CN107978821A - 一种锂电池的防爆装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池的防爆装置，包括壳体，所述壳体包括壳盖和壳身，所述壳盖顶部设置有插线孔，所述壳盖底部设置有干冰高压气瓶和液氮高压气瓶，所述干冰高压气瓶和液氮高压气瓶瓶身表面均设置有紧固件，且通过紧固件固定在壳盖底部，所述干冰高压气瓶瓶口表面设置有光感器，所述液氮高压气瓶瓶口表面设置有温度传感器。本发明利用液态二氧化碳和液氮的气化吸收大量的热，可以有效降低锂电池工作的热环境，同时利用气化的二氧化碳制造一个无氧环境，使电极柱周围产生的电火花熄灭，避免引发火灾，而且利用弹簧的弹性形变，可以将绝缘防爆板所受到的应力卸载掉一部分，从而降低爆炸余波的扩散范围，以便将危害降至最小。

Description

一种锂电池的防爆装置
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种锂电池的防爆装置。
背景技术
由于不可再生能源危机和环境污染严重，全球加速了绿色环保高性能锂电池的发展，锂电池的应用领域由数码产品领域延伸到交通动力、储能、航天、通信备用电源等领域。锂电池具有重量轻，体积小，充电速度快，电容量较大的优点，因而被广泛运用于各种电器产品，包括家用电器以及电动车上，但由于锂电池的过充、过放或内部短路等原因导致电池工作电流过大，从而使电池的温度过高，产生高温高压的气体，使电池内部的压力和温度都很高，当电池内的压力和温度超过电池包装容器的承受能力时，包装容器被炸开，里面的易燃易爆物质外流，从而引起爆炸、起火等严重的事故，故电池上特别是锂电池上都需要设置有专门的防爆装置，防止电池爆炸。目前部分锂电池采用防爆膜/片作为锂电池的防爆装置，通过在防爆膜上加设压痕，使锂电池在过载时能沿压痕爆裂，相对而言，该设计结构简单成本低，但由于防爆膜的品质不均，加工压痕深度难以控制，其可靠性并不理想。
因此，发明一种锂电池的防爆装置来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池的防爆装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池的防爆装置，包括壳体，所述壳体包括壳盖和壳身，所述壳盖顶部设置有插线孔，所述壳盖底部设置有干冰高压气瓶和液氮高压气瓶，所述干冰高压气瓶和液氮高压气瓶瓶身表面均设置有紧固件，且通过紧固件固定在壳盖底部，所述干冰高压气瓶瓶口表面设置有光感器，所述液氮高压气瓶瓶口表面设置有温度传感器，所述壳身内腔设置有锂电池，所述锂电池顶部设置有电极柱，所述插线孔与电极柱相配合，所述锂电池侧壁与底部均设置有绝缘防爆板，所述绝缘防爆板一侧设置有压力传感器，所述壳身内腔底部设置有控制装置，所述壳身侧壁设置有凹槽，所述凹槽上固定设有自动泄压阀。
优选的，所述绝缘防爆板与壳身之间设置有缓冲弹簧，且缓冲弹簧两端分别与绝缘防爆板和壳身固定连接。
优选的，所述壳盖与壳身表面均设置有加强筋。
优选的，所述绝缘防爆板上设置有散热孔。
优选的，所述紧固件两端均设置有凸块，所述凸块上贯穿设有螺孔，所述紧固件内壁设置有橡胶圈，所述紧固件与橡胶圈相贴合。
优选的，所述凹槽槽口处设置有防尘网。
优选的，所述干冰高压气瓶和液氮高压气瓶瓶颈处均设置有电磁阀。
优选的，所述控制装置包括控制单元和处理器，所述光感器、温度传感器、电磁阀和压力传感器均与控制装置电性连接。
优选的，所述温度传感器型号为TR/02016，所述压力传感器型号为PT124G-116。
本发明的技术效果和优点：
1、利用液态二氧化碳和液氮的气化吸收大量的热，可以有效降低锂电池工作的热环境，防止因温度过高而引发爆炸事故；
2、利用可拆卸连接的紧固件固定干冰高压气瓶和液氮高压气瓶，便于拆装更换，紧固件内壁设置的橡胶圈可防止干冰高压气瓶和液氮高压气瓶滑落；
3、利用光感器的感光原理，可以在极短的时间内迅速将光信号转化成电信号传输给控制装置，同时利用气化的二氧化碳制造一个无氧环境，使产生的电火花熄灭，避免引发火灾；
4、利用弹簧的弹性形变，可以将绝缘防爆板所受到的应力卸载掉一部分，从而降低爆炸余波的扩散范围，以便将危害降至最小。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的干冰高压气瓶结构示意图；
图3为本发明的液氮高压气瓶结构示意图；
图4为本发明的绝缘防爆板结构示意图；
图5为本发明的紧固件结构示意图；
图6为本发明的图1中A部放大图；
图中：1壳体、2壳盖、3壳身、4插线孔、5干冰高压气瓶、6液氮高压气瓶、7锂电池、8电极柱、9绝缘防爆板、10控制装置、11缓冲弹簧、12凹槽、13自动泄压阀、14加强筋、15紧固件、16光感器、17温度传感器、18散热孔、19凸块、20螺孔、21橡胶圈、22防尘网、23电磁阀、24压力传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1所示的一种锂电池的防爆装置，所述壳体1包括壳盖2和壳身3，所述壳盖2与壳身3表面均设置有加强筋14，用于增强壳体1的防爆效果，所述壳盖2顶部设置有插线孔4，所述壳盖2底部设置有干冰高压气瓶5和液氮高压气瓶6，所述干冰高压气瓶5和液氮高压气瓶6瓶身表面均设置有紧固件15，且通过紧固件15固定在壳盖2底部，所述壳身3内腔设置有锂电池7，所述锂电池7顶部设置有电极柱8，所述插线孔4与电极柱8相配合，所述锂电池7侧壁与底部均设置有绝缘防爆板9，所述绝缘防爆板9一侧设置有压力传感器24，所述绝缘防爆板9与壳身3之间设置有缓冲弹簧11，且缓冲弹簧11两端分别与绝缘防爆板9和壳身3固定连接，通过利用弹簧的弹性形变，可以将绝缘防爆板9所受到的应力卸载掉一部分，从而降低爆炸余波的扩散范围，将危害降至最小，所述壳身3内腔底部设置有控制装置10，所述壳身3侧壁设置有凹槽12，所述凹槽12上固定设有自动泄压阀13。
