專利名稱：防爆阻燃的鋰離子電池安全箱的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池箱。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池的高能量密度和采用有機電解質(zhì)溶液的可燃性及鋰的活潑特性， 鋰離子電池與傳統(tǒng)的二次電池相比，在安全性方面存在先天缺陷。作為動力使用的鋰離子動力電池，由于電池容量大，一般需要高功率輸出，因此電池在工作時發(fā)熱嚴重，安全隱患明顯增大，尤其當其在熱沖擊、過充、過放和短路等濫用狀態(tài)下，其電池內(nèi)部的活性物質(zhì)及電解液等組分間將發(fā)生化學、電化學反應，產(chǎn)生大量的熱量與氣體，積累到一定程度就會引起電池的著火爆炸，因此鋰離子動力電池通常都需要設置安全閥。目前，一般方型或圓柱形鋰離子動力電池的安全閥通常設置在電池頂蓋上，采用沖壓減薄形成帶刻痕的薄金屬片，或采用預制刻痕的金屬薄片焊接于頂蓋構(gòu)成安全閥。當電池內(nèi)壓增加時，金屬薄片在預制刻痕處破裂，電池內(nèi)部氣體通過破裂口排放，防止電池爆炸。另外，目前的常用鋰離子電池安全閥一般采用一次性安全閥，即安全閥打開一次即無法再用，一般電池注液封口后，電池在隨后的化成和充放電循環(huán)過程中，無法將電池在工作過程中產(chǎn)生的氣體及時排出電池外，導致電池內(nèi)各種可燃性氣體越積越多，電池內(nèi)壓升高。在實驗過程中可以發(fā)現(xiàn)，電池經(jīng)過數(shù)十到數(shù)百次循環(huán)后，電池的內(nèi)壓逐步升高，最高的電池內(nèi)壓可以超過1. OMPa,內(nèi)部積累的氣體數(shù)量是很驚人的。
發(fā)明內(nèi)容為了克服已有現(xiàn)有的鋰離子電池的不能有效防止電池單體或電池組的爆炸、安全性較差的不足，本實用新型提供一種能有效防止電池單體或電池組的爆炸、大大提升安全性能的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，包括鋰離子電池組和密封箱，所述密封箱包括箱體和頂蓋，所述頂蓋與箱體密封連接，所述鋰離子電池組位于所述箱體內(nèi)，所述頂蓋上安裝散熱片、正極導電端子和負極導電端子，所述頂蓋上安裝用以抽真空并充入惰性氣體的氣體閥門。進一步，所述箱體內(nèi)安裝小風扇。再進一步，所述散熱片和氣體閥門呈一體。更進一步，所述箱體內(nèi)設有供鋰離子電池組配合的定位卡位機構(gòu)。所述箱體內(nèi)部安裝壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器均與控制器連接，所述控制器包括用以當溫度超過預設溫度值是發(fā)出警告并啟動小風扇的溫度警告模塊和用以當壓力低于預設壓力值時打開氣體閥門啟動惰性氣體儲罐進行充氣的惰性氣體控制模塊。[0012]本實用新型的有益效果主要表現(xiàn)在通過在電池安全箱內(nèi)部設置壓力、溫度等傳感器，在電池組外殼設置散熱部件，并采用控制器，可將多組不同的電池安全箱串聯(lián)起來， 可自動控制電池箱內(nèi)電池組的溫度和惰性氣體的壓力，及時將電池組產(chǎn)生的熱量散發(fā)到電池組外部，保護電池組的可靠安全工作。如果采用集中散熱的方式，則單個的電池安全箱可以不用設置舍熱部件，節(jié)省制造成本和簡化電池箱結(jié)構(gòu)。本實用新型的動力電池組安全箱，對于鋰離子動力電池，尤其是對安全性要求高的軍用、汽車動力等應用領域，具有良好的安全保護作用。

圖1是防爆阻燃的鋰離子電池安全箱的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是多個電池組安全箱的控制系統(tǒng)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步描述。參照圖1和圖2，一種防爆防燃的鋰離子電池組安全箱，由組合好的鋰離子電池組 1和密封箱組成，所述密封箱包括箱體2和頂蓋7，所述頂蓋7與箱體2密封連接，所述鋰離子電池組1位于所述箱體2內(nèi)，所述頂蓋7上安裝散熱片4、正極導電端子6和負極導電端子3，所述頂蓋7上安裝用以抽真空并充入惰性氣體的氣體閥門5。所述箱體2內(nèi)安裝小風扇。所述散熱片4和氣體閥門5呈一體。所述箱體2內(nèi)設有供鋰離子電池組配合的定位卡位機構(gòu)。所述箱體2內(nèi)部安裝壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器均與控制器連接，所述控制器包括用以當溫度超過預設溫度值是發(fā)出警告并啟動小風扇的溫度警告模塊和用以當壓力低于預設壓力值時打開氣體閥門啟動惰性氣體儲罐進行充氣的惰性氣體控制模塊。本實施例的密封箱大小根據(jù)池組尺寸而定，并設計有與電池組配合的定位卡位機構(gòu)，內(nèi)設起到氣體循環(huán)作用的小風扇，小風扇由控制系統(tǒng)控制，如果電池內(nèi)部溫度超過設定標準，會自動啟動。箱體2 —般設計成方形，與箱體配合的頂蓋設計有正極導電端子6、負極導電端子3和金屬散熱片4，金屬散熱片與可密封的氣體閥門5設計成一體。電池組1和密封箱通過以下步驟組合在一起(1)組裝電池組1，分別引出正極和負極導線焊接到頂蓋的正負極柱上；(2)將頂蓋7與箱體2通過焊接、熱熔焊、超聲波焊接或者膠粘的方式連接在一起；(3)測試密封箱的氣密性；(4)達到密封性能后，通過氣管將密封箱內(nèi)的氣體抽出，形成 1000 的
