[發明專利]電池系統及其應用方法

有效

• 申請號: 201810840375.7
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109119571B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 李成;王賀武;歐陽明高;李偉峰;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: H01M50/30
• 分類號: H01M50/30;H01M10/052;H01M10/058;H01M10/42;H01M10/52
• 代理公司: 北京華進京聯知識產權代理有限公司 11606
• 代理人: 趙永輝

本發明涉及一種電池系統，所述電池系統包括外殼、具有多個通氣孔和多個密封體的隔板以及多個具有安全閥的電池單體。所述外殼包圍一個容納空間。所述隔板設置于所述外殼內，并將所述容納空間分隔為電池區與隔離區。所述多個通氣孔開設于所述隔板表面。每個所述密封體封閉一個所述通氣孔。所述多個電池單體設置于所述電池區，且每個所述電池單體與一個所述通氣孔相對設置。所述安全閥設置于所述電池單體表面，且與所述通氣孔相對設置。當所述電池單體熱失控時，沖開所述密封體，噴發物進入隔離區。所述隔板可以使電池單體的噴發物與其他未失控的電池單體隔絕開，降低熱失控傳播的可能性，大大提高了電池模組的安全性，降低了安全隱患。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，特別是涉及一種電池系統及其應用方法。

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使得電解液蒸發形成電解液蒸汽并產生可燃混合氣，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，其表面溫度大約為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。

現有技術中主要關注點是硬殼電池安全閥的設計，即電池安全閥具備一定的開啟壓力。當電池內部氣體壓力達到一定值時，開啟安全閥使電池內部氣體釋放至外界環境，避免引起電池爆炸現象。但在硬殼鋰電池發生熱失控時，從安全閥中噴發的物質會危害到其他正常單體，傳統的電池系統難以做到針對故障單體的熱失控危害防控。

發明內容

基于此，有必要針對傳統的電池系統難以做到針對故障單體的熱失控危害防控的問題，提供一種電池系統及其應用方法。

一種電池系統，所述電池系統包括：

外殼，包圍一個容納空間；

隔板，設置于所述外殼內，并將所述容納空間分隔為電池區與隔離區；

多個通氣孔，開設于所述隔板表面；

多個密封體，每個所述密封體封閉一個所述通氣孔；

多個電池單體，設置于所述電池區，且每個所述電池單體與一個所述通氣孔相對設置；

安全閥，設置于所述電池單體表面，且與所述通氣孔相對設置。

在其中一個實施例中，所述隔板包括隔熱層，所述隔熱層為隔熱材料制成。

在其中一個實施例中，所述隔板包括防腐層，設置于所述隔板靠近所述隔離區的一側，所述防腐層為防腐材料制成。

在其中一個實施例中，所述防腐層為耐腐蝕金屬層。

在其中一個實施例中，所述密封體為封蓋，覆蓋于所述通氣孔遠離所述電池單體的一端。

在其中一個實施例中，所述通氣孔為圓錐孔，且所述圓錐孔靠近所述隔離區的開口直徑大于靠近所述電池區的開口直徑。

在其中一個實施例中，所述的電池系統包括：

感應器，安裝于所述外殼的內壁，且設置于所述隔離區，所述感應器用于感應電池單體噴發物；