根据图2-3所示的一种锂电池的防爆装置，所述干冰高压气瓶5瓶口表面设置有光感器16，所述液氮高压气瓶6瓶口表面设置有温度传感器17，所述干冰高压气瓶5和液氮高压气瓶6瓶颈处均设置有电磁阀23，用于控制液态二氧化碳和液氮的释放。
根据图4所示的一种锂电池的防爆装置，所述绝缘防爆板9上设置有散热孔18，用于锂电池7过程中产生的热量的消散。
根据图5所示的一种锂电池的防爆装置，所述紧固件15两端均设置有凸块19，所述凸块19上贯穿设有螺孔20，用于利用螺钉锁紧紧固件15，所述紧固件15内壁设置有橡胶圈21，防止干冰高压气瓶5和液氮高压气瓶6滑落，所述紧固件15与橡胶圈21相贴合。
根据图6所示的一种锂电池的防爆装置，所述凹槽12槽口处设置有防尘网22，用于阻止灰尘进入凹槽12，有效降低了凹槽12的清理频率。
本发明的工作原理：使用时，利用外接电线连接插线孔4对锂电池7进行充放电，锂电池7侧壁和底部设置的带有散热孔18的绝缘防爆板9不仅有利于锂电池充放电过程中的散热，还可以有效降低爆炸余波的扩散范围，而绝缘散热板9与壳身3之间设置的缓冲弹簧11可以将绝缘防爆板9所受到的应力卸载掉一部分，从而进一步降低爆炸余波的扩散范围，当温度传感器17检测到壳体1内部温度大于设定值时，在控制装置10的作用下，液氮高压气瓶6瓶颈处设置的电磁阀23打开，喷出的液氮气化吸收大量的热，使得锂电池7的工作环境温度快速下降，避免引发爆炸事故，若是光感器16检测到电极柱8附近产生电火花时，会将电信号传输给控制装置10，在控制装置10的作用下，干冰高压气瓶5瓶颈处设置的电磁阀23打开，喷出的液态二氧化碳迅速气化，在吸收热量的同时，给电极柱8造成一个无氧环境，使火花熄灭，而当压力传感器24检测到壳体1内的压力上升到一定值时，在控制装置10的作用下，自动泄压阀13打开，使壳体1内外压力处于平衡态，杜绝了爆炸事故的发生。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂电池的防爆装置，包括壳体(1)，其特征在于：所述壳体(1)包括壳盖(2)和壳身(3)，所述壳盖(2)顶部设置有插线孔(4)，所述壳盖(2)底部设置有干冰高压气瓶(5)和液氮高压气瓶(6)，所述干冰高压气瓶(5)和液氮高压气瓶(6)瓶身表面均设置有紧固件(15)，且通过紧固件(15)固定在壳盖(2)底部，所述干冰高压气瓶(5)瓶口表面设置有光感器(16)，所述液氮高压气瓶(6)瓶口表面设置有温度传感器(17)，所述壳身(3)内腔设置有锂电池(7)，所述锂电池(7)顶部设置有电极柱(8)，所述插线孔(4)与电极柱(8)相配合，所述锂电池(7)侧壁与底部均设置有绝缘防爆板(9)，所述绝缘防爆板(9)一侧设置有压力传感器(24)，所述壳身(3)内腔底部设置有控制装置(10)，所述壳身(3)侧壁设置有凹槽(12)，所述凹槽(12)上固定设有自动泄压阀(13)。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述绝缘防爆板(9)与壳身(3)之间设置有缓冲弹簧(11)，且缓冲弹簧(11)两端分别与绝缘防爆板(9)和壳身(3)固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述壳盖(2)与壳身(3)表面均设置有加强筋(14)。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述绝缘防爆板(9)上设置有散热孔(18)。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述紧固件(15)两端均设置有凸块(19)，所述凸块(19)上贯穿设有螺孔(20)，所述紧固件(15)内壁设置有橡胶圈(21)，所述紧固件(15)与橡胶圈(21)相贴合。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述凹槽(12)槽口处设置有防尘网(22)。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述干冰高压气瓶(5)和液氮高压气瓶(6)瓶颈处均设置有电磁阀(23)。
8.根据权利要求1或7所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述控制装置(10)包括控制单元和处理器，所述光感器(16)、温度传感器(17)、电磁阀(23)和压力传感器(24)均与控制装置(10)电性连接。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池的防爆装置，其特征在于：所述温度传感器(17)型号为TR/02016，所述压力传感器(24)型号为PT124G-116。
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