[发明专利]一种大容量电池的安全结构

说明书

本申请实施例公开了一种大容量电池的安全结构，包括壳体、上盖板、下盖板，所述壳体内设有电芯腔、吸附腔和消防腔，所述吸附腔和电芯腔通过连接管连接；其中，所述吸附腔内设有吸附材料，所述消防腔内设有降温介质。本申请实施例可及时将电池内部产生的气体排出并吸附，降低了因泄爆口不能及时打开而引起电池壳体变形甚至开裂的风险，同时，当电池内部的压力急剧升高时，电芯腔被破坏，消防腔中的降温介质进入电芯腔可迅速给电芯降温，从而减小了电池起火的风险。

技术领域

本申请实施例属于电池技术领域，具体涉及一种大容量电池的安全结构。

背景技术

随着锂离子电池技术的进步及新材料的出现，锂离子电池在安全性比以往的锂离子电池提高很多。因此，锂离子电池越来越往大型化发展。目前各类锂离子电池的电解液基本上采用碳酸酯基电解液。而

采用碳酸酯基电解液的锂离子电池在首次充电过程中，同时在电池正常的充放电过程中，由于伴随着SEI膜的不断破坏和生产，以上产生气体的反应在电池中是不可避免的，随着充放电循环的进行，电池内累积的气体数量越来越多，造成电池内压上升，给电池的安全性带来隐患。

目前，一般锂离子动力电池会在端盖上设置防爆膜安全阀，当电池内压超过设定值后，防爆膜在预制刻痕处破裂，电池内部气体通过破裂口排放，电池内压下降，从而防止电池爆炸。但是防爆膜存在控制工艺比较复杂，安全限压值也不易准确控制，而且存在内部压力逐渐升高，但未达到爆炸值的情况，因此防爆膜安全阀容易出现无法及时泄压，可能导致安全问题；同时防爆膜安全阀还存在防爆膜只能使用一次，以及由于安全膜的尺寸限制，对泄压的速度有一定的限制，对于大容量的动力电池，电池内部瞬间产生的气体较多，现有的安全阀可能无法及时的排除产生的大量气体，随着电芯温度的不断升高，这些气体被高温点燃，从而引发电池火灾，造成大量的损失。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种大容量电池的安全结构，可及时将电池内部产生的气体排出并吸附，降低了引泄爆口不能及时打开而引起电池壳体变形甚至开裂的风险，同时，当电池内部的压力急剧升高时，电芯腔被破坏，消防腔中的降温介质进入电芯腔可迅速给电芯降温，从而减小了电池起火的危险。

本申请实施例提供一种大容量电池的安全结构，包括壳体、上盖板、下盖板，其特征在于，所述壳体内设有电芯腔、吸附腔和消防腔，所述吸附腔和电芯腔通过连接管连接；其中，所述吸附腔内设有吸附材料，所述消防腔内设有降温介质。

优选的，所述壳体为圆形筒体和方形筒体组成的外方内圆的筒体结构；其中，圆形筒体为电芯腔，圆形筒体与方形筒体之间的空腔通过隔板划分为两个平行的不连通的腔室：吸附腔和消防腔；所述圆形筒体的总高度高于方形筒体的总高度。

优选的，所述电芯腔外壁沿竖直方向设有不少于2处的U槽，沿水平方向设有不少于2处的环型槽。

优选的，所述上盖板上设有正极柱、负极柱、排气孔、以及注液孔；其中，所述上盖板为圆形，所述上盖板的直径与圆形筒体的外径相同。所述下盖板为外方内圆的平板，所述平板中心圆形的内径与圆形筒体的外径相同，所述平板的形状大小与方形筒体的横截面相同。所述下盖板上设有吸附腔气体入口和抽真空孔。包括单向阀，所述单向阀通过管路与抽真空孔连接。所述连接管的两端分别与排气孔、吸附腔气体入口连接。包括隔离膜，所述隔离膜设置在连接管与排气孔连接处。

优选的，所述吸附材料为性炭、石墨、炭黑、碳纳米管、碳分子筛、纳米碳中的一种优选的，所述降温介质为质量比为1:1的水和乙二醇混合溶液或水成膜泡沫液。

本申请实施例通过对大容量电池的壳体结构进行重新设计，在壳体中设置消防腔、吸附腔和电芯腔，吸附腔内设有多孔吸附材料，平时处于负压状态，电池使用过程中产生的可燃气体可轻松通过连通管路进入吸附腔被吸附，在电池电芯情况恶化的时候，产生的大量气体可破坏电芯腔的薄弱结构，进而消防腔中的降温介质进入电芯腔，可吸收大量的热，起到给电芯快速降温的作用，从而降低了电池发生火灾的风险。