CN108199086A - 一种安全锂电池组 - Google Patents

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张彦辉
徐铭
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Tianjin Lishen Special Power Supply Technology Co Ltd
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Tianjin Lishen Special Power Supply Technology Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种安全锂电池组，包括：壳体、置于壳体内的多个单体电池，其中，相邻的单体电池之间预留一定的间隙。本发明提供的安全锂电池组，当电池组内个别单体电池因过流、短路、断路等情况发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，防止泄放能量对周边电池加热引发的连锁反应，不会引起整组电池的燃烧，极大提高了锂离子电池组的安全性，可广泛应用于锂离子电池组。

Description

一种安全锂电池组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种防止锂离子电池热失控及连锁反应的结构。
背景技术
随着世界范围内的能源危机和全球变暖，人类迫切需要一种全新的能源，而锂离子电池由于其绿色环保、具有较高的输出能量等特点，被人类关注并重视。
锂离子电池是近二十几年来迅猛发展起来的一种高能电池。与其它二次电池相比，锂离子电池具有电压高、比能量高、功率高、循环寿命长、工作范围宽、环境污染小等优势。不仅在移动、通信设备上广泛应用，而且也逐步应用到电动汽车、电动自行车及电动工具等大型电动设备当中。
但是由于锂电池的能量密度高，尤其是作为动力电源或储能设备的大型锂电池组在使用或存储时,个别单体电池发生故障,引起热失控之后很容易发生连锁反应造成整组电池起火燃烧，对用电设备以及周边环境造成极大的损害，在安全上存在较大的隐患。给使用者及周边人员带来严重的经济损失和生命威胁。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服公知技术存在的上述缺陷，而提供一种安全锂电池组，在锂离子聚合物电池组内部预留出锂离子聚合物电池的鼓胀空间，以降低电池组连锁反应的可能性，极大提高了锂离子电池组的安全性。
本发明是通过以下技术方案实现的，依据本发明提供的一种安全锂电池组，包括：壳体、置于壳体内的多个单体电池，其中，相邻的单体电池之间预留一定的间隙。
采用以上结构，单体电池组合时预留的间隙是用来限制电池产气鼓胀的。电池发生热失控时可以在该空间中发生一定鼓胀，当电池鼓胀塞满预留间隙时就会有很大的阻力限制电池继续鼓胀。此时内部压力继续加大会冲破泄放口，由于内部发生了一定鼓胀，使电池泄放时内部压力降低，泄放温度也随之降低，低于泄放气体燃点，不会形成气体燃烧以及气体燃烧的二次产热，避免了更多的热量影响周围正常电池，避免电池组发生连锁反应，提高整体安全性能。
本发明还可以采取以下技术方案进一步实现：
前述的安全锂电池组，其中，所述的间隙为单体电池厚度的1.5倍～3倍。
前述的安全锂电池组，其中，所述单体电池间的间隙平均分配。
前述的安全锂电池组，其中，所述的间隙通过在单体电池之间设置弹性隔离部件形成。
较佳的，前述的安全锂电池组，其中，所述弹性隔离部件为纤维毛毡。
较佳的，前述的安全锂电池组，其中，所述弹性隔离部件为海绵。
进一步的，前述的安全锂电池组，其中，所述单体电池的输出端通过电池极耳连接线连接，所述的电池极耳连接线的长度留有一定的余量，使得当单体电池间相对移动时不会产生拉力。
综上所述，本发明提供的安全锂电池组，当电池组内个别单体电池因过流、短路、断路等情况发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，防止泄放能量对周边电池加热引发的连锁反应，不会引起整组电池的燃烧，极大提高了锂离子电池组的安全性，可广泛应用于锂离子电池组。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明的结构、特征及其效果作进一步详细说明。需要说明的是实施例仅仅是对本发明宗旨的说明，而并不是对本发明的保护范围的限制。
