帶滅火裝置的鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種帶滅火裝置的鋰電池，解決了現(xiàn)有的鋰電池隨著容量的提升，安全因素也更加難以控制的缺陷，殼體內(nèi)部由隔層分為兩個腔體，分別為內(nèi)腔體和外腔體，隔層為隨電池壓力升高和/或溫度升高而外凸并能發(fā)生破裂的變形體，外腔體內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)式滅火裝置，觸發(fā)式滅火裝置包括由隔層變形觸發(fā)的觸發(fā)部、內(nèi)含滅火材料的滅火包及伸入到滅火包內(nèi)由觸發(fā)部觸發(fā)產(chǎn)生氣體的發(fā)生器。觸發(fā)部被觸發(fā)，發(fā)生器就能產(chǎn)生氣體，滅火包充氣后爆裂，滅火材料就噴灑出來起到滅火作用，防止電池爆炸著火，引起外部物體著火，減小破壞。
【專利說明】帶滅火裝置的鋰電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種鋰電池結(jié)構(gòu)，尤其是一種具有滅火功能的帶滅火裝置的鋰電池。

【背景技術(shù)】
[0002] 鋰電池 （Lithium Cell)是指電化學(xué)體系中含有鋰(包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、 鋰聚合物）的最基本電化學(xué)單位。鋰電池大致可分為兩類：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰 離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化 物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。
[0003] 目前，鋰離子電池作為新型能源，由于其自身相比傳統(tǒng)鉛酸電池有顯著的優(yōu)勢：① 循環(huán)性能好，單體循環(huán)壽命可達(dá)到2000次、②高低溫放電安全、③體積能量比最高、④重量 能量比最高、⑤支持大倍率充放電且無記憶效應(yīng)、⑥安全環(huán)保，對環(huán)境無污染。因此，自鋰電 池商業(yè)化應(yīng)用以來，以其優(yōu)異的功能和特性在各個行業(yè)領(lǐng)域得到迅速應(yīng)用。
[0004] 鋰電池的應(yīng)用領(lǐng)域由數(shù)碼產(chǎn)品領(lǐng)域延伸到交通動力，儲能、航天、通信備用電源燈 領(lǐng)域，對鋰電池的需求也由原先的幾百毫安時翻轉(zhuǎn)到上百甚至上千安時，由于容量的提升， 安全因素將更加難以控制。
[0005] 當(dāng)鋰電池受到短路、高熱、過充電等異常因素的影響時，鋰電池內(nèi)部容易有高壓氣 體產(chǎn)生,會引起電池殼體變形，甚至產(chǎn)生爆炸的危險,如果溫度過高，還會產(chǎn)生火花,造成燃 燒。
[0006] 中國專利局于2012年12月31日公告了一份CN101931069號專利，名稱為鋰電池 安全閥，包括密封圈及其內(nèi)部從上往下依次設(shè)置的頂蓋、PTC環(huán)、防爆膜片和孔板；防爆膜 片的水平包扣端包扣到頂蓋的周邊的上方；所述頂蓋的周邊與PTC環(huán)的外邊緣對齊；鋰電 池安全閥還包括絕緣層，絕緣層設(shè)置于防爆膜片的直立包扣端與水平包扣端的內(nèi)側(cè)、頂蓋 的周邊的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)的邊緣外側(cè)，并且絕緣層包扣在頂蓋的周邊的上方。該安全閥 是將電池殼體內(nèi)產(chǎn)生高壓氣體排出，高壓氣體排出后容易對周邊造成破壞,溫度過高還會 引燃后邊物體，而且安全閥釋放高壓氣體需要一定的時間，這個時間段可能造成電池爆炸 著火，安全性較低，安全閥的效率較低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明解決了現(xiàn)有的鋰電池隨著容量的提升，安全因素也更加難以控制的缺陷， 提供一種帶滅火裝置的鋰電池，鋰電池的殼體內(nèi)設(shè)置有滅火裝置，鋰電池著火時可以起到 滅火作用，防止引起外部物體著火，減小破壞。
[0008] 本發(fā)明還解決了現(xiàn)有的鋰電池通過安全閥來釋放高壓氣體，但是沒有對電池包進(jìn) 行安全防護(hù)，還存在電池爆炸著火的危險，提供一種帶滅火裝置的鋰電池，能給電池殼體內(nèi) 部產(chǎn)生的高壓氣體一個緩沖，同時還能向電池軟包噴滅火材料，起到滅火的作用。
[0009] 本發(fā)明提供的帶滅火裝置的鋰電池，還通過在電池軟包外部包裹封閉的防護(hù)包， 防護(hù)包內(nèi)填充有滅火材料，電池軟包爆裂時能撕開防護(hù)包，使得滅火材料噴灑到電池軟包 外表，起到滅火的作用。