真空度；(5)充入惰性氣體(包括氮氣、氬氣、氦氣或二氧化碳等氣體)至壓力為 101. 3士20kl^后，基本與外界壓力平衡，然后擰緊氣管密封套，完成一組防爆阻燃電池組的裝配。先組裝好單個鋰離子電池安全箱，然后安全箱之間采用管道連接，通過在單個電池安全箱內(nèi)部設置壓力、溫度等傳感器，并采用控制器，可將多組不同的電池安全箱串聯(lián)起來，當系統(tǒng)檢測到某個安全箱內(nèi)的電池組溫度超標，可發(fā)出警報，自動控制加速散熱器的散熱速度，及時將電池組產(chǎn)生的熱量散發(fā)到電池組外部，保護電池組的可靠安全工作。當系統(tǒng)檢測到安全箱內(nèi)惰性氣體的壓力下降或不足，可自動啟動惰性氣體儲罐，箱安全箱內(nèi)補充惰性氣體，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力的平衡。本實施例的電池組，可以采用各種形式的鋰離子電池，包括鋁合金外殼、不銹鋼外殼、塑料外殼及鋁塑膜軟包裝的各種圓柱和方型電池，通過組合成電池組后，放入密封箱體密封后抽真空充入惰性氣體，均有良好的防爆阻燃性能。本實施例的密封箱體材料為純鋁、鋁合金、鎂合金、不銹鋼、普通碳鋼、各種熱塑性塑料包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛，聚碳酸酯，聚酰胺、丙烯酸類塑料、 其它聚烯烴及其共聚物、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等及其它適用的材料。本實施例的頂蓋與密封箱體的材料一致，為了保證箱體和箱蓋的尺寸配合度，分別在箱體和箱蓋上設置有定位槽。為了提高電池組的散熱性，箱蓋上還設計有散熱的金屬塊，如果采用熱塑性塑料，則散熱塊與正負極頂蓋一樣，采用鑲嵌注塑方式注塑成型。如果箱體和箱蓋采用金屬材料，則采用沖壓方式成型。為了盡量減少密封箱內(nèi)的空氣，達到較高的真空度，抽真空方式至少使用無油真空泵，且真空泵能達到KT2Pa以上的真空度。用于防爆阻燃電池組箱體內(nèi)使用的惰性氣體，包括氮氣、氬氣、氦氣或二氧化碳等氣體，氣體的純度達到98%以上。如果為了保證電池組的散熱，則優(yōu)先使用高導熱率的氦氣。
權(quán)利要求1.一種防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，包括鋰離子電池組和密封箱，所述密封箱包括箱體和頂蓋，所述頂蓋與箱體密封連接，所述鋰離子電池組位于所述箱體內(nèi)，所述頂蓋上安裝散熱片、正極導電端子和負極導電端子，其特征在于所述頂蓋上安裝用以抽真空并充入惰性氣體的氣體閥門。
2.如權(quán)利要求1所述的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，其特征在于所述箱體內(nèi)安裝小風扇。
3.如權(quán)利要求1或2所述的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，其特征在于所述散熱片和氣體閥門呈一體。
4.如權(quán)利要求1或2所述的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，其特征在于所述箱體內(nèi)設有供鋰離子電池組配合的定位卡位機構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，其特征在于所述箱體內(nèi)部安裝壓力傳感器和溫度傳感器，所述壓力傳感器和溫度傳感器均與控制器連接，所述控制器包括用以當溫度超過預設溫度值是發(fā)出警告并啟動小風扇的溫度警告模塊和用以當壓力低于預設壓力值時打開氣體閥門啟動惰性氣體儲罐進行充氣的惰性氣體控制模塊。
專利摘要一種防爆阻燃的鋰離子電池安全箱，包括鋰離子電池組和密封箱，所述密封箱包括箱體和頂蓋，所述頂蓋與箱體密封連接，所述鋰離子電池組位于所述箱體內(nèi)，所述頂蓋上安裝散熱片、正極導電端子和負極導電端子，所述頂蓋上安裝用以抽真空并充入惰性氣體的氣體閥門。本實用新型提供一種能有效防止電池單體或電池組的爆炸、大大提升安全性能的防爆阻燃的鋰離子電池安全箱。
文檔編號H01M10/50GK202282390SQ20112032356
公開日2012年6月20日 申請日期2011年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月31日
發(fā)明者倪九江, 周曉政, 孫建平, 胡益蘭, 鄭劼, 黃輝 申請人:浙江谷神能源科技股份有限公司