[发明专利]电池组

说明书

一种电池组，涉及电池领域，该电池组包括电池模块(2)、冷却液(11)和电池箱(1)，所述电池模块(2)和冷却液(11)均设置在电池箱(1)内，所述电池模块(2)至少部分浸入冷却液(11)中，所述冷却液(11)上覆盖包含阻隔液的液封层(12)，依靠冷却液的汽化潜热把热失控电池所释放的热量迅速带走，从而避免热量积聚导致电池热失控不断蔓延，起到保护电池组安全的作用。

技术领域

本发明涉及一种具有控制热失控蔓延的电池组。

背景技术

锂离子电池因其高比能量、高电压、自放电率低和循环寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车中。但由于锂离子电池的安全性存在一定的隐患，当电池组中部分锂离子电池单元由于内部短路、外部短路、过充或者机械破坏等原因，可能导致其温度失控，产生100～700℃的高温和大量热量。

导致热失控的热量来源主要包括电池本身所存储的电能转化和负极材料在80～400℃下分解、正极材料在150～400℃下分解、电解液在200～400℃下分解以及电解液等在高温下燃烧时所释放的热量。这些热量会进一步加热周边的电池，当周边电池被加热到一定程度时(例如130℃)，所使用的隔膜开始收缩，导致正负极极片在电池内部直接短路，导致周边电池也发生热失控，从而释放更多热量，最终导致热失控加速蔓延，使得整个电池组失控，严重时引发起火爆炸的安全事故。

申请号为CN201210317186.4，名称为阻燃防爆电池组的专利中，使用了硅油等绝缘液体将电池组部分浸没在其中，这很好地隔绝了空气，减少了热失控时起火的可能性。但是当个别电池热失控发生后，所产生的热量会不断加热绝缘的硅油，使得其温度上升到200℃以上。高温的硅油成为一个加热源，导致周围更多电池的被加热而发生热失控。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种电池组，包括电池模块、冷却液和电池箱，所述电池模块和冷却液均设置在电池箱内，所述电池模块至少部分浸入冷却液中，所述冷却液的汽化起始温度在70℃至200℃之间，所述冷却液上覆盖包含阻隔液的液封层，所述阻隔液与冷却液不互溶，密度小于冷却液的密度，并且阻隔液在200℃以下不会汽化。

电池模块至少部分浸入冷却液中，使得电池组产生的热量能够通过冷却液冷却，并且将电池组与空气隔绝，减少热失控时电池出现起火的可能性。

正常工作情况下，电池组可以采用被动的方式散热，电池工作产生的热量通过冷却液传导至电池箱外壳。

当出现热失控时，冷却液可迅速汽化，利用其较高的汽化潜热，带走热失控产生的热量，从而延缓或者避免热失控的蔓延。

冷却液覆盖阻隔液层可以起到液封的作用，阻隔液不易挥发或者不挥发，密度较冷却液低，且二者不互溶。阻隔液浮于冷却液之上，可避免冷却液在正常工作状态时的挥发损失。

本发明中，冷却液的汽化起始温度指的是冷却液发生沸腾后开始大量汽化的温度。

作为本发明的优选，所述冷却液包含具备阻燃、绝缘及抗电解性能的液体。

根据本发明的目的，所述冷却液选自处于电池组的工作压力条件下，汽化起始温度在70℃至150℃之间的液体。

作为本发明的优选，所述冷却液选自处于电池组的工作压力条件下，汽化起始温度在70℃～130℃之间的液体。

作为本发明的优选，所述电池组的工作压力处于0.2bar～5bar之间。

所述冷却液具备阻燃性和绝缘性，在所使用的电位下不会被电解，并且在设定温度热失控温度以上范围内会沸腾。其他情况下，该冷却液同时与单体电池进行热交换，协助电池的加热或者冷却。