[0010] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種帶滅火裝置的鋰電池，包括電 池殼體，殼體內(nèi)安裝有電池軟包，殼體內(nèi)部由隔層分為兩個腔體，分別為內(nèi)腔體和外腔體， 外腔體處于內(nèi)腔體外部，電池軟包安裝于內(nèi)腔體內(nèi)，隔層為隨電池壓力升高和/或溫度升 高而外凸并能發(fā)生破裂的變形體，外腔體內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)式滅火裝置，觸發(fā)式滅火裝置包括 由隔層變形觸發(fā)的觸發(fā)部、內(nèi)含滅火材料的滅火包及伸入到滅火包內(nèi)由觸發(fā)部觸發(fā)產(chǎn)生氣 體的發(fā)生器。本申請所述的觸發(fā)式滅火裝置是指一種需要通過觸發(fā)才能起作用的滅火裝 置，觸發(fā)部被觸發(fā)，發(fā)生器就能產(chǎn)生氣體，滅火包充氣后爆裂，滅火材料就噴灑出來起到滅 火作用，防止電池爆炸著火，引起外部物體著火，減小破壞；殼體由隔層隔開分為兩個腔體， 外腔體可以作用高壓氣體的緩沖區(qū)域，放置電池殼體一受到高壓氣體沖擊就爆炸，延遲了 高壓氣體的作用時間，給滅火裝置起作用留出足夠的時間，隔層在高壓氣體的作用下能產(chǎn) 生變形并破裂，變形能給觸發(fā)部一個出發(fā)信號，只要控制好隔層變形的安全范圍，破裂的縫 隙能給滅火材料噴灑向電池軟包提供路徑，隔層還能根據(jù)溫度升高產(chǎn)生變形并破裂，提高 了鋰電池的安全系數(shù)。
[0011] 作為優(yōu)選，隔層的每個面的中間部位為整塊的中心區(qū)，中心區(qū)的周邊設(shè)置有凹槽 并形成破裂預(yù)制區(qū)，隔層的每個面上設(shè)置有多道縫隙，縫隙連通內(nèi)腔體和外腔體，縫隙從中 心區(qū)的周邊起頭呈放射狀延伸。隔層上的多道縫隙提供高壓氣體一個泄壓的出口，高壓氣 體泄入到外腔體，使得高壓氣體降壓；破裂預(yù)制區(qū)表示預(yù)先在隔層上加工出破裂的痕跡及 位置，此處的強(qiáng)度低于隔層其他部位，隔層收線發(fā)生變形并破裂的位置就在破裂預(yù)制區(qū)。
[0012] 作為優(yōu)選，隔層與殼體的外壁之間連接有支撐板，支撐板固定于殼體的邊角處，支 撐板上設(shè)置有通孔。支撐板支撐隔層，使得電池軟包能安裝于隔層圍成的內(nèi)腔體內(nèi)。
[0013] 作為優(yōu)選，外腔體分為兩種，一種為對應(yīng)殼體正面和后面的面外腔體，另一種為對 應(yīng)殼體四周的側(cè)外腔體。面外腔體和側(cè)外腔體處于是受力面積的大小區(qū)分，面積大的位置 是電池爆炸首發(fā)的位置，側(cè)外腔體的面積小，而且側(cè)外腔體外周的轉(zhuǎn)角比較接近，因此側(cè)外 腔體的承受能力相對面外腔體的承受能力強(qiáng)。
[0014] 作為優(yōu)選，面外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的發(fā)生器為一個，且處于面外腔體的中 間位置；側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的發(fā)生器為多個，每個發(fā)生器分別對應(yīng)側(cè)外腔體處 隔層上的縫隙分隔而成的塊，多個發(fā)生器之間相互聯(lián)動。
[0015] 作為優(yōu)選，面外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的觸發(fā)部呈圓盤狀，圓盤由兩部分組成， 中間為內(nèi)凹的小圓盤，外圍為截面呈弧形的圓環(huán)，小圓盤與圓環(huán)之間弧形過渡，弧形過渡處 設(shè)置有若干連通圓環(huán)與小圓盤的通道。高壓氣體從縫隙處進(jìn)入到外腔體并作用到圓環(huán)上， 圓環(huán)內(nèi)凹，成為高壓氣體緩沖的空間，通道增加了滅火材料噴灑的方向。
[0016] 作為優(yōu)選，小圓盤的直徑小于面外腔體處隔層的中心區(qū)的直徑，滅火包處于小圓 盤內(nèi)凹的空間內(nèi)，發(fā)生器固定于小圓盤的底部中間，發(fā)生器的氣體噴射口伸入到滅火包內(nèi)。
[0017] 作為優(yōu)選，側(cè)外腔體按照殼體的四個側(cè)面分成四個側(cè)塊，側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅 火裝置的滅火包分為四個，每一個均分布于整個側(cè)塊內(nèi)。
[0018] 作為優(yōu)選，側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的觸發(fā)部連接到隔層的外壁上。
