CN103500857B - 一种用于锂离子电池的双重安全防护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，该结构包括：外壳、底座和继电器；底座的正极端子和负极端子之间设置锂离子电池，其改进之处在于，继电器包括温度传感器和信号线，温度传感器与锂离子电池连接；正极端子和负极端子分别与正极连接线和负极连接线连接，继电器与正极连接线连接。和现有技术比，本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，结构简单，易于实现，主动防护，能够及时、快速、有效的进行电路切断，同时排放惰性气体进行隔离，防止锂离子电池因高温爆炸、燃烧，显著提高锂离子电池的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及一种安全防护结构，具体涉及一种用于锂离子电池的双重安全防护结构。
背景技术
随着微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求。锂电池凭借着其在诸多方面卓越的性能被人们广泛的应用于很多方面，例如手机、掌上电脑、笔记本电脑、电动工具、电动车、路灯备用电源、航行灯、摄像机、照相机、家用小电器甚至军事装备及卫星上。锂电池也被人们称之为“最有应用前途的化学电源”，甚至称为“极限电池”或“最后一代电池”。
另外，从环境保护角度来讲，由于铅酸蓄电池等电池原材料的镉、汞、铅等元素的存在，世界环境保护组织早已把这种电池中的这些物质列为有害物质，基于此锂电池完全可以称得上是“绿色”电池。
锂离子电池的出现及其后来的不断改进和完善，带动了相关产业的发展，如移动电话、掌上电脑、照相机、笔记本电脑、以及其他小型便携式电动器械的迅速发展。特别是便携式用电器具的迅速增长，为锂离子电池的应用开拓了广阔的前景。目前，这些产品的所使用的电池中60%以上都是锂离子电池。
目前电动汽车上应用最广泛的是铅酸蓄电池，随着电动汽车技术的发展，除环保角度考虑外，由于铅酸蓄电池能量密度较低，充电速度较慢，寿命较短等诸多弊端，被其他更加优秀的蓄电池所取代是大势所趋。
新研发的电源主要有钠硫电池、镍镉电池、锂电池、燃料电池、飞轮电池等，这些新型电源的应用，为电动汽车的发展开辟了更加广阔的前景。
随着环保要求的不断提高，国内外很多大公司都加紧了对电动汽车的研究。而对电动汽车的研究中最重要的就是对电源的研究。其中大型、大功率镍氢蓄电池、大型锂离子电池和大型超级电容器都先后成为电动汽车的重要动力源。人们根据锂离子电池体积小、重量轻、能量大的独特优点，把它作为了未来电动汽车用轻型高能动力电池的首选电源。就目前来看，人们对锂离子电池的前景最为看好，可见，对锂电池研究还是有很大发展空间的。
经过几年对锂离子电池更为深入的研究，现在也已取得了较大的进步。特别是本世纪以来，大型锂离子蓄电池开始应用于纯电动汽车与混合动力车。这些电动车都有着广阔的发展前景，由于电动车的蓬勃发展，也就促进了锂离子电池技术的发展。
同任何事物度具有两面性一样锂离子电池也不例外，并非尽善尽美，它还存在一些缺点，例如成本还比较高，低温时放电率也还不高。随着制备工艺的不断改进，锂离子电池的优势会日益明显。
本发明人发现锂离子电池在高温时容易发生氧化还原反应，析出金属锂，在壳体破裂的情况下与空气直接接触会导致燃烧，同时引燃电解液，发生强烈火焰，气体急速膨胀，发生爆炸。
本发明人经长期观察、研究发现，设计了一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，可以有效防止锂离子电池的爆炸、燃烧。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，可以主动防护，及时、快速、有效的切断电路降低电池温度，同时排放惰性气体将电池进行隔离，防止锂离子电池因高温爆炸、燃烧。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
本发明提供的一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，所述结构包括：外壳2、底座6和继电器12；所述底座6的正极端子7和负极端子8之间设置锂离子电池1，其改进之处在于，所述继电器12包括温度传感器13和信号线14，所述温度传感器13与所述锂离子电池1连接；所述正极端子7和负极端子8分别与正极连接线10和负极连接线11连接，所述继电器12与所述正极连接线10连接。
其中，所述外壳2为Ω型，顶部设有进气口4和排气口5，底部设有安装孔3。
其中，所述底座6设有与所述安装孔3相匹配的安装孔3’。
其中，所述外壳2与所述底座6通过螺栓连接。
其中，所述继电器12与所述正极连接线10连接，并导出正极连出线15。
其中，所述正极连出线15和负极连接线11与外部电路连接。
其中，所述锂离子电池1为圆柱形，其两端为正、负极。
其中，所述温度传感器13通过所述底座6的孔9固定设置在所述锂离子电池1上，所述孔9位于所述正极端子7和负极端子8的中心轴线的一侧。
其中，所述继电器12通过所述温度传感器13控制电路闭合或断开。
其中，所述信号线14通过所述温度传感器13控制，发出向所述外壳2内排放惰性气体的指令。
与现有技术比，本发明达到的有益效果是：
1、本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，结构简单，易于实现。
2、本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，可以有效避免外部对电池造成伤害。
