容量电池的安全保护结构，包括电池单元、通过金属波纹管与所述电池单元泄压口连接的多功能腔室；所述多功能腔室既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。本申请在多功能腔室中气化的电解液和产生的气体被冷却降温和吸附，经过该过程的气体基本上可以达到直接排放的标准，并实现了对大容量电池的安全保护，大大降低或杜绝了电池火灾的发生。

技术领域

本申请属于电池技术领域，涉及一种用于大容量电池的安全保护结构。

背景技术

锂离子电池作为一种新能源电池，具有能量高、工作电压高、工作温度范围宽、体积小、贮存寿命长等优点，已成为新一代绿色环保电池，迅速成为电源市场的新庞。

新能源电池是为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车等提供动力的蓄电池。然而，在使用时电池的过热、过充、过放会导致电池内部集热，大量热量堆积导致电池内部温度上升，当温度上升至电池所能承受的极限时会出现热失控，当电池热失控时会产生大量可燃混合气，例如：H₂、CO、CH₄等，这些可燃混合气在电池内部积聚使电池内部压力上升，当电池内部压力达到一定界限后，电池会自身泄爆将可燃混合气释放到电池仓内，可燃混合气与氧气接触极易引发火灾。

专利CN206490105U公开了一种电池安全保护装置，该电池安全保护装置，通过将蓄电池安放在防护壳内部的橡胶套内，并由压板进行压紧固定，从而对蓄电池起到防震防摔保护，并且通过顶盖对防护壳进行封闭，保证防护壳的密封性，供电线上连接有保险丝管，可以有效避免供电线短路而造成蓄电池损坏的情况，这种结构对单体电池能够起到一定的加固保护作用，但对于大容量电池来说，从结构，材料，电路等方面进行如此改造工作量很大，结构非常复杂，且成本高昂，不适合大容量电池使用，因此这种方式只针对单体电池有效，对大容量电池意义不大。

专利CN203553223U公开了一种大容量锂离子电池包的安全结构，该电池包的安全结构，是当电池因内在或外在原因导致其内部电解液冲破防爆膜后，其内部的电解液便会从安全阀开启孔中进入导流槽，并经过流孔进入壳体的第一收容空间，由于第一收容空间上盖设有盖体，因此，可将流出的电解液与空气隔离，从而保障了电池包的安全使用。该专利只是通过一个特定的结构将电解液被收集到一个密闭空间中，喷出的电解液与电芯的完全隔离，从而实现消除或降低火灾和爆炸的可能性；但根本上没有对电解液进行任何后处理，危险源依然存在，所以对大容量电池来说实用性不大。

专利CN202308224U公开一种锂电池被动安全概念的锂离子电池安全吸收装置，包括有电池本体，所述的电池本体为矩形或圆柱形，其内含有电解液；所述电池本体上设有安全阀；所述电池本体上装设有安全吸收装置；安全阀与安全吸收装置相连通。该专利是对单体电池的电解液和气体进行收集的，没有解决电池的中电解液和气体的处理的问题。

发明内容

针对上述现有技术大多是将电池发生热失控后产生的电解液蒸汽及电解液受热分解后产生的气体直接外排或暂时收容于某种特定结构中，依然没有从本质上减轻或消除电池热失控所带来的潜在危险因素，电池依然存在燃烧甚至爆炸的危险，为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：

本申请实施例公开了一种大容量电池的安全保护结构，包括电池单元、通过软管与所述电池单元泄压口连接的多功能腔室；所述多功能腔室既可以对电池单元热失控时喷出的电解液及电解液热分解产生的有毒有害气体进行降温冷却，也可以对电池热失控产生的气体和电解液进行吸附。所述软管为金属波纹管。

在本申请提供的实施例中，所述电池单元包括N个单体电池形成的电池组，N≥1；所述电池组中的N单体电池使用一个多功能腔室。所述多功能腔室设有预留孔，所述预留孔的数量为和所述电池组中单体电池的数量一致，为N个，N≥1；所述预留孔位置和电池组内单体电池的泄压口位置对应。