[0019] 作為優(yōu)選，電池軟包的外部包裹有防護(hù)包，防護(hù)包為封閉結(jié)構(gòu)，防護(hù)包內(nèi)填充有滅 火材料，防護(hù)包為一個，防護(hù)包包裹住內(nèi)腔體內(nèi)所有的電池軟包。
[0020] 本發(fā)明的有益效果是：觸發(fā)部被觸發(fā)，發(fā)生器就能產(chǎn)生氣體，滅火包充氣后爆裂， 滅火材料就噴灑出來起到滅火作用，防止電池爆炸著火，引起外部物體著火，減小破壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明一種側(cè)外腔體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明一種面外腔體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明面外腔體結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖； 圖中：1、殼體，2、隔層，3、支撐板，4、外腔體，5、滅火材料，6、電池軟包，7、發(fā)生器，8、觸 發(fā)部，9、縫隙，10、面外腔體，11、破裂預(yù)制區(qū)，12、小圓盤，13、圓環(huán)，14、中心區(qū)，15、側(cè)外腔 體，16、滅火包，17、通道。

【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面通過具體實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
[0023] 實(shí)施例1 :一種帶滅火裝置的鋰電池(參見附圖1附圖2附圖3)，包括電池殼體1， 殼體內(nèi)部由隔層2分為兩個腔體，分別為內(nèi)腔體和外腔體4,外腔體處于內(nèi)腔體外部，內(nèi)腔 體內(nèi)部安裝有電池軟包6。隔層為隨電池壓力升高和/或溫度升高而外凸并能發(fā)生破裂的 變形體，外腔體內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)式滅火裝置，觸發(fā)式滅火裝置包括由隔層變形觸發(fā)的觸發(fā)部 8、內(nèi)含滅火材料5的滅火包16及伸入到滅火包內(nèi)由觸發(fā)部觸發(fā)產(chǎn)生氣體的發(fā)生器7。
[0024] 隔層與殼體的外壁之間連接有支撐板3,支撐板固定于殼體的邊角處，支撐板上設(shè) 置有通孔。隔層的每個面的中間部位為整塊的呈圓形的中心區(qū)14,中心區(qū)的周邊設(shè)置有凹 槽并形成破裂預(yù)制區(qū)11，隔層的每個面上設(shè)置有多道縫隙9,縫隙連通內(nèi)腔體和外腔體，縫 隙從中心區(qū)的周邊起頭呈放射狀延伸。
[0025] 殼體呈長方體，外腔體分為兩種，一種為對應(yīng)殼體正面和后面的面外腔體10,另一 種為對應(yīng)殼體四周的側(cè)外腔體15。面外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的觸發(fā)部8呈圓盤狀，圓 盤由兩部分組成，中間為內(nèi)凹的小圓盤12,外圍為截面呈弧形的圓環(huán)13,小圓盤與圓環(huán)之 間弧形過渡，弧形過渡的頂部與隔層的外表面相分離，弧形過渡處設(shè)置有若干連通圓環(huán)與 小圓盤的通道17,小圓盤的直徑小于面外腔體處隔層的中心區(qū)的直徑。面外腔體內(nèi)的觸發(fā) 式滅火裝置的發(fā)生器為一個，滅火包處于小圓盤內(nèi)凹的空間內(nèi)，發(fā)生器固定于小圓盤的底 部中間，發(fā)生器的氣體噴射口伸入到滅火包內(nèi)。
[0026] 側(cè)外腔體按照殼體的四個側(cè)面分成四個側(cè)塊，側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的滅 火包分為四個，每一個均分布于整個側(cè)塊內(nèi)。每個側(cè)塊內(nèi)的隔層被縫隙分隔成多個塊，每個 側(cè)塊內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的發(fā)生器為多個，且發(fā)生器的數(shù)量與塊的數(shù)量相同，每個發(fā)生器 對應(yīng)一個塊，同一側(cè)塊內(nèi)的發(fā)生器之間相互聯(lián)動。側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的觸發(fā)部 連接到隔層的外壁上。
[0027] 實(shí)施例2 :-種帶滅火裝置的鋰電池，與實(shí)施例不同之處在于，電池軟包的外部包 裹有防護(hù)包，防護(hù)包為封閉結(jié)構(gòu)，防護(hù)包內(nèi)填充有滅火材料，防護(hù)包為一個，防護(hù)包包裹住 內(nèi)腔體內(nèi)所有的電池軟包。其余結(jié)構(gòu)參照實(shí)施例1。
