[實用新型]一種高靈敏度安全防護鋰離子電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820838120.2
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN208444887U
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 向德波;史凌俊;王永剛;皮智超
• 申請（專利權）人: 浙江天能能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 韓聰

本實用新型公開了一種高靈敏度安全防護鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術領域。所述的高靈敏度安全防護鋰離子電池，包括殼體和覆蓋于殼體上的蓋板，所述蓋板上設有壓力翻轉機構，所述殼體的內腔設置有外部套設防水袋的電芯以及用于氣化后開啟所述壓力翻轉機構的低沸物。本實用新型通過在電池內部加入低沸物，電池內部化學反應到一定程度但未達到熱失控狀態(tài)時，電池放熱引發(fā)低沸物大量揮發(fā)，電池內部壓力陡增使得蓋板上的壓力翻轉機構開啟，發(fā)生電池外部短路，進而阻斷極柱與電芯之間的電連接，電化學反應及時終止。在較低溫度范圍內切斷電化學反應，顯著提升電池安全防護的靈敏度，有效控制電池過充或高溫條件下的電池熱失控現(xiàn)象。

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高靈敏度安全防護鋰離子電池。

背景技術

鋰離子動力電池隨著電動汽車續(xù)航里程要求的不斷提高需要不斷提升其能量密度，伴隨而來的問題是鋰離子動力電池的安全性問題。在過充、穿刺、擠壓等濫用情況下，電池內部發(fā)生短路，電池溫度快速升高，當溫度升高到一定程度時，電池發(fā)生熱失控，進而引發(fā)起火或爆炸等安全問題。

針對高能量電池過充與短路等安全問題，目前比較先進的技術路線是在鋰電池蓋板上設置翻轉片，當鋰離子電池內部壓力超過一定值時，翻轉片朝上翻轉，使得鋰電池的正極與負極之間短路并通過連接片熔斷機理中止鋰電池內部電化學反應，從而保障高能量鋰離子電池的安全性。

如專利文獻CN 204809304 U公開了一種帶安全結構的鋰離子電池，包括第一極柱、第二極柱、殼體以及覆蓋于殼體上的頂蓋板，還包括短路板和翻轉片，翻轉片設置于短路板的下方且與頂蓋板電連接，當鋰離子電池內部壓力超過基準壓力時翻轉片能夠翻轉且與短路板接觸，短路板與第一極柱電連接，第二極柱與頂蓋板電連接，翻轉片與頂蓋板電連接，翻轉片包括接觸部、側支撐部以及彎折部，接觸部設有與短路板平行的接觸面，接觸面涂上粘接劑。

上述鋰離子電池通過短路板與翻轉片的接觸形成短路回路，通過接觸面使得當翻轉片翻轉時能與短路板充分連接，且粘接劑保證了接觸部與短路板接觸牢固，有效避免鋰離子電池發(fā)生爆炸自燃的危險，結構簡單可靠。

由于高能量電池過充到一定程度或短路時，電池內部反應劇烈，電池內部壓力與溫度迅速升高，即使翻轉片發(fā)生翻轉并使連接片發(fā)生了熔斷，但由于電池內部溫度是瞬間飆升，電池內部反應不但無法立即中止且進一步加劇，所以電池蓋板設置翻轉片卻難以快速靈敏的控制電池過充或短路過程中的熱失控現(xiàn)象。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有高靈敏度安全防護的鋰離子電池，可以實現(xiàn)快速控制電池過充或短路過程中的熱失控現(xiàn)象。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種高靈敏度安全防護鋰離子電池，包括殼體和覆蓋于殼體上的蓋板，所述蓋板上設有壓力翻轉機構，所述殼體的內腔設置有外部套設防水袋的電芯以及用于氣化后開啟所述壓力翻轉機構的低沸物。

由于低沸物的沸點較低，當電池內部化學反應到一定程度，電池放熱引發(fā)低沸物的揮發(fā)，電池內部壓力陡增超過壓力翻轉機構的基準壓力，啟動壓力翻轉機構，形成外部短路回路，及時終止電池內部化學反應，有效預防控制了熱失控現(xiàn)象的發(fā)生。

本實用新型采用的低沸物的沸點小于電池熱失控狀態(tài)時達到的溫度，那么在電池未達到熱失控狀態(tài)時，低沸物大量揮發(fā)使得電池內部壓力迅速增加，在熱失控發(fā)生之前電池內部壓力達到壓力翻轉機構啟動的基準壓力。作為優(yōu)選，所述低沸物為乙醇、碳酸二甲酯、環(huán)已烷、異丙醇中的一種或幾種。

作為優(yōu)選，所述低沸物填充于電芯與殼體之間。根據電池具體型號、電芯容量及電芯與殼體之間的容納空間等參數(shù)調整低沸物的用量，以滿足在電池在熱失控之前低沸物揮發(fā)使得電池內部壓力達到壓力翻轉機構啟動的基準壓力的要求，同時不影響電池正常工作。