[發(fā)明專利]一種設(shè)有氣動(dòng)式防脹氣自動(dòng)補(bǔ)液裝置的鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510083881.2
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN105449152B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜小紅
• 申請（專利權(quán)）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團(tuán)公司
• 主分類號: H01M2/36
• 分類號: H01M2/36;H01M10/058
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有氣動(dòng)式防脹氣自動(dòng)補(bǔ)液裝置的鋰離子電池。

背景技術(shù)

隨著人們對環(huán)保意識的逐漸加強(qiáng)以及全球石油的不可再生性，新能源交通工具的開發(fā)越來越普及，尤其是電動(dòng)交通工具得到了極大的發(fā)展。

鋰離子電池作為動(dòng)力電池，與傳統(tǒng)的電池相比，具有循環(huán)性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長等突出的優(yōu)點(diǎn)，但是鋰離子電池在實(shí)際應(yīng)用過程中，在高溫環(huán)境下容易產(chǎn)生脹氣，而且在脹氣過程中會(huì)消耗大量的電解液，進(jìn)而影響電池的倍率性能和循環(huán)性能，若作為動(dòng)力電池，最起碼的安全性能不能夠得到保障，極大地制約了其實(shí)際應(yīng)用。為了解決這一問題，相關(guān)領(lǐng)域人員采用了材料包覆、電解液配方改善、電池化成工藝改進(jìn)等方法防止鋰離子電池產(chǎn)生脹氣，雖然在一定程度上取得了改進(jìn)及優(yōu)化，但是仍然不能完全使其不發(fā)生脹氣情況。

既然在短時(shí)間內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)還不能實(shí)現(xiàn)鋰離子電池完全不發(fā)生脹氣情況，我們不妨從如何避免因電池脹氣而引發(fā)安全事故的角度來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種設(shè)有氣動(dòng)式防脹氣自動(dòng)補(bǔ)液裝置的鋰離子電池，該鋰離子電池能夠有效解決因電池脹氣引發(fā)的安全隱患以及能夠及時(shí)自動(dòng)補(bǔ)充電解液。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為：一種設(shè)有氣動(dòng)式防脹氣自動(dòng)補(bǔ)液裝置的鋰離子電池，包括電池殼體、電池頂蓋板、正極柱、負(fù)極柱以及設(shè)于所述電池殼體內(nèi)部且由正極片、負(fù)極片、隔膜和電解液組成的電芯，電池殼體內(nèi)部分為三個(gè)腔室，所述三個(gè)腔室自電池頂部由下往上分別為電芯腔、備用電解液腔以及氣體緩沖腔，所述備用電解液腔內(nèi)裝有備用電解液，其中分隔所述電芯腔與備用電解液腔的為固定隔板，分隔備用電解液腔與氣體緩沖腔的為氣動(dòng)彈性薄膜，所述固定隔板上設(shè)有連通電芯腔與備用電解液腔的單向閥A，所述固定隔板和氣動(dòng)彈性薄膜上設(shè)有連通電芯腔與氣體緩沖腔的單向閥B，所述單向閥A的流通方向?yàn)橛蓚溆秒娊庖呵涣飨螂娦厩?，所述單向閥B貫穿備用電解液腔且其流通方向?yàn)橛呻娦厩涣飨驓怏w緩沖腔，單向閥B與固定隔板為固定連接，單向閥B與氣動(dòng)彈性薄膜為活動(dòng)連接；所述電池頂蓋板上設(shè)有連通電芯腔與電池外部的單向排氣閥，位于固定隔板底部的單向閥A與單向排氣閥進(jìn)氣口處均設(shè)有透氣吸濕層。

當(dāng)鋰離子電池的電解液被消耗，內(nèi)部產(chǎn)生脹氣時(shí)，電芯腔的壓強(qiáng)突然增大，脹氣分別通過單向閥B和單向排氣閥流向氣體緩沖腔和電池外部。由此，氣體緩沖腔內(nèi)的壓強(qiáng)逐漸增大，電芯腔的壓強(qiáng)逐漸變小，當(dāng)壓強(qiáng)到達(dá)一定程度時(shí)，單向閥B兩端的壓強(qiáng)相等，電芯腔的脹氣不再流向氣體緩沖腔，只從單向排氣閥排出電池外界，電芯腔的壓強(qiáng)再次逐漸變小，此時(shí)，氣體緩沖腔的氣體克服氣動(dòng)彈性薄膜的阻力，使得氣動(dòng)彈性薄膜向下凹陷， 備用電解液腔受到擠壓，備用電解液通過單向閥A流入電芯腔，最終實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對電芯腔的電解液進(jìn)行補(bǔ)充，而同時(shí)電芯腔的脹氣也被排除，內(nèi)部壓強(qiáng)變小，避免了電池的爆炸。

作為優(yōu)選，所述備用電解液腔的側(cè)壁設(shè)有手動(dòng)開關(guān)式注液孔。當(dāng)備用電解液室的電解液用盡時(shí)，可通過注液孔添加備用電解液。

作為優(yōu)選，所述氣體緩沖腔的頂部設(shè)有手動(dòng)開關(guān)式排氣孔。當(dāng)氣體緩沖腔的壓強(qiáng)過大時(shí)，通過開啟手動(dòng)開關(guān)式排氣孔，可防止電池因嚴(yán)重脹氣而爆炸。

作為優(yōu)選，位于所述備用電解液腔和氣體緩沖腔之間的正極柱外壁和負(fù)極柱外壁上均設(shè)有絕緣套。絕緣套的設(shè)置能夠防止正極柱和負(fù)極柱與備用電解液和脹氣接觸。

作為優(yōu)選，所述的正極柱、負(fù)極柱、單向閥B、單向排氣閥與氣動(dòng)彈性薄膜的連接處設(shè)有O型密封圈。

作為優(yōu)選，所述備用電解液腔的備用電解液中含有氣體消除劑。氣體消除劑可以減小電芯后續(xù)脹氣的產(chǎn)生。

作為優(yōu)選，所述單向閥A、單向閥B與單向排氣閥均設(shè)有最小開啟壓力值。對單向閥A、單向閥B與單向排氣閥設(shè)置合理的最小開啟壓力值，能夠更加有效地排除電池的脹氣和對電芯腔進(jìn)行補(bǔ)液。

與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是：通過在電池殼體內(nèi)設(shè)置氣動(dòng)式防脹氣自動(dòng)補(bǔ)液裝置，能夠有效地防止鋰離子電池因脹氣而引發(fā)的安全事故，提高了電池的安全性能；此外，備用電解液的設(shè)置可以自動(dòng)及時(shí)地向電芯腔內(nèi)補(bǔ)充電解液，保障了鋰離子電池的循環(huán)性能和倍率性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。