[發明專利]鋰離子電池及應用鋰離子電池的裝置

在審

• 申請號: 201810840293.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109088029A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 李偉峰;王賀武;歐陽明高;李成;張亞軍;李建秋;盧蘭光;韓雪冰;杜玖玉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M10/42;H01M10/48;H01M10/613;H01M10/625;H01M10/6563;H01M10/63;H01M10/0525
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 劉誠

本申請提供一種鋰離子電池及應用鋰離子電池的裝置。所述鋰離子電池包括電池箱體、第一單向排氣裝置和第一氣體冷卻裝置。所述電池箱體定義一個電池模組收納空間。所述第一單向排氣裝置設置于所述電池箱體表面，所述第一單向排氣裝置用于實現所述電池模組收納空間向所述電池箱體外部空間的單向通氣。

技術領域

本申請涉及鋰離子電池及應用鋰離子電池的裝置。

背景技術

近年來，電動汽車的市場份額穩步提升。鋰離子電池具有高電壓、高比能量、長循環壽命、對環境無污染等卓越性能，受到電動汽車產業的高度關注，并獲得了一定應用。然而，鋰離子電池熱失控過程中會產生可燃混合氣，如H₂、CO、CH₄等，并積聚在電池內部。在電池內部達到一定壓力界限后，安全閥開啟，可燃混合氣隨著電池噴發而釋放到外界環境中。在電池噴發過程中，電池表面溫度最高可達到1000℃左右，電芯內部溫度更高，往往伴隨著火星，火星表面溫度大約為600～1200℃左右。由于電池高溫表面以及火星溫度遠高于氣態噴發物的著火溫度，一旦噴發物噴射在空氣中并與氧氣接觸，將極易出現著火現象，并引發火災。電池噴發后高溫可燃物與進入電池內部的空氣接觸后也很容易出現自燃現象。另外，即使電池噴發后的氣態噴發物不出現著火現象，但如果逐漸積累到一定數量，也將可能會出現爆炸現象，其危害性將更大。因此，電池噴發是引發鋰離子電池火災甚至是爆炸事故的安全隱患之一。鋰離子電池熱失控引發的火災及爆炸事故屢見報道，安全性問題成為阻礙其在動力電源產業大規模商業化應用的主要因素之一。

發明內容

基于以上，有必要針對鋰離子電池熱失控過程中氣態噴發物所引起的著火以及自燃的問題，提供一種鋰離子電池及應用鋰離子電池的裝置。

本申請提供一種鋰離子電池。所述鋰離子電池包括電池箱體、第一單向排氣裝置和第一氣體冷卻裝置。所述電池箱體定義一個電池模組收納空間。所述第一單向排氣裝置設置于所述電池箱體表面，所述第一單向排氣裝置用于實現所述電池模組收納空間向所述電池箱體外部空間的單向通氣。

在其中一個實施例中，所述鋰離子電池還包括多個電池模組。所述電池模組收納于所述電池模組收納空間中。所述電池模組包括電池模組殼體和多個電池單體。所述電池模組殼體定義一個電池單體收納空間。多個所述電池單體收納于所述電池單體收納空間。

在其中一個實施例中，所述電池模組還包括第二單向排氣裝置和第二氣體冷卻裝置。所述第二單向排氣裝置設置于所述電池模組殼體表面。所述第二單向排氣裝置用于實現所述電池單體收納空間向所述電池模組殼體外部空間的單向通氣。所述第二氣體冷卻裝置靠近所述第二單向排氣裝置設置。所述第二氣體冷卻裝置用于對所述第二單向排氣裝置排出的氣體降溫。

在其中一個實施例中，所述鋰離子電池還包括所述第三單向排氣裝置和所述第三氣體冷卻裝置。每個所述第三單向排氣裝置設置于一個所述電池單體表面，用于將所述電池單體內部的氣體單向排出。所述第三氣體冷卻裝置靠近所述第三單向排氣裝置設置。所述第三氣體冷卻裝置用于對所述第三單向排氣裝置排出的氣體降溫。

在其中一個實施例中，所述鋰離子電池還包括控制裝置。所述控制裝置與所述第一氣體冷卻裝置、所述第二氣體冷卻裝置和所述第三氣體冷卻裝置連接。

在其中一個實施例中，所述第一單向排氣裝置、所述第二單向排氣裝置和所述第三單向排氣裝置為機械式單向閥。

在其中一個實施例中，所述第一氣體冷卻裝置、所述第二氣體冷卻裝置和所述第三氣體冷卻裝置為風扇。