如图1所示，本发明提供的一种安全锂电池组，包括：壳体(未示出)、置于壳体内的多个单体电池1，其中，相邻的单体电池之间预留一定的间隙2。
采用以上结构，单体电池组合时预留的间隙是用来限制电池产气鼓胀的。电池发生热失控时可以在该空间中发生一定鼓胀，当电池鼓胀塞满预留间隙时就会有很大的阻力限制电池继续鼓胀。此时内部压力继续加大会冲破泄放口，由于内部发生了一定鼓胀，使电池泄放时内部压力降低，泄放温度也随之降低，低于泄放气体燃点，不会形成气体燃烧以及气体燃烧的二次产热，避免了更多的热量影响周围正常电池，避免电池组发生连锁反应，提高整体安全性能。
本实施方式可进一步通过下面结构实现：
前述的安全锂电池组，其中，所述的间隙为单体电池厚度的1.5倍～3倍。需要说明的是，具体间隙可根据电池盒内电池组合数量以及单体电池厚度来决定。电池组合中电池数量较多时分摊到每个电池的间隙就会很小，不影响电池组整体能量密度。例如，可选择单体电池间的间隙平均分配。
前述的安全锂电池组，其中，所述的间隙通过在单体电池之间设置弹性隔离部件形成。
较佳的，前述的安全锂电池组，其中，所述弹性隔离部件为纤维毛毡。由于纤维毛毡具有一定隔热性能，利用纤维毛毡来控制单只电池之间的预留间隙，同时提供电池限位固定。当电池正常工作时纤维毛毡会提供一定的支撑力，固定电池，避免电池组运输、振动发生问题。当个别电池发生鼓胀时，会挤压纤维毛毡，纤维毛毡受挤压会压缩同时把压力传递给相邻的电池，推动两侧电池远离鼓胀电池移动，给鼓胀电池留出更大鼓胀空间。鼓胀情况达到一定程度后，临近电池会被电池组壳体限制移动，鼓胀就会停止，电池继续产气就会泄放。快速把电池内部能量释放后，该故障单体电池就失效，不会再发生安全事故。按照电池组电路设计，其他电池可以继续工作或更换该故障单体电池后可以继续工作。
较佳的，前述的安全锂电池组，其中，所述弹性隔离部件为海绵。同样的，海绵具有一定隔热保温性能，利用海绵来控制单只电池之间的预留间隙，同时提供电池限位固定。当电池正常工作时纤维毛毡会提供一定的支撑力，固定电池，避免电池组运输、振动发生问题。当个别电池发生鼓胀时，会挤压海绵，海绵受挤压会压缩同时把压力传递给相邻的电池，推动两侧电池远离鼓胀电池移动，给鼓胀电池留出更大鼓胀空间。鼓胀情况达到一定程度后，临近电池会被电池组壳体限制移动，鼓胀就会停止，电池继续产气就会泄放。快速把电池内部能量释放后，该故障单体电池就失效，不会再发生安全事故。按照电池组电路设计，其他电池可以继续工作或更换该故障单体电池后可以继续工作。
进一步的，前述的安全锂电池组，其中，所述单体电池的输出端通过电池极耳连接线3连接，所述的电池极耳连接线的长度留有一定的余量，使得当单体电池间相对移动时不会产生拉力，确保个别单体电池鼓胀时电路保持联通。
综上所述，本发明提供的安全锂电池组，当电池组内个别单体电池因过流、短路、断路等情况发生热失控时，可有效控制电池温度的上升，降低泄放能量，防止泄放能量对周边电池加热引发的连锁反应，不会引起整组电池的燃烧，极大提高了锂离子电池组的安全性，可广泛应用于锂离子电池组。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，凡是依据本发明的技术方案对以上实施例进行的任何简单修改和等同变换，均属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种安全锂电池组，包括：壳体、置于壳体内的多个单体电池，其特征在于，相邻的单体电池之间预留一定的间隙。
2.根据权利要求1所述的安全锂电池组，其特征在于，所述的间隙为单体电池厚度的1.5倍～3倍。
3.根据权利要求1所述的安全锂电池组，其特征在于，所述单体电池间的间隙平均分配。
4.根据权利要求1所述的安全锂电池组，其特征在于，所述的间隙通过在单体电池之间设置弹性隔离部件形成。
5.根据权利要求4所述的安全锂电池组，其特征在于，所述弹性隔离部件为纤维毛毡。
6.根据权利要求4所述的安全锂电池组，其特征在于，所述弹性隔离部件为海绵。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的安全锂电池组，其特征在于，所述单体电池的输出端通过电池极耳连接线连接，所述的电池极耳连接线的长度留有一定的余量，使得当单体电池间相对移动时不会产生拉力。
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