[發(fā)明專利]電池防爆結(jié)構(gòu)及圓柱電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210293365.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114665217A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁定凱;趙立娜;馬寶秋;朱小平;陳明升
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云山新能源材料技術(shù)（深圳）有限公司
• 主分類號(hào): H01M50/342
• 分類號(hào): H01M50/342;H01M10/48;H01M10/04;G08B21/18
• 代理公司: 北京樂(lè)知新創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11734
• 代理人: 黃梅

本公開(kāi)提供了一種電池防爆結(jié)構(gòu)及圓柱電池，電池防爆結(jié)構(gòu)包括軟性防爆層、硬性防爆層、針刺件以及監(jiān)測(cè)單元，軟性防爆層包括中間金屬層和位于中間金屬層兩側(cè)的絕緣層，硬性防爆層與軟性防爆層之間形成有空腔，針刺件設(shè)置在硬性防爆層上，且具有位于空腔內(nèi)的刺針，監(jiān)測(cè)單元分別與中間金屬層及硬性防爆層電連接，監(jiān)測(cè)單元用于在軟性防爆層受力朝硬性防爆層方向凸起至刺針刺破絕緣層與中間金屬層短接時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本公開(kāi)能對(duì)電池安全失效起到提前預(yù)警的作用，當(dāng)發(fā)生自動(dòng)報(bào)警時(shí)，可對(duì)電池進(jìn)行檢測(cè)和更換，避免安全隱患；再有，具有雙重安全保護(hù)作用，當(dāng)預(yù)警被忽視，風(fēng)險(xiǎn)達(dá)到一定等級(jí)后可直接進(jìn)行泄壓，避免危險(xiǎn)的產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電池防爆結(jié)構(gòu)及圓柱電池。

背景技術(shù)

電池內(nèi)部或外部發(fā)生短路、過(guò)充、碰撞等情況導(dǎo)致電池?zé)崾Э貢r(shí)，會(huì)產(chǎn)生高溫可燃性氣體，造成電池包膨脹、爆炸甚至劇烈燃燒。為保證電池的安全性，需要在電池殼體上設(shè)置防爆機(jī)構(gòu)。現(xiàn)有電池的防爆機(jī)構(gòu)大多只有泄壓防爆功能，即電池內(nèi)產(chǎn)生氣體快要沖破電池殼體時(shí)，通過(guò)防爆層進(jìn)行泄壓以起到安全防護(hù)，而對(duì)于電池即將發(fā)生失效無(wú)法預(yù)判。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開(kāi)首先提供一種電池防爆結(jié)構(gòu)，以至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題。

根據(jù)本公開(kāi)的電池防爆結(jié)構(gòu)，包括：

軟性防爆層，所述軟性防爆層包括中間金屬層和位于所述中間金屬層兩側(cè)的絕緣層；

硬性防爆層，所述硬性防爆層與所述軟性防爆層之間形成有空腔；

針刺件，所述針刺件設(shè)置在所述硬性防爆層上，且具有位于所述空腔內(nèi)的刺針；以及

監(jiān)測(cè)單元，分別與所述中間金屬層及所述硬性防爆層電連接；

其中，所述監(jiān)測(cè)單元用于在所述軟性防爆層受力朝所述硬性防爆層方向凸起至所述刺針刺破所述絕緣層與所述中間金屬層短接時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在一可實(shí)施方式中，所述針刺件位于所述硬性防爆層的中心位置上。

在一可實(shí)施方式中，所述軟性防爆層具有第一導(dǎo)線引出部，所述硬性防爆層具有第二導(dǎo)線引出部，所述第一導(dǎo)線引出部通過(guò)第一導(dǎo)線與所述監(jiān)測(cè)單元相連接，所述第二導(dǎo)線引出部通過(guò)第二導(dǎo)線與所述監(jiān)測(cè)單元相連接，所述監(jiān)測(cè)單元基于所述硬性防爆層與所述軟性防爆層之間的電阻值變化發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

在一可實(shí)施方式中，所述硬性防爆層具有防爆刻痕；或，所述硬性防爆層包括有第一區(qū)域和第二區(qū)域，所述第一區(qū)域與所述第二區(qū)域具有不同的抗沖擊力特性。

根據(jù)本公開(kāi)的另一方面，還提供一種圓柱電池，包括電池殼體、電芯和防爆結(jié)構(gòu)，所述電芯設(shè)于所述電池殼體內(nèi)，所述防爆結(jié)構(gòu)安裝在所述電池殼體上，所述防爆結(jié)構(gòu)包括：

軟性防爆層，所述軟性防爆層包括中間金屬層和位于所述中間金屬層兩側(cè)的絕緣層；

硬性防爆層，所述硬性防爆層與所述軟性防爆層之間形成有空腔；

針刺件，所述針刺件設(shè)置在所述硬性防爆層上，且具有位于所述空腔內(nèi)的刺針；以及

監(jiān)測(cè)單元，分別與所述中間金屬層及所述硬性防爆層電連接；

其中，所述監(jiān)測(cè)單元用于在所述軟性防爆層受力朝所述硬性防爆層方向凸起至所述刺針刺破所述絕緣層與所述中間金屬層短接時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；所述軟性防爆層相比所述硬性防爆層更靠近所述電芯設(shè)置。

在一可實(shí)施方式中，所述軟性防爆層未受力情況下與所述針刺件之間具有距離h，h＝3*nRT*r1²/(F2*r2²)，其中，r1為所述針刺件的刺針半徑，r2為所述電池殼體的內(nèi)徑，F(xiàn)2為所述軟性防爆層的抗拉強(qiáng)度，n為電芯產(chǎn)生的氣體物質(zhì)的量，R為常數(shù)，T為電芯產(chǎn)生的氣體溫度。