[发明专利]一种用于锂电池的电池箱安全结构

说明书

本申请公开了一种用于锂电池的电池箱安全结构，包括电池箱，所述电池箱内设有电池模组，还包括与所述电池模组泄爆口连接的冷却腔，与所述冷却腔连接的吸附腔；其中，所述冷却腔和吸附腔均可以设置在所述电池箱内部，或，设置在所述电池箱外部。本申请电池箱中的冷却材料在电池正常工作时，可以对电池模组进行冷却降温处理，当电池箱中的电池模组发生热失控而导致电池模组的泄压口打开，电池内部的各种物质向外喷放时，冷却腔中的冷却材料对喷放的物质进行降温，使得喷放物质中的部分固体颗粒以及气化的电解液重新冷凝，并对气态物质进行降温为后续喷放物质中的可燃气体吸附创造条件。

技术领域

本申请属于电池技术领域，涉及一种用于锂电池的电池箱安全结构。

背景技术

锂电池是一种具有能量高，高电压、使用寿命长、对环境无危害、无记忆性的新型电池，传统结构的锂电池在工作过程中会产生大量的热量，而锂电池材料的导热性能差，所以此种结构的锂电池内部的热量会迅速累积，使得锂电池温度过高，进一步可能造成锂电池性能下降或者热失控，严重的会引起燃烧或爆炸等危险后果。

锂电池的安全结构上有提高散热性，对电池进行降温等处理方式，设置泄压口、收集气囊等方式。提高电池散热性与对电池进行降温是对电池进行事前安全措施，设置泄压口与收集气囊则是对电池真正发生热失控的一种安全补救措施。而一旦锂电池发生热失控而导致泄压口打开时，其内部的电解液、正负极材料等物质会随着电池内部高温一同喷到环境中，这些物质特别是电解液是极易可燃的物质，喷出时温度就在其自燃点以上，它们在空气中会立即燃烧起来，将电池附近的其他物质引燃，从而造成二次损害。一般认为锂电池发生热失控而导致的火灾难以被扑灭，只能等着电池内部的可燃物燃烧殆尽，因此一旦电池发生热失控时，其安全结构要解决的主要问题是减少二次损害。

专利CN109088109A等公开了一种安全电池，其包括电池组件和安全气囊，在泄压口外部设置收集气囊，并将电池热失控时产生的气体进行收集，然后用更多的惰性气体对其进行稀释，使的混合气体具有不燃性。这种处理方式一方面因为电池泄压口喷出的高温气体对收集气囊的耐温性有较高的要求，另一方面，大容量电池一旦发生热失控，其释放的气体量也是非常大，再加上用数倍体积的惰性气体稀释后，其气囊体积将非常巨大。因此这种收集加稀释的方式不适合大容量电池，仅适合容量较小的电池。

专利CN203225319U/CN201420537958X/CN2015210933522/CN 108417757A等提供吸附结构以及吸附剂的专利，均是直接对电池喷出的高温物质直接进行吸附，而缺少对其进行冷却的环节。一般的吸附剂(如活性炭，分子筛等)吸附时，吸附剂的温度越高其吸附效果越差，如活性炭对气体物质的吸附温度在50℃以下，而电池热失控时喷出气体的温度一般要高于300℃，而这一温度下活性炭将失去对气体物质的吸附功能，反而对其吸附的物质有脱附功能，虽然这一温度下吸附剂能吸收气化的电解液，但无法吸附电池热失控时产生的氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体物质，这些物质仍然会在电池热失控时发生爆炸的危险，因此在吸附前对需要电池喷出的各种物质进行降温处理是必须进行的前置条件。

专利102934278A公开了一种电池以及电池系统，其在电池热失控物质吸附前有设置冷却的环节，但是它用一个散热装置，或者说散热器对电池热失控是喷出的物质进行冷却，这样的冷却方式是用另一个系统来冷却此电池系统，这样做势必是电池系统变得复杂、且成本提高。而其他的设置冷却环节的专利如CN204271170U/CN 105977521 A/CN111640891 A等其冷却物质要么为可分解产生气体来吸热的化合物，要么为可气化产生气体来吸热的化合物，这样是可以达到降低电池热失控时温度的目的，但是短时间内这些冷却物质产生的大量气体加之电池热失控时释放的气体同时向外排放，也有可能引起爆炸等事故。再者使用这类冷却材料，其后续如果设置吸附材料，则吸附材料用量将是非常之大，以至于想达到吸附可燃气体的目的变得不切实际。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请的采用技术方案如下：