CN101794900A - 电池安全装置及含有该装置的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电池安全装置，其能够保证电池在温度超过安全限度时不会破裂或燃烧。为实现上述目的，本发明提供的电池安全装置，其特征在于，包括：充电电池；和由左壳、右壳和热塑性树脂组成的电池壳，其中所述左壳、右壳和热塑性树脂构成封闭空间从而封装所述充电电池。该装置利用热塑性树脂在一定温度软化的性质，使得当电池内部温度和/或压力升高到一定程度时，树脂即软化，因而电池壳朝着内部体积扩大的方向移动，从而使得压力和温度降低。本发明还可在电池壳上设置一小孔，使得当电池壳的移动到一定位置后，密封圈不再密封小孔，从而将电池壳内部与外界导通，以此来释放内部空间的压力和降低温度，从而保证电池的安全。

Description

电池安全装置及含有该装置的电池
技术领域
本发明涉及电池的安全装置，具体涉及能够防止因内部温度或压力升高而导致破裂或燃烧的电池安全装置。本发明还涉及具有这种安全装置的电池。
背景技术
锂离子充电电池已广泛地用作电脑、数码相机、手机、甚至混合动力车的电源；但是，此类充电电池使用时会产生高温，超过一定温度会导致电池本身破裂或者燃烧，造成伤害人体的事故。于是，日本电子情报技术产业协会(JEITA)与电池工业会(BAJ)制订锂离子充电电池的安全使用手册，其中要求电池构造内部即使发生短路也不要燃烧。
然而，造成以上事故的电池内部异常短路的详细原因至今未完全清晰，所以电池破裂或燃烧的根本安全对策仍然未知。但是，各种各样的安全对策却一直在研究开发，其中利用隔片或者簧片阀等放出内部气体、放出内部热能的方法比较多。例如，日本专利公开号特开平6-5273号公开了“筒形电池的安全装置与其封口板的制造方法”，该筒形电池提供的结构使得当电池内部温度升高、内部气压升高时，簧片连接断流器破损，内部气体因而放出，从而防止电池破裂。但这种装置结构复杂、造价高，且使用机械或者电子元器件不能完全保证PPB(十亿分之一)的良品率，有时会因电池破裂起火给周围的事物带来大的危害。
因此，有必要提供一种新型的电池安全装置来解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种电池安全装置，其能够保证电池在温度超过安全限度时不会破裂或燃烧。为实现上述目的，本发明提供的电池安全装置，其特征在于，包括：充电电池；和由左壳、右壳和热塑性树脂组成的电池壳，其中所述左壳、右壳和热塑性树脂构成封闭空间从而封装所述充电电池。
在本发明的一个实施方式中，所述充电电池为锂离子充电电池。
在本发明的另一个实施方式中，所述热塑性树脂为在80-200℃软化的树脂。在优选的实施方式中，热塑性树脂为在至少150℃软化的树脂。
在本发明的一个实施方式中，所述热塑性树脂为聚烯烃类热熔胶。
在本发明的优选实施方式中，所述电池安全装置还包括开设在电池壳上的小孔和用来密封该小孔、由低密度聚乙烯构成的密封圈。
在优选的实施方式中，所述热塑性树脂与电池壳接触的面具有粘性。
本发明提供的电池安全装置，利用热塑性树脂在一定温度软化的性质，使得当电池内部温度和/或压力升高到一定程度时，树脂即软化，因而电池壳朝着内部体积扩大的方向移动，从而使得压力和温度降低。本发明还可在电池壳上设置一小孔，使得当电池壳的移动到一定位置后，密封圈不再密封小孔，从而将电池壳内部与外界导通，以此来释放内部空间的压力和降低温度，从而保证电池的安全。
附图说明
图1是本发明电池安全装置的一个实施方式的结构示意图；
图2是本发明电池安全装置的另一个实施方式的局部结构示意图；
图3是现有技术中充电电池的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步详细描述本发明的细节和优点。
参考图3，为现有技术中的充电电池的结构示意图。其中电池壳2内含有充电电池3，电极4、5设置在电池壳2的外部并通过导线与充电电池3连接。当充电电池3产生高温时，这种构造不能够及时释放内部压力和降低温度，极容易引起电池爆炸、破裂。
参考图1，为本发明的电池安全装置的一个实施方式。本发明中电池壳2分为左壳2a与右壳2b，其中右壳2b插入左壳2a中。此电池壳2可用铁制，本例中使用铝金属，当然不一定要用这种金属。在左壳2a与右壳2b的接合部分含有：软化温度在80℃至200℃的低熔点EVA的聚烯烃(Polyolefin)类热熔胶1b以及连续使用耐热温度为100℃的低密度聚乙烯(Polyethylene)为原料的密封圈1a。在上述接合部分，放气小孔6形成于左壳2a一侧，此小孔6在电池壳2不发生移动时通常由密封圈1a、胶1b封闭。另外，热熔胶可以使用双面胶贴，密封圈1a、胶1b在上述温度软化，而电解液的引火温度为300℃至400℃，故在电解液引火之前电池壳产生移动确保安全性。
图2所示为电池壳2内部发生异常现象的状态。例如，异常充电等导致电池内部温度上升，钴酸锂(LiCoO2)中残留的碳酸锂(Li2CO3)分解产生碳酸气体，电池壳2内部压力上升，且电池壳2内部温度也上升。例如，如果电池壳2内的温度上升至100℃以上，密封圈1a及胶1b软化，如图2所示右壳2b因电池壳2内部压力而产生移动。由于这个移动，小孔6与电池壳2内部连通，电极脱离锂离子充电电池3。另外，因小孔6与电池壳2内部连通电池壳2内部压力降低，锂离子充电电池3也因电极脱离不能发挥作用，变成废弃品。综上所述，在确保电池安全性的同时，也使发生了内部异常反应的电池废品得以容易识别，从而容易替换新的正常的电池。
如上所述，本发明的电池安全装置为将电池壳2分为两部分，之间介有胶1b与密封圈1a的简便构造，所以可低价实施，而且可完全确保其安全性，本发明也可适用于所有锂离子充电电池。
虽然本发明已经参考具体的实施方式进行描述，但是本领域技术人员通过阅读上述描述后，将可以对本发明做出显而易见的改动和修饰，而不违背本发明的意图和本质。本发明有意将这些改动和修饰包括在权利要求的范围内。

Claims (7)

1.一种电池安全装置，其特征在于，包括：充电电池；和由左壳、右壳和热塑性树脂组成的电池壳，其中所述左壳、右壳和热塑性树脂构成封闭空间从而封装所述充电电池。
2.如权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，所述充电电池为锂离子充电电池。
3.如权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，所述热塑性树脂为在80-200℃软化的树脂。
4.如权利要求3所述的电池安全装置，其特征在于，热塑性树脂为在至少150℃软化的树脂。
5.如权利要求3所述的电池安全装置，其特征在于，所述热塑性树脂为聚烯烃类热熔胶。
6.如权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，所述电池安全装置还包括开设在电池壳上的小孔和用来密封该小孔、由低密度聚乙烯构成的密封圈。
7.如权利要求1所述的电池安全装置，其特征在于，所述热塑性树脂与电池壳接触的面具有粘性。
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