[發明專利]阻燃防爆電池

有效

• 申請號: 201510083091.4
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN105470412B
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 杜小紅;朱修鋒;高新寶;李凡群
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M10/42
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種電池，尤其是涉及一種阻燃防爆電池。

背景技術

現有的電池是裸電芯外層包覆一層銅箔，裸電芯是由陽極、隔離膜、陰極卷繞而成，裸電芯內具有電解液。這類電池受到壓力時，外層銅箔容易變形，電池容易泄露，造成電池報廢，甚至造成電池自燃、爆炸。在檢測電池安全指數時，通常采用針刺機做針刺試驗，利用金屬針貫穿電池，測試電池是否自燃或者爆炸。當金屬針穿過電池時，金屬針接觸銅箔和裸電芯，造成短路，產生較大電流，金屬針的溫度升高，而現有電池的結構導致熱量無法釋放，外界空氣通過金屬針穿孔進入電池內，空氣內的氧氣作為助燃氣體，使電池自燃甚至爆炸。

發明內容

本發明主要是針對上述問題，提供一種能夠增強電池外部結構、避免電池變形、在電池被針刺時防止助燃氣體進入、并且減緩電流增加、降低電池內部熱量、防止電池燃燒和爆炸的阻燃防爆電池。

本發明的目的主要是通過下述方案得以實現的：一種阻燃防爆電池，包括裸電芯和外層銅箔，所述的裸電芯與外層銅箔之間設置有金屬保護層，金屬保護層與外層銅箔之間設置有容置腔，容置腔內設置有隔套，隔套為絕緣體，隔套為內部中空的雙層套狀結構，外層銅箔內表面設置有絕緣膜，金屬保護層上設置有單向閥，容置腔通過單向閥與裸電芯連通，單向閥的方向是由裸電芯朝向容置腔，容置腔內填充有氣壓低于一個標準大氣壓的低壓氣體，隔套內部填充有阻燃物質。在裸電芯和外層銅箔之間設置金屬保護層，金屬保護層與外層銅箔之間具有間隙形成容置腔，容置腔內設置有隔套，隔套呈內部中空的雙層套狀結構，即隔套內部是密封的腔體，在腔體內填充阻燃物質，在容置腔內填充低壓氣體，低壓氣體是氣壓低于一個標準大氣壓的氣體，使容置腔內的壓力小于裸電芯內的壓力。隔套能夠對外層銅箔支撐，增強外層銅箔結構強度，使外層銅箔始終與金屬保護層同軸，避免電池變形。當電池使用一段時間后，裸電芯內部產生反應后的廢氣。由于金屬保護層上設置有單向閥，容置腔通過單向閥與裸電芯連通，而且單向閥的方向是由裸電芯朝向容置腔，裸電芯內的廢氣通過單向閥進入氣壓較低的容置腔內，此時容置腔與隔套之間的腔體內是廢氣和低壓氣體的混合氣體，容置腔作為容器收集電池使用產生的廢氣，避免電池鼓脹，防止電池爆炸。當容置腔吸收了電池產生廢氣后，容置腔與隔套之間是廢氣和低壓氣體的混合氣體，而隔套內是阻燃物質。電池受到針刺時，針刺穿過外層銅箔，進入容置腔的瞬間，容置腔內的廢氣和低壓氣體的混合氣體外泄，能夠阻止空氣的外界助燃氣體進入。隨著金屬針針刺穿入隔套內，隔套內的阻燃物質外泄，與廢氣和低壓氣體共同阻止助燃氣體進入電池，而且阻燃物質能夠防止電池燃燒。當金屬針貫穿電池時，外層銅箔內表面設置有絕緣膜，外層銅箔、金屬保護層和金屬針之間形成一條電流回路，裸電芯與金屬針之間形成一條電流回路，減緩電流聚集，減小金屬針的溫度漲幅，隔套內的阻燃物質能夠跟隨金屬針進入電池內部，不僅能夠對金屬針進行冷卻，而且能夠防止電池燃燒和爆炸。電池在正常使用時不易變形，而且隔套內的阻燃物質不會對電池的使用造成干擾，容置腔內的低壓能夠吸收裸電芯內產生廢氣，使容置腔作為容器收集廢氣，避免電池鼓脹。當電池暴利使用造成針刺時，多條電流回路減緩電流聚集，減小溫度升高，阻燃物質外泄時能夠阻止空氣等助燃氣體進入，進一步防止電池自燃，使電池安全可靠。

作為優選，所述的隔套內部設置有隔條，隔條呈螺旋狀圍繞在隔套內部。隔套內部設置有隔條，通過隔條對隔套兩側的側壁支撐，避免隔套受到廢氣的壓力造成隔套變形，隔條呈螺旋狀圍繞在隔套內，使隔套內的腔體呈螺旋狀，當外層銅箔被刺穿時，隔套內的阻燃物質外泄，螺旋狀的隔套內部能夠增大阻燃物質移動的路徑，進而控制外泄量，使阻燃物質緩緩流出，延長阻燃物質外泄的時間，進而延長阻隔空氣進入的時間，保證金屬針完全貫穿電池后，仍然能夠有阻燃物質外泄出來阻隔助燃氣體進入，防止電池燃燒。

作為優選，隔條厚度是隔套壁厚的2倍到3倍。隔條厚度過大容易導致隔套內部體積被過度占用，在保證隔套內部體積得到合理利用的條件下，隔條厚度是隔套厚度的2倍到3倍，能夠增大隔條與隔套的接觸面積，進而增強隔條對隔套的支撐，同時避免隔條彎曲變形。

作為優選，相鄰兩層隔條之間的軸向距離是隔條厚度的1.5倍到3倍。隔條圍繞的圈數越多，隔套內部被隔條占用的體積越大，在保證隔套內部體積得到合理利用的條件下，相鄰兩層隔條之間的軸向距離是隔條厚度的1.5倍到3倍，能夠增強隔條對隔套的支撐。

作為優選，金屬保護層與裸電芯之間設置有隔膜。