[发明专利]隔膜锂电池

摘要

本发明涉及一种隔膜锂电池，本隔膜锂电池包括有壳体、正极材料、负极材料和隔膜；在所述负极材料和隔膜之间还安装有保护层；所述保护层包括有可沿壳体平移滑动的节流板和位于两块所述节流板之间的固定网；在所述节流板的上下边缘分别安装有滑挡块，所述滑挡块与开设在壳体顶面、底面的滑槽相匹配；在所述固定网的每个节点上固定有由热膨胀材料做成的节流球；在两块所述节流板上各所述节流球所正对的位置处均开设有节流孔，所述节流孔的直径小于节流球的直径；在所述壳体上开设有出气单向阀，所述出气单向阀与所述滑挡块位置正对；该隔膜锂电池能够有效保护隔膜，防止电池内短路；同时具有良好的过压保护装置。

主权项

一种隔膜锂电池，该隔膜锂电池包括有壳体(1)、正极材料、负极材料和隔膜(2)；在所述正极材料中插入正极柱(3)，在所述负极材料中插入负极柱(4)；其特征在于：在所述负极材料和隔膜(2)之间还安装有保护层；所述保护层包括有两块平行的、可沿壳体底面、顶面往复平移滑动的节流板(6)和位于两块所述节流板(6)之间的固定网(7)；在所述节流板(6)的上下边缘分别安装有滑挡块(62)，所述滑挡块(62)与开设在壳体(1)顶面、底面的滑槽相匹配；在所述固定网(7)的每个节点上固定有由热膨胀材料做成的节流球(71)；在两块所述节流板(6)上各所述节流球(71)所正对的位置处均开设有节流孔(61)，所述节流孔(61)的直径小于节流球(71)的直径；自然状态下，节流孔(61)贴近节流球(71)的一个孔端面与所述节流球(71)相切，壳体(1)同一底面和顶面上的每对所述滑挡块(62)紧密贴合在一起；在所述壳体(1)上开设有出气单向阀(11)，所述出气单向阀(11)与所述滑挡块(62)位置正对；在所述节流板(6)上还开设有液封排气阀(63)；所述液封排气阀(63)仅允许气体从电池内部排出至出气单向阀(11)；在所述节流球(71)内填充有蒸发液，所述蒸发液的沸点温度与锂电池的安全上限温度相同；正常状态下，壳体(1)同一底面和顶面上的所述滑挡块(62)紧密贴合在一起，在磁吸力的作用下，每对所述滑挡块(62)牢固密封，此时电池内部处于密封状态；同时节流孔(61)贴近节流球(71)的一个孔端面与所述节流球(71)相切，即节流孔(61)和节流球(71)之间留有空隙，因此锂电池中的电解液能够在两块节流板(6)之间流通，由于空隙较小，锂离子在充电过程中，先经过隔膜(2)的过滤，再从贴近正极材料的节流板(6)流进，掠过节流球(71)的球面后从另一块节流板(6)流至负极材料；锂离子在运动轨迹上存在一段绕球面运动的圆弧形路线，当电池过充时，从电源负极生长出的树枝状锂原子将贴着球面生长，而不会垂直刺向隔膜(2)；当电池充电出现异常时，电池内部温度升高；所述节流球(71)受热膨胀，体积变大的节流球(71)逐渐贴近各所述节流孔(61)，此时从正极流向负极的锂离子通道变狭窄，电池内部电阻变大，有效降低电池内部的电流，阻止电池异常升温；当温度过高时，节流球(71)膨胀并完全封住节流孔(61)，阻断锂离子通道，实现电池内部的断路，从而保护电池；如电池出现外短路情况时，即使内部断路电池还是会持续升温，随着电池升温，节流球(71)持续膨胀并将两块节流板(6)向两侧推离分开，所述滑挡块(62)彼此分开，此时电池内部与外界通过所述液封排气阀(63)和所述出气单向阀(11)连通，受热汽化的电解液能够从液封排气阀(63)和出气单向阀(11)排出，进而防止电池爆炸；在故障排除后，节流球(71)能够恢复原状，节流板(6)在复位后电池恢复密封状态，此时电池能够继续使用。