[發明專利]鋰電池安全箱

在審

• 申請號: 201710565234.4
• 申請日: 2017-07-12
• 公開（公告）號: CN107394064A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 孫建平;張文魁;葉張軍;周曉政;張玉花
• 申請（專利權）人: 浙江谷神能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/04;H01M2/06;H01M2/30;H01M2/12;H01M2/14
• 代理公司: 杭州知通專利代理事務所(普通合伙)33221
• 代理人: 姚宇吉

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是一種鋰電池安全箱。

背景技術

由于鋰電池采用可燃的有機電解質溶液和活潑的金屬鋰制成，電池的能量密度高，在安全性方面存在一定的不足。電池工作時由于發生能量轉換，必然會有部分能量以熱能的形式逸出，使電池發熱。如果處于熱沖擊、過充、過放和短路等不當使用的狀態下，電池內部的活性物質及電解液等組分間將反應并在短時間內產生大量的熱量，積累到一定程度便會導致電池燃燒爆炸，引發安全事故。

發明內容

本發明為了克服現有技術的不足，提供了一種鋰電池安全箱。

為了實現上述目的，本發明提供一種鋰電池安全箱，包括：電池組、導線、氣囊、溫度感應器、箱體、蓋子和電極頭；所述溫度感應器通過導線與電池組連接，通過電池組給溫度感應器供電；所述氣囊內裝有壓縮阻燃氣體，氣囊上設有電磁閥；所述溫度感應器和電磁閥連接，用于感應溫度信息并控制電磁閥的開關；所述蓋子用于安裝在箱體上形成密閉空間，將電池組、氣囊、溫度感應器和電磁閥均密封在箱體內部；所述蓋子上設有通孔和銅片，所述銅片安裝在蓋子內側，從通孔邊緣向通孔中間延伸；所述電極頭包括導電柱和絕緣底座，所述導電柱貫穿絕緣底座并和絕緣底座固定連接；所述電極頭插入通孔中，通過絕緣底座和蓋子之間的摩擦力與蓋子固定連接，所述導電柱底部和銅片接觸；所述銅片和電池組通過導線連接，用于將電池組的電能傳輸給電極頭。

溫度感應器和電池組設置在同一個箱體內，當電池組因為過熱起火燃燒時，溫度感應器能及時監測到溫度異常，并控制電磁閥開啟，釋放出氣囊中的壓縮阻燃氣體。壓縮阻燃氣體將空間中的空氣擠出，使氧含量降低到可燃濃度以下，產生燃燒的條件被破壞，電池組無法進一步燃燒，實現了對鋰電池的阻燃作用。箱體和蓋子形成了一個密封空間，因為鋰電池燃燒會產生釋放氣體，氣囊中的壓縮阻燃氣體被釋放出，再加上燃燒使氣體膨脹，密封空間中的氣壓很大。當絕緣底座和蓋子之間的摩擦力不足以抵抗氣壓帶來的壓力時，電極頭便會被掀起飛出，斷開了導電柱和銅片之間的接觸，使鋰電池的運行回路被斷開，避免了繼續通電導致電池組持續發熱產生更大的危害。

于本發明一實施例中，所述電極頭還包括橡膠圈，所述絕緣底座外側壁設有環形凹槽，所述橡膠圈設置在環形凹槽中，用于增加絕緣底座和蓋子之間的密封性。

為了避免箱體內的空氣中縫隙中逸出，導致壓力不足以將電極頭掀翻斷開電路，在絕緣底座和蓋子的連接處設置一橡膠圈，通過橡膠圈增加絕緣底座和蓋子之間的密封性，保證了鋰電池起火燃燒時能將電極頭彈出實現電池回路的斷電。

于本發明一實施例中，所述蓋子還包括隔板，所述隔板上設有單向閥。

在蓋子上設置隔板和單向閥，箱體內的氣體可以向外逸出，避免箱體內部壓力過大導致爆炸；同時避免了外部空氣的倒灌，使箱體內部由阻燃氣體充滿，電池組無法接觸到氧氣，燃燒能很快被抑制住。

于本發明一實施例中，還包括通訊模塊，所述通訊模塊和電池組連接，通過電池組提供運行用的能源；所述通訊模塊通過導線和溫度感應器連接，用于發送溫度感應器監測到的溫度數據。

在電池發生燃燒事故發生后，需要拆開檢查損毀程度及起火原因，但有可能火焰還未完全熄滅或者因為內部氣體溫度較高，容易對人造成后續傷害。在鋰電池安全箱內加裝一個和溫度感應器連接的通訊模塊，可以即時接收到箱體內部的溫度數據，簡明直觀地識別出現在箱體安全狀況，便于后續的拆卸作業。

于本發明一實施例中，所述箱體內設有支撐柱，用于將電池組支撐固定，避免電池組與箱體側壁接觸。

電池組發生燃燒時，電池組本身的溫度是最高的。通過支撐柱將電池組固定在中間，與箱體的側壁邊緣不發生接觸，高溫難以沿著側壁傳遞到外側，使其無法對接觸箱體外部的人員造成傷害。

于本發明一實施例中，所述支撐柱上設有擋板。

鋰電池由于其成分的特點，燃燒時可能會伴有燃燒物滴落，在支撐柱上設置隔板，可以承載住滴落的燃燒物，使其不會落在側壁上燃燒，將高溫傳遞到箱體外側。

于本發明一實施例中，所述壓縮阻燃氣體為壓縮氦氣。

雖然在鋰電池中大多以鋰離子的狀態存在，但是由于鋰是種非常活潑的金屬，鋰電池中的鋰化合物可能與二氧化碳發生反應，因此需采用氦氣來作為阻止電池組進一步燃燒的阻燃氣體。

附圖說明

圖1是本發明鋰電池安全箱的結構示意立體圖；

圖2是本發明鋰電池安全箱的結構示意正視圖。

圖中各附圖標記為：