[發(fā)明專利]一種鋰電池過熱保護系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110874645.8
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113381086B
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發(fā)明（設計）人: 梅禮光;陳勇;李勝
• 申請（專利權）人: 深圳市優(yōu)瑞特檢測技術有限公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H01M10/48;H01M50/583;H01M50/581
• 代理公司: 深圳峰誠志合知識產(chǎn)權代理有限公司 44525
• 代理人: 李明香

本發(fā)明公開了鋰電池過熱保護系統(tǒng)，包括控制電路，采集單元包括鋰電池主體、鋰電池電極、導熱層、第一電極、熱敏電阻片、第二電極、保護層和絕緣層，導熱層與鋰電池主體連接，第一電極與導熱層連接，絕緣層和熱敏電阻片與第一電極連接，第二電極與絕緣層、熱敏電阻片連接，保護層與第二電極連接，熔斷單元包括基座、懸臂梁和磁感應線圈，懸臂梁的一端與基座上表面連接，懸臂梁的另一端設置有金屬塊，磁感應線圈位于基座上并與懸臂梁相對設置，金屬塊與磁感應線圈正對設置，熔斷單元包括位于懸臂梁下方的熔斷部、第三電極和第四電極。本發(fā)明還公開了鋰電池過熱保護方法，使熔斷部完全被打斷，不會出現(xiàn)藕斷絲連的現(xiàn)象，徹底抑制鋰電溫度的上升。

技術領域

本發(fā)明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種鋰電池過熱保護系統(tǒng)及方法。

背景技術

隨著電子科技的快速發(fā)展，市場對中小型鋰離子電池的需求日益增大，特別是高能量比、長循環(huán)壽命、高可靠性的鋰離子電池，越來越受到消費市場的青睞。

對于中小型鋰離子電池來說，實際使用中，由于外部電路短路或應用環(huán)境發(fā)生變化，從而導致電池內(nèi)部溫度升高，電池發(fā)熱量劇增，極易引起整個電池的熱失控，從而發(fā)生著火甚至爆炸，因此，如果鋰電池沒有合理的熱保護系統(tǒng)，會存在嚴重的安全隱患。

目前的鋰電池熱保護系統(tǒng)，均無法合理檢測電池本身熱量，只能通過電池輸出的電壓/電流信號來判斷，滯后性強，也有一些通過物理熔斷結構來強行使外部電路斷路，但由于傳統(tǒng)熔斷結構金屬熔斷有很大的隨機性，特別是當電路突然急劇變化，金屬熔斷結構可能出現(xiàn)“藕斷絲連”的效果，無法有效使得外部電路短路，也就無法實現(xiàn)對鋰電池有效的熱保護。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供一種實現(xiàn)對鋰電池有效地過熱保護、安全性高的鋰電池過熱保護系統(tǒng)及方法，來解決上述存在的技術問題，具體采用以下技術方案來實現(xiàn)。

第一方面，本發(fā)明提供了一種鋰電池過熱保護系統(tǒng)，包括：

控制電路；

采集單元，與所述控制電路連接，所述采集單元包括鋰電池主體、鋰電池電極、導熱層、第一電極、熱敏電阻片、第二電極、保護層和絕緣層，所述鋰電池電極位于所述鋰電池主體的上表面，所述導熱層與所述鋰電池主體連接，所述第一電極與所述導熱層連接，所述絕緣層間隔排列在所述熱敏電阻片之間，所述絕緣層和所述熱敏電阻片與所述第一電極連接，所述第二電極與所述絕緣層、所述熱敏電阻片連接，所述保護層與所述第二電極連接；

熔斷單元，與所述控制電路連接，所述熔斷單元包括基座、懸臂梁和磁感應線圈，所述懸臂梁的一端與所述基座的上表面連接，所述懸臂梁的另一端設置有金屬塊，所述磁感應線圈位于所述基座上并與所述懸臂梁相對設置，所述金屬塊與所述磁感應線圈正對設置，所述熔斷單元還包括位于所述懸臂梁下方的熔斷部、第三電極和第四電極，所述熔斷部位于所述第三電極和所述第四電極之間；

其中，所述采集單元用于實時采集鋰電池的熱狀況并反饋至所述控制電路，所述控制電路根據(jù)所述熱狀況控制所述熔斷單元斷開所述鋰電池與外部設備的連接。

作為上述技術方案的進一步改進，所述第一電極和所述第二電極采用鋁或銅的金屬材料。

作為上述技術方案的進一步改進，所述熱敏電阻片為正溫度系數(shù)熱敏電阻，采用鈦酸鋇基材料，居里點溫度為80～200℃之間。

作為上述技術方案的進一步改進，所述導熱層采用導熱硅膠或石墨墊片的導熱材料。

作為上述技術方案的進一步改進，所述保護層采用耐高溫塑料或陶瓷，所述絕緣層采用導熱硅膠的導熱絕緣材料。

作為上述技術方案的進一步改進，所述熔斷部采用低熔點的金屬絲，當所述控制電路接收到所述采集單元采集的電流變化時，在所述第三電極和所述第四電極之間加入熔斷電流使所述熔斷部熔斷。