[發明專利]一種阻止鋰離子電池熱失控的方法

在審

• 申請號: 201711435657.0
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108258337A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 陳明彪;宋文吉;白帆飛;李揚;呂杰;馮自平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/44;H01M10/48
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 莫瑤江

本發明公開了一種阻止鋰離子電池熱失控的方法，在鋰離子電池的正負極兩端并聯一支路，該支路由外電阻和電路開關控制元件串聯組成，在鋰離子電池中設置電壓傳感器以及溫度傳感器，用以感測鋰離子電池的電壓以及溫度變化，并將鋰離子電池的電壓以及溫度變化數據傳輸至數據處理器中；若鋰離子電池發生內短路，數據處理器則切斷鋰離子電池的充電回路并發出信號指令至電路開關控制元件中，使得電路開關控制元件導通。本發明通過外部分流的方法，減小流經內電阻的電流，則能緩解內短路處局部最高溫度的上升，使最高溫度低于熱失控的臨界溫度，則能避免熱失控的產生。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種阻止鋰離子電池熱失控的方法。

背景技術

鋰離子電池作為一種高能量密度、長壽命的能量存儲載體，廣泛運用在日常的可攜帶電子設備(尤其是智能手機)當中。然而，可攜帶電子設備(尤其是智能手機)的鋰離子電池起火爆炸事故時有發生，鋰離子電池的安全問題會導致企業大量財產損失，威脅到使用人員生命安全，是一個亟待解決的問題。

鋰離子電池起火爆炸是熱失控發展的結果。鋰離子電池熱失控的誘導因素主要有幾種，(1)機械誘導，如針刺，擠壓電池，導致隔膜破壞并引發內短路，最終導致熱失控；(2)熱誘導，如將電池置于高溫環境中(如200℃)，隔膜因高溫熔化引發內短路，最終導致熱失控；(3)電誘導，如過充電，導致負極鋰枝晶生長并刺破隔膜，引發內短路而最終導致熱失控。可見，電池內短路是導致熱失控的主要原因。并且，因內短路導致的熱失控，也是最常見的一種情況。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種阻止鋰離子電池熱失控的方法，以提高鋰離子電池使用的安全性。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種阻止鋰離子電池熱失控的方法，包括

在鋰離子電池的正負極兩端并聯一支路，該支路由外電阻和電路開關控制元件串聯組成，正常情況時，電路開關控制元件處于截止狀態；

在鋰離子電池中設置電壓傳感器以及溫度傳感器，用以感測鋰離子電池的電壓以及溫度變化，并將鋰離子電池的電壓以及溫度變化數據傳輸至數據處理器中，由數據處理器判斷鋰離子電池是否發生內短路；

若鋰離子電池發生內短路，當電池處于充電狀態時，數據處理器則先切斷鋰離子電池的充電主回路，再發出信號指令至電路開關控制元件中，使得電路開關控制元件導通，當電池處于放電或者靜置狀態時，數據處理器則直接發出信號指令至電路開關控制元件中，使得電路開關控制元件導通。

所述數據處理器判斷鋰離子電池是否發生內短路的方法為：

(1)電池電壓小于設定閾值下限；

(2)電池電壓變化過快，下降速度超過設定的電壓U1，并持續1s時間；

(3)電池溫度變化過快，上升速度超過設定的時間T1，并持續1s時間；

(4)電池電壓變化過快，下降速度超過設定的電壓U2，并持續1s時間；

(5)電池溫度變化過快，上升速度超過設定的時間T2，并持續1s時間；

(6)電池溫度超過80℃；

條件(1)～(3)中，只需要滿足任意兩個條件，即可判斷為電池單元發生了內短路；條件(4)～(6)中，只需要滿足任意一個條件，即可判斷為電池單元發生了內短路。

電路開關控制元件處于截止狀態時，其內阻不少于10千歐姆。

所述電路開關控制元件由獨立的電源供電工作。

所述電路開關控制元件為開關三級管或者MOS管。

所述外電阻的阻值低于鋰離子電池發生內短路時的阻值。