[发明专利]电池系统热失效扩散的抑制结构及其确定方法、电池系统

说明书

本申请涉及一种电池系统热失效扩散的抑制结构及其确定方法、电池系统。所述电池系统热失效扩散的抑制结构包括壳体、化学抑制剂和引线。所述化学抑制剂用于抑制电池热失效时的氧化还原反应，从根源上减弱电池单体热失效的释热量，避免其热失效引发其他电池单体的热失效。所述引线露出所述壳体之外，可以最先接触到已经发生热失效的所述电池单体。当所述引线被触发之后，与所述引线连接的所述化学抑制剂被触发，用于抑制电池热失效时的氧化还原反应。所述电池系统热失效扩散的抑制结构中的所述化学抑制剂和所述引线共同作用，提高了所述电池系统的安全性。所述电池系统热失效扩散的抑制结构对于高比能量动力电池的安全性设计具有重要的价值。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池系统热失效扩散的抑制结构及其确定方法、电池系统。

背景技术

动力电池的安全性是目前电池技术领域最关注的问题之一。一般动力电池的安全性包括电池单体层级的安全性和电池系统层级的安全性。在电池单体层面上，电池单体的热稳定性愈发下降并贴近常规使用条件下的安全边界。传统安全评估测试对新型电池单体的要求越来越严苛，行业正在寻求在电池系统层级的安全解决方案。

在电池系统层级，主要面临的安全问题是，如果有电池单体失效，其可能会扩散到周围电池单体，并引发周围电池单体的热失效。电池单体失效所释放出的能量毕竟有限，造成的危害也较小。但是，如果扩散速度过快，将会使得整个电池系统中储存的电能都通过热化学能的形式释放出来，造成巨大的危害。因此，需要在电池系统层级进行热失效扩散防护设计。

传统的，在电池单体失效后的扩散防护方面，比较直观易得的技术方案是在电池单体之间增加隔热层。所述隔热层可以是隔热棉或者可膨胀石墨板。所述隔热层放置的相邻电池中间，用于阻隔电池模组的热失效扩散过程。但是设置隔热层会存在以下的技术问题：第一，隔热层和电池热管理系统的温控均一性目标相背离；第二，对于更高比能量的电芯而言，实验中发现隔热层的材料已经不能满足热扩散的抑制要求，主要是隔热层在高温热失效条件下，物质的状态不能保持，造成高温隔热的效果下降。因此，目前动力电池的安全性问题，仍然是电池领域亟待解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要针对如何提高动力电池的安全性问题，提供一种电池系统热失效扩散的抑制结构及其确定方法、电池系统。

一种电池系统热失效扩散的抑制结构，包括：

壳体，围构形成第一空间；

化学抑制剂，收纳于所述第一空间，所述化学抑制剂用于抑制电池热失效时的氧化还原反应，所述化学抑制剂的气化温度低于电池热失效的触发温度；

引线，与所述化学抑制剂连接，所述引线的燃点温度低于电池热失效的触发温度。

在其中一个实施例中，所述化学抑制剂包括：

毒化剂，所述毒化剂包括使碳酸酯类电解液聚合的基团。

在其中一个实施例中，所述毒化剂包括使电池负极惰性化的基团或者与活性氧或自由基结合的基团。

在其中一个实施例中，所述毒化剂至少包括胺类毒化剂或碳酸盐类毒化剂中的一种。

在其中一个实施例中，所述化学抑制剂还包括：

弥散剂，所述弥散剂的气化温度低于所述壳体的崩溃温度；所述弥散剂至少包括硝酸胍、碳酸氢铵、二茂铁或硝酸铵中的一种。

在其中一个实施例中，还包括：

隔板，设置于所述第一空间，所述隔板从所述第一空间中分隔出第二空间，所述毒化剂收纳于所述第一空间，所述弥散剂收纳于所述第二空间。

一种电池系统热失效扩散的抑制结构的确定方法，包括：

在电池系统中确定典型区域，并对所述典型区域进行热失效扩散测试及评估；