CN108346757A - 一种气封可拆装式锂浆料电池模块组系统及其电池模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种气封可拆装式锂浆料电池模块，包括外壳以及锂浆料电池单体。外壳包括外壳顶盖和外壳下壳体，外壳顶盖以可拆装的方式连接于外壳下壳体并形成外壳内腔。锂浆料电池单体壳包括单体壳顶盖和单体壳下壳体，单体壳顶盖以可拆装的方式连接于单体壳下壳体，在单体壳顶盖与锂浆料电池单体壳内的电解液液面之间形成锂浆料电池单体内腔。外壳内腔的气压大于等于锂浆料电池单体内腔的气压。通过本发明可以以简便的方式对锂浆料电池模块和锂浆料电池单体进行拆装，从而能够便于对锂浆料电池进行定期更换电解液以及进行排气。另外，利用锂浆料电池模块的外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间的压差能够更好地实现密封。
Description
技术领域
本发明涉及锂浆料电池领域，具体地涉及一种气封可拆装式锂浆料电池模块组系统及其电池模块。
背景技术
锂离子电池是以嵌锂化合物作为正负极材料的新型高能电池，与铅酸电池、镍氢电池相比具有比能量高、电压高、自放电小、循环性能好和寿命长等一系列的优点，越来越受到人们的关注。目前，锂离子电池中的方形硬壳电池采用焊接的方式连接壳盖和下壳体，在电池回收的时候需采用切割等破坏性方式将电池壳盖和下壳体分开，因此增加了电池回收成本并且降低了电池回收效率和利用率。另外，锂离子电池通常采用一次性防爆阀来解决电池内部气压增大的问题。通过气压将防爆阀压破来达到排气的目的，但是这种方式使得电芯与空气接触而无法继续使用。
锂浆料电池是一种新型的锂电池。锂浆料电池包含电极片和电解液，电极片中含有导电浆料。导电浆料含有一定比例在电解液中悬浮或沉淀的导电颗粒，当电池受到外部冲击或震荡时，由于此部分导电颗粒没有粘接固定，因此可以在电解液中局部移动，形成动态的导电网络。锂浆料电池中的导电浆料可以避免传统锂电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降问题和循环寿命衰减问题。由于锂浆料电池可通过定期更换电解液、排气等方式有效地延长使用寿命，因此采用传统的锂离子电池模块的焊接密封和排气方式显然已经不能够满足上述的定期更换电解液、排气等方面的需求。
发明内容
针对以上存在的问题，本发明提供一种气封可拆装式锂浆料电池模块，在锂浆料电池模块的外壳和锂浆料电池单体的单体壳上均设有可拆装连接部，通过可拆装连接部可以以简便的方式对锂浆料电池模块的外壳和锂浆料电池单体的单体壳进行拆装，从而能够便于对锂浆料电池进行定期更换电解液以及进行排气。另外，为了确保锂浆料电池模块的密封效果，利用锂浆料电池模块的外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间的压差来更好地实现密封。此外，本发明还提供了一种气封可拆装式锂浆料电池模块组系统，其包括上述气封可拆装式锂浆料电池模块以及气压密封防爆系统。气压密封防爆系统能够实现对多个可拆装式锂浆料电池模块的统一管理和在线实时维护。
本发明提供的技术方案如下：
根据本发明提供一种气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，气封可拆装式锂浆料电池模块包括外壳以及设置于外壳内的多个锂浆料电池单体。外壳包括：外壳顶盖和外壳下壳体，外壳顶盖以可拆装的方式连接于外壳下壳体，由外壳顶盖和外壳下壳体形成外壳内腔；锂浆料电池单体包括：锂浆料电池单体壳和电芯，锂浆料电池单体壳包括单体壳顶盖和单体壳下壳体，单体壳顶盖以可拆装的方式连接于单体壳下壳体，电芯