[发明专利]锂电池安全阀开启压力的设计方法、系统、安全阀及电池

说明书

本申请涉及一种锂电池安全阀开启压力的设计方法、系统、安全阀及电池。所述设计方法包括测量电池的原位压力和温度，拟合形成所述温度‑压力函数。通过对所述温度‑压力函数进行二次求导，计算二次导数为0时对应的压力值，基于所述二次导数为0时对应的压力值获得所述安全阀的开启压力值。所述开启压力值为所述温度‑压力函数二次导数为0的点。所述开启压力值表征了电池内部压力由电解液蒸发产气过程向电解液分解产气过程的转换节点。所述开启压力值使得安全阀在电解液分解阶段到来前泄压，有效阻止电池热失控的发生，提高了电池的安全性。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂电池安全阀开启压力的设计方法、系统、安全阀及电池。

背景技术

锂电池在热失控过程中，会发生胀包、泄气甚至是燃烧。单体热失控释放的高温烟气在电池包蔓延，造成热失控行为向临近的电池传播，造成整个模组甚至电池包热失控。电池包热失控会发生燃烧甚至爆炸，造成生命和财产损失。

动力锂电池单体根据壳体机构不同分为：圆柱形电池、方壳电池和软包电池。圆柱形电池和方壳电池都安装有安全阀。当电池内部压力高于某一阈值时，安全阀开启，将电池内部的压力提前释放。软包电池内的压力达到一定程度时，会从电芯的包裹材料铝塑膜的薄弱处释放。释放压力在一定程度上会降低电池热失控的危害。但是目前电池安全阀的泄放压力设计并不是十分合理，安全阀的泄放不能完全阻止热失控的发生。

发明内容

基于此，有必要针对怎样才能合理设计电池安全阀的泄放压力的问题，提供一种锂电池安全阀开启压力的设计方法、系统、安全阀及电池。

一种锂电池安全阀开启压力的设计方法，所述锂电池包括壳体和安全阀，所述安全阀设置于所述壳体，所述壳体包围形成电池腔，所述锂电池设置于气密腔，所述设计方法包括：

对所述锂电池进行加热或充电，且控制所述气密腔与所述锂电池的电池腔内的压力相同。

采集所述电池腔内的多个第一压力和多个与多个所述第一压力一一对应的第一温度。

对多个所述第一压力和多个所述第一温度进行拟合，得到温度-压力函数。

对所述温度-压力函数进行二次求导，计算二次导数为0时对应的压力值，基于所述二次导数为0时对应的压力值获得所述安全阀的开启压力值。

在一个实施例中，对所述温度-压力函数进行二次求导，计算二次导数为0时对应的压力值，基于所述二次导数为0时对应的压力值获得所述安全阀的开启压力值的包括：

对所述温度-压力函数进行一次求导，获得压升速率曲线图。

根据所述压升速率曲线图获得压升速率转折平台。

对所述温度-压力函数进行二次求导，并获得压升速率变化曲线图。

找到与所述转折平台对应的压升速率变化为0的压力值，所述压力值即为所述安全阀的开启压力值。

在一个实施例中，对所述温度-压力函数进行一次求导，获得压升速率曲线图的包括：

对所述温度-压力函数进行一次求导，得到压升速率函数。

根据所述压升速率函数和所述温度-压力函数，绘制所述压升速率曲线图。

在一个实施例中，对所述温度-压力函数进行二次求导，并获得压升速率变化曲线图的包括：

对所述温度-压力函数进行二次求导，得到压升速率变化函数。

根据所述压升速率变化函数和所述温度-压力函数，绘制所述压升速率变化曲线图。

在一个实施例中，采用高斯函数对多个所述第一压力和多个所述第一温度进行拟合，得到所述温度-压力函数。