3、本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，主动防护，能够及时、快速、有效的进行电路切断。
4、本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，可以排放惰性气体将锂离子电池进行有效隔离。
5、本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构，防止锂离子电池因高温爆炸、燃烧，显著提高锂离子电池的安全性。
附图说明
图1是：本发明提供的锂离子电池结构示意图；
图2是：本发明提供的外壳结构示意图；
图3是：本发明提供的外壳仰视图；
图4是：本发明提供的外壳侧视剖视图；
图5是：本发明提供的底座结构示意图；
图6是：本发明提供的底座侧视图；
图7是：本发明提供的继电器结构示意图；
图8是：本发明提供的继电器侧视图；
图9是：本发明提供的锂离子电池、底座、继电器装配结构正视图；
图10是：本发明提供的锂离子电池、底座、继电器装配结构侧视图；
图11是：本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构总装结构示意图；
图12是：本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构总装结构正视图；
图13是：本发明提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构总装结构侧视图；
其中：1、锂离子电池；2、外壳；3、安装孔；3’、安装孔；4、进气口；5、排气口；6、底座；7、正极端子；8、负极端子；9、孔；10、正极连接线；11、负极连接线；12、继电器；13、温度传感器；14、信号线；15、正极接出线。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实施例以用于锂离子电池的双重安全防护结构为例，如图1至图13所示，本发明实施例提供的用于锂离子电池的双重安全防护结构包括：锂离子电池1、外壳2、安装孔3、安装孔3’、进气口4、排气口5、底座6、正极端子7、负极端子8、孔9、正极连接线10、负极连接线11、继电器12、温度传感器13、信号线14、正极接出线15。
其中，锂离子电池1为圆柱形，其两端分别为正极和负极，见附图1。
外壳2为Ω形，内部中空，顶部设有进气口4和排气口5，底部设有安装孔3，见附图2至附图4。
底座6为一长方形平板，依次设有正极端子7、9和负极端子8，正极端子7和负极端子8相对设置在同一轴线上，孔9设置在轴线的一侧，正极端子7和负极端子8之间设置锂离子电池1并固定于底座6上；正极连接线10和负极连接线11分别与正极端子7和负极端子8连接，并且从底座6的背面导出；负极连接线11与外部电路连接，正极连接线10与继电器12连接；孔9的直径大小约为1.5mm，底座6设有与外壳2相匹配的安装孔3’，其直径大小约为8mm，通过螺栓与外壳2连接，见附图5至附图13。
继电器12固定在底座6的背面，其上设有温度传感器13和信号线14，温度传感器13穿过孔9固定在锂离子电池1的表面，监测锂离子电池1的温度变化；继电器12的一端导入正极连接线10，另一端导出与外部电路相接的正极连出线15；当温度传感器13监测到锂离子电池1的温度达到预设危险温度时，对继电器12和信号线14发出指令，继电器12断开正极连接线10与正极连出线15的连接，同时信号线14发出指令向外壳2内排放惰性气体，将锂离子电池1进行隔离；当锂离子电池1温度降低并达到安全工作温度要求时，继电器12闭合电路，信号线14发出指令将外壳2内的惰性气体抽出，使电池正常工作。这样可以有效防止锂离子电池1的爆炸、燃烧，从而达到保护锂离子电池1的目的。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种用于锂离子电池的双重安全防护结构，所述结构包括：外壳(2)、底座(6)和继电器(12)；所述底座(6)的正极端子(7)和负极端子(8)之间设置锂离子电池(1)，其特征在于，所述继电器(12)包括温度传感器(13)和信号线(14)，所述温度传感器(13)与所述锂离子电池(1)连接；所述正极端子(7)和负极端子(8)分别与正极连接线(10)和负极连接线(11)连接；所述继电器(12)与所述正极连接线(10)连接，所述继电器(12)通过所述温度传感器(13)控制电路闭合或断开；
所述外壳(2)为Ω型，顶部设有进气口(4)和排气口(5)，底部设有安装孔(3)；
所述信号线(14)通过所述温度传感器(13)控制，发出向所述外壳(2)内排放惰性气体的指令；
所述温度传感器(13)通过所述底座(6)的孔(9)固定设置在所述锂离子电池(1)上，所述孔(9)位于所述正极端子(7)和负极端子(8)的中心轴线的一侧。
2.如权利要求1所述的用于锂离子电池的双重安全防护结构，其特征在于，所述底座(6)设有与所述安装孔(3)相匹配的安装孔(3’)。
3.如权利要求1所述的用于锂离子电池的双重安全防护结构，其特征在于，所述外壳(2)与所述底座(6)通过螺栓连接。
4.如权利要求1所述的用于锂离子电池的双重安全防护结构，其特征在于，所述继电器(12)与所述正极连接线(10)连接，并导出正极连出线(15)。
5.如权利要求4所述的用于锂离子电池的双重安全防护结构，其特征在于，所述正极连出线(15)和负极连接线(11)与外部电路连接。
6.如权利要求1所述的用于锂离子电池的双重安全防护结构，其特征在于，所述锂离子电池(1)为圆柱形，其两端为正、负极。
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