[發明專利]電池防爆排氣結構

有效

• 申請號: 201010210864.8
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101867029A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 黃院軍;李新宏
• 申請（專利權）人: 北京普萊德新能源電池科技有限公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于鋰離子動力電池系統的安全防爆技術領域，特別是涉及一種電池防爆排氣結構，用于鋰離子動力電池系統。

背景技術

隨著技術的進步，鋰離子動力電池系統的應用領域越來越廣，對鋰離子動力電池系統的安全性要求也越來越高。目前只有一些針對單體電芯的安全設計或考慮，比如在電池殼體上單獨設計一個閥門，用高熱敏低熔點材料填充密封，在高溫時熔化泄壓，或者使用在包裝復合膜上用模具刻痕形成薄弱位置泄壓等，但這些設計均不能有效解決由多個單體動力電池組合而成的電池包或電池組的安全問題，因為單體電芯因泄壓噴出的高溫可燃性氣體在電池包箱體內很容易被高溫的電池端子引燃，從而造成更為嚴重的安全問題。本發明安全防爆排氣結構就上述問題提供一種解決方案，該方案能在有效泄壓的前提下防止高溫可燃氣體擴散并避免與火源接觸，具有高度的可行性及適用性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電池防爆排氣結構，解決了動力電池泄壓、防火、防爆問題。

通過設計一種安全結構來收集電池組或電池包箱體產生的易燃易爆氣體并及時排放，同時將這些氣體與電池高溫端子等引火源接觸隔離，從而徹底解決電池組內可燃氣體引發的安全問題。

為了達到上述目的，本發明設計了一種電芯安全結構，采用如下設計方案：

本發明包括箱體、導槽、防爆口、防爆膜或安全閥、軟管；導槽將動力電池各防爆口或安全閥逐個連通，各導槽之間再用軟管進行串接，軟管末端與箱體外壁直接相通形成一個泄壓總口，因此，所有的防爆口或安全閥就能通過導槽和軟管連接形成通路直接與外界相連并與高溫端子、箱體內其他部件安全隔離。導槽與軟管尺寸根據電芯和箱體尺寸靈活處理，須保證導槽與軟管、電芯或模組外殼、箱體內壁等主體部件緊密接觸。當電池包或電池組內產生氣體時能夠通過導槽以及軟管直接排至電池包外，從而有效防止高溫可燃氣體在電池箱體內被引燃。

導槽用耐高溫絕緣材料制成，軟管用耐高溫絕緣材料制成。

本發明所述的箱體內其他部件為鋰離子動力電芯及其防爆膜或安全閥，電芯極柱。

本發明安全結構相比于目前動力電池組或電池包氣體泄壓防爆技術具有如下優點：

1、主動防護，快速泄壓并有效隔離，能顯著提高電池組或電池包安全等級。

2、可以根據電池箱的實際結構和應用環境，靈活設計總泄壓口：必要時總泄壓口甚至能與煙感器，氣壓傳感器或氣體分析儀連接以實現預警或動態故障分析。

3、導槽和軟管制造工藝相對簡單，成本相對低廉，易于實現，且耐高溫的絕緣導槽還能起到固定電芯的作用。

附圖說明

圖1為是動力電池的典型外形結構示意圖。其中，鋰離子動力電池包1、防爆膜或安全閥2、電池極柱或端子3、鋰離子單體電芯4。

圖2為導槽結構與外觀示意圖。其中，導槽5。

圖3為用軟管將導槽進行連接后形成氣體泄壓通路示意圖。其中，連接導槽的軟管6、防爆口7。

圖4為導槽示意圖(主視圖)。

圖5為導槽示意圖(俯視圖)。

圖6為導槽示意圖(左視圖)。

具體實施方式

圖1～6為本發明的一種具體實施方式。

本發明包括箱體、導槽5、防爆口、防爆膜或安全閥2、軟管6；導槽5將動力電池各防爆口或安全閥2逐個連通，各導槽5之間再用軟管6進行串接，軟管6末端與箱體外壁直接相通形成一個泄壓總口7，因此，所有的防爆口或安全閥就能通過導槽和軟管連接形成通路直接與外界相連并與高溫端子、箱體內其他部件安全隔離。導槽與軟管尺寸根據電芯和箱體尺寸靈活處理，須保證導槽與軟管、電芯或模組外殼，箱體內壁等主體部件緊密接觸。當電池包或電池組內產生氣體時能夠通過導槽以及軟管直接排至電池包外，從而有效防止高溫可燃氣體在電池箱體內被引燃。

導槽一般加工成首末端封閉的方形管狀結構，內壁長20-30mm，寬10-20mm，壁厚視材料而定，若采用耐高溫Teflon材料，則厚度為2-3mm，導槽開口依電箱防爆閥形狀和位置而定，采用燕尾槽或者楔形結構與防爆閥外壁配合并密封，并預留軟管接頭(口)；軟管一般采用PVC或其他耐溫材料，直徑為15-20mm，壁厚1-2mm，所有導槽用軟管相連并與外界形成通路。

導槽如附圖4所示，由于電芯防爆膜/安全閥為圓柱形狀，因此，導槽一側需開出與防爆膜相同數量的孔，孔的內徑與防爆膜外徑相等，將加工完畢的導槽直接鑲入使得導槽與防爆膜/安全閥完全配合，再用軟管將各軟管接口相連便得到附圖3的防爆結構。