[发明专利]一种可惰化电解液的热管及电池

说明书

本发明提出了一种可惰化电解液的热管及电池，属于储能电池技术领域，其包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体；容纳腔体内充注有导热惰化介质，导热惰化介质用于在电池发生热失控时将电解液惰化；容纳腔体上设置有压力突破口。本发明通过使导热惰化介质与电解液发生皂化反应，使电解液惰化，防止电池进一步发热，达到抑制热失控发生的目的，能够有效防止着火或爆炸的情况的发生。

技术领域

本发明属于储能电池技术领域，涉及储能电池的安全技术，具体为一种可惰化电解液的热管及电池。

背景技术

近年来，随着锂电池的广泛应用，其安全问题越来越引起人们的重视。电池的短路、电池超过最大电流或最大电压时的过充、电池暴露于高温环境时导致的电解液分解等都会导致电池内部产生高压高温气体，导致电池的壳体变形，缩短了电池的使用寿命，严重时可引起着火或爆炸。

通用锂电池的电解液通常是将六氟磷酸锂溶解于非水性溶剂中形成混合溶液，其中，非水性溶剂主要是碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、丙烯碳酸酯和碳酸二乙酯等酯类物质；《锂电池电解液热稳定性研究》一文显示，电解液在温度达到60～85℃时，会发生变化，高于150℃时，六氟磷酸锂会发生吸热分解并在225℃时达到吸热分解速度达到最大。随着电池内部的温度持续升高，电解液会发生分解，造成电池热失控，分解产生的高压高温气体造成安全隐患，目前针对高压高温气体分解的抑制主要是通过向电解液腔内喷射灭火剂，防止电池着火，但是这种办法不能从根本上控制电池热失控时高压高温气体的继续分解和产生，电池依旧会存在爆炸的风险。

发明内容

针对上述现有技术不能从根本上控制电池热失控时高压高温气体的继续分解和产生，电池存在爆炸风险的问题，本发明提出了一种可惰化电解液的热管及电池。

本发明通过在容纳腔体内充注导热惰化介质，导热惰化介质不仅能将电芯正常工作时产生的热量传递给热管的蒸发段；同时在电池发生热失控时，在热失控产生的气体压力下压力突破口被打开，导热惰化介质从容纳腔体中释放出来与电解液发生皂化反应，使电解液惰化，对热失控进行抑制，能够有效防止着火或爆炸的情况的发生。

一种可惰化电解液的热管，包括热管本体以及与热管本体连接的容纳腔体；所述容纳腔体内充注有导热惰化介质，所述导热惰化介质用于在电池发生热失控时将电解液惰化；所述容纳腔体上设置有压力突破口。

进一步限定，所述导热惰化介质为氨水、氢氧化钠饱和溶液、氢氧化钾饱和溶液、甲醇钠醇溶液、乙醇钠醇溶液或叔丁醇钠醇溶液。

进一步限定，所述热管本体内设置有导热工质和吸液芯，所述导热工质为热惰化介质，所述容纳腔体内导热惰化介质的液面与热管本体的吸液芯接触连接。

进一步限定，所述压力突破口处设置有密封组件。

进一步限定，所述压力突破口设置在容纳腔体的上表面；所述容纳腔体为圆盘状腔体结构或方形腔体结构。

进一步限定，所述密封组件为薄壁环形槽、泄爆膜或易熔金属件。

进一步限定，所述热管本体内的吸液芯为单层网芯、多层网芯、烧结粉末管芯或轴向槽道式管芯。

一种电池，包括电芯以及上述的可惰化电解液的热管，所述电芯与热管本体和容纳腔体均连接。

进一步限定，所述电芯为卷绕式电芯，所述卷绕式电芯的电极片环绕在热管本体的外侧，且所述卷绕式电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体对卷绕式电芯进行承托。

进一步限定，所述电芯为方形电芯，所述方形电芯的外侧分布有多个热管本体，且多个热管本体均与方形电芯接触，所述方形电芯置于容纳腔体上，通过容纳腔体对方形电芯进行承托。