[發明專利]一種用于鋰電池的電池箱安全結構

在審

• 申請號: 202110888165.7
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113506932A
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發明（設計）人: 鄭高鋒;雷政軍;翟騰飛;劉毅;張三學
• 申請（專利權）人: 陜西奧林波斯電力能源有限責任公司
• 主分類號: H01M10/613
• 分類號: H01M10/613;H01M10/655;H01M50/30;H01M50/35;H01M50/383;H01M50/209;H01M50/293;H01M50/291
• 代理公司: 北京高文律師事務所 11359
• 代理人: 高超

本申請公開了一種用于鋰電池的電池箱安全結構，包括電池箱，所述電池箱內設有電池模組，還包括與所述電池模組泄爆口連接的冷卻腔，與所述冷卻腔連接的吸附腔；其中，所述冷卻腔和吸附腔均可以設置在所述電池箱內部，或，設置在所述電池箱外部。本申請電池箱中的冷卻材料在電池正常工作時，可以對電池模組進行冷卻降溫處理，當電池箱中的電池模組發生熱失控而導致電池模組的泄壓口打開，電池內部的各種物質向外噴放時，冷卻腔中的冷卻材料對噴放的物質進行降溫，使得噴放物質中的部分固體顆粒以及氣化的電解液重新冷凝，并對氣態物質進行降溫為后續噴放物質中的可燃氣體吸附創造條件。

技術領域

本申請屬于電池技術領域，涉及一種用于鋰電池的電池箱安全結構。

背景技術

鋰電池是一種具有能量高，高電壓、使用壽命長、對環境無危害、無記憶性的新型電池，傳統結構的鋰電池在工作過程中會產生大量的熱量，而鋰電池材料的導熱性能差，所以此種結構的鋰電池內部的熱量會迅速累積，使得鋰電池溫度過高，進一步可能造成鋰電池性能下降或者熱失控，嚴重的會引起燃燒或爆炸等危險后果。

鋰電池的安全結構上有提高散熱性，對電池進行降溫等處理方式，設置泄壓口、收集氣囊等方式。提高電池散熱性與對電池進行降溫是對電池進行事前安全措施，設置泄壓口與收集氣囊則是對電池真正發生熱失控的一種安全補救措施。而一旦鋰電池發生熱失控而導致泄壓口打開時，其內部的電解液、正負極材料等物質會隨著電池內部高溫一同噴到環境中，這些物質特別是電解液是極易可燃的物質，噴出時溫度就在其自燃點以上，它們在空氣中會立即燃燒起來，將電池附近的其他物質引燃，從而造成二次損害。一般認為鋰電池發生熱失控而導致的火災難以被撲滅，只能等著電池內部的可燃物燃燒殆盡，因此一旦電池發生熱失控時，其安全結構要解決的主要問題是減少二次損害。

專利CN109088109A等公開了一種安全電池，其包括電池組件和安全氣囊，在泄壓口外部設置收集氣囊，并將電池熱失控時產生的氣體進行收集，然后用更多的惰性氣體對其進行稀釋，使的混合氣體具有不燃性。這種處理方式一方面因為電池泄壓口噴出的高溫氣體對收集氣囊的耐溫性有較高的要求，另一方面，大容量電池一旦發生熱失控，其釋放的氣體量也是非常大，再加上用數倍體積的惰性氣體稀釋后，其氣囊體積將非常巨大。因此這種收集加稀釋的方式不適合大容量電池，僅適合容量較小的電池。

專利CN203225319U/CN201420537958X/CN2015210933522/CN 108417757A等提供吸附結構以及吸附劑的專利，均是直接對電池噴出的高溫物質直接進行吸附，而缺少對其進行冷卻的環節。一般的吸附劑(如活性炭，分子篩等)吸附時，吸附劑的溫度越高其吸附效果越差，如活性炭對氣體物質的吸附溫度在50℃以下，而電池熱失控時噴出氣體的溫度一般要高于300℃，而這一溫度下活性炭將失去對氣體物質的吸附功能，反而對其吸附的物質有脫附功能，雖然這一溫度下吸附劑能吸收氣化的電解液，但無法吸附電池熱失控時產生的氫氣、一氧化碳、甲烷等易燃氣體物質，這些物質仍然會在電池熱失控時發生爆炸的危險，因此在吸附前對需要電池噴出的各種物質進行降溫處理是必須進行的前置條件。

專利102934278A公開了一種電池以及電池系統，其在電池熱失控物質吸附前有設置冷卻的環節，但是它用一個散熱裝置，或者說散熱器對電池熱失控是噴出的物質進行冷卻，這樣的冷卻方式是用另一個系統來冷卻此電池系統，這樣做勢必是電池系統變得復雜、且成本提高。而其他的設置冷卻環節的專利如CN204271170U/CN 105977521 A/CN111640891 A等其冷卻物質要么為可分解產生氣體來吸熱的化合物，要么為可氣化產生氣體來吸熱的化合物，這樣是可以達到降低電池熱失控時溫度的目的，但是短時間內這些冷卻物質產生的大量氣體加之電池熱失控時釋放的氣體同時向外排放，也有可能引起爆炸等事故。再者使用這類冷卻材料，其后續如果設置吸附材料，則吸附材料用量將是非常之大，以至于想達到吸附可燃氣體的目的變得不切實際。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請的采用技術方案如下：