[0028] 以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的兩種較佳方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限 制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
【權(quán)利要求】
1. 一種帶滅火裝置的鋰電池，包括電池殼體（1)，殼體內(nèi)安裝有電池軟包（6)，其特征 在于殼體內(nèi)部由隔層（2)分為兩個腔體，分別為內(nèi)腔體和外腔體（4)，外腔體處于內(nèi)腔體外 部，電池軟包安裝于內(nèi)腔體內(nèi)，隔層為隨電池壓力升高和/或溫度升高而外凸并能發(fā)生破 裂的變形體，外腔體內(nèi)設(shè)置有觸發(fā)式滅火裝置，觸發(fā)式滅火裝置包括由隔層變形觸發(fā)的觸 發(fā)部（8)、內(nèi)含滅火材料的滅火包（16)及伸入到滅火包內(nèi)由觸發(fā)部觸發(fā)產(chǎn)生氣體的發(fā)生器 (7)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于隔層的每個面的中間部位 為整塊的中心區(qū)（14)，中心區(qū)的周邊設(shè)置有凹槽并形成破裂預(yù)制區(qū)（11)，隔層的每個面上 設(shè)置有多道縫隙（9)，縫隙連通內(nèi)腔體和外腔體，縫隙從中心區(qū)的周邊起頭呈放射狀延伸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于隔層與殼體的外壁之間連 接有支撐板（3)，支撐板固定于殼體的邊角處，支撐板上設(shè)置有通孔。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于外腔體分為兩種， 一種為對應(yīng)殼體正面和后面的面外腔體（10)，另一種為對應(yīng)殼體四周的側(cè)外腔體（15)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于面外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火 裝置的發(fā)生器為一個，且處于面外腔體的中間位置；側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的發(fā)生 器為多個，每個發(fā)生器分別對應(yīng)側(cè)外腔體處隔層上的縫隙分隔而成的塊，多個發(fā)生器之間 相互聯(lián)動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于面外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火 裝置的觸發(fā)部呈圓盤狀，圓盤由兩部分組成，中間為內(nèi)凹的小圓盤（12)，外圍為截面呈弧形 的圓環(huán)（13)，小圓盤與圓環(huán)之間弧形過渡，弧形過渡處設(shè)置有若干連通圓環(huán)與小圓盤的通 道（17)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于小圓盤的直徑小于面外腔 體處隔層的中心區(qū)的直徑，滅火包處于小圓盤內(nèi)凹的空間內(nèi)，發(fā)生器固定于小圓盤的底部 中間，發(fā)生器的氣體噴射口伸入到滅火包內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于側(cè)外腔體按照殼體的四個 側(cè)面分成四個側(cè)塊，側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火裝置的滅火包分為四個，每一個均分布于整 個側(cè)塊內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于側(cè)外腔體內(nèi)的觸發(fā)式滅火 裝置的觸發(fā)部連接到隔層的外壁上。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的帶滅火裝置的鋰電池，其特征在于電池軟包的外部 包裹有防護(hù)包，防護(hù)包為封閉結(jié)構(gòu)，防護(hù)包內(nèi)填充有滅火材料，防護(hù)包為一個，防護(hù)包包裹 住內(nèi)腔體內(nèi)所有的電池軟包。
【文檔編號】H01M2/02GK104064692SQ201410053242
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】李愛明, 孫延先, 任寧, 平曉山, 宋澤斌 申請人:浙江超威創(chuàng)元實(shí)業(yè)有限公司