[發(fā)明專利]動力電池安全基本器件電池保護器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111372521.6
• 申請日: 2021-11-19
• 公開（公告）號: CN114042275A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金旭
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州海云涂層技術(shù)有限公司
• 主分類號: A62C3/16
• 分類號: A62C3/16;A62C35/10;A62C37/00;A62C99/00;H01M50/581;H01M50/59
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1.一種動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：包括觸發(fā)組件，熱能組件和消火組件，所述觸發(fā)組件包括感應(yīng)單元和開關(guān)單元，嵌入式設(shè)計在電芯層面電芯單元間，所述感應(yīng)單元由熱敏組合物構(gòu)成，所述熱敏組合物包括載體物質(zhì)和阻燃物質(zhì)，所述載體物質(zhì)為溫度感應(yīng)且高溫相變材料，經(jīng)高溫熱作用軟化或熔融而釋放裝載阻燃物質(zhì)，所述阻燃物質(zhì)均勻分散分布在載體物質(zhì)中，所述開關(guān)單元包括復合觸點和彈性構(gòu)件，所述復合觸點包括靜觸點1、靜觸點2和動觸點，動觸點位于靜觸點1與靜觸點2之間，動觸點與靜觸點1斷開構(gòu)成常開觸點，動觸點與靜觸點2閉合構(gòu)成常閉觸點，所述彈性構(gòu)件一端固定，另一端連接動觸點;在感應(yīng)單元作用下彈性構(gòu)件處于受力狀態(tài)帶動動觸點變位，使動觸點與靜觸點1變位閉合、與靜觸點2變位斷開;常開觸點串接在電池電路、常閉觸點串接在熱能組件控制電路，所述消火組件包括滅火單元，設(shè)置在電池模組層面電池殼體內(nèi)部空間，所述滅火單元由滅火微膠囊構(gòu)成，所述滅火微膠囊包括對溫度敏感的溫感外殼以及包覆于溫感外殼內(nèi)部的滅火物質(zhì),所述滅火單元與熱能組件的釋熱端充分接觸；

當電芯熱失控導致電池內(nèi)部溫度升高和電芯燃燒，感應(yīng)單元載體物質(zhì)在高溫熱作用下感應(yīng)并激活相變，逐漸釋放裝載的阻燃物質(zhì)，澆灑到燃燒區(qū)的阻燃物質(zhì)在吸收熱量的同時形成隔氧隔膜，同時捕獲燃燒反應(yīng)所產(chǎn)生的自由基，破壞電池熱分解產(chǎn)生的氧化劑與還原劑間燃燒鏈反應(yīng)，窒息冷卻、阻斷反應(yīng)，抑制電芯燃燒；感應(yīng)單元的受熱變化導致彈性構(gòu)件復位，導致常開觸點復位斷開而切斷電池電路、常閉觸點復位閉合而接通熱能組件控制電路，熱能組件得電啟動運行并熱作用于滅火單元，熱能組件通過熱作用控制對滅火微膠囊的霧化-增壓-汽化-噴射的循序開啟，滅火微膠囊的溫感外殼在熱作用下激活并破裂，釋放其內(nèi)載的滅火物質(zhì)，迅速對電池殼體內(nèi)部進行窒息、冷卻和熄火，對電池模組或電池包層面進行全方位的保護。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：所述載體物質(zhì)包括但不限于有機材料、無機材料、高分子材料、陶瓷材料或復合材料，常態(tài)下為穩(wěn)定的固狀結(jié)構(gòu)，經(jīng)高溫熱作用發(fā)生相變成流狀體；所述阻燃物質(zhì)包括但不限于特殊干粉藥劑、阻燃藥劑；載體物質(zhì)和阻燃物質(zhì)經(jīng)共混、共聚、粘著或復合工藝組合固化成型，具有穩(wěn)定的機械結(jié)構(gòu)和性能，所述高溫熱作用指達到載體物質(zhì)的相變溫度，其溫度范圍為160～600度，根據(jù)電池類型、工藝設(shè)計和安全參數(shù)進行選材和設(shè)定。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：所述特殊干粉藥劑包括但不限于用于金屬火災的石墨干粉、銅基粉末；所述阻燃藥劑包括但不限于有機阻燃劑、無機阻燃劑，鹵系阻燃劑和非鹵阻燃劑。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：所述滅火單元包括但不限于由滅火微膠囊經(jīng)模壓、鑄塑、纏繞和/或涂布工藝制作成型，根據(jù)不同覆蓋范圍、安全等級設(shè)計具有不同的形狀、大小和容量，并通過粘合、涂布、機械件和/或封裝的方式安裝集成到消火組件；所述滅火微膠囊為具有膠囊結(jié)構(gòu)的納米或微米級別固態(tài)微顆粒；所述溫感外殼采用單層、多層或復合結(jié)構(gòu)，溫感外殼的成分為有機材料、無機材料、復合材料或高分子材料及其復合物，具有穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)和性能，所述熱作用開放溫度在80-300℃；所述滅火物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為60%以上，包括至少一種在熱作用下發(fā)生相變并易汽化的滅火和/或冷卻的物質(zhì)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：所述易汽化的滅火和／或冷卻物質(zhì)包括但不限于鹵代烷、氫氯氟烴、氫氟代烷、全氟代烷、氟碘代烷、氟化酮類滅火劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述動力電池安全基本器件電池保護器，其特征在于：所述熱能組件，包括但不限于電能、化學能、輻射能的能量形式轉(zhuǎn)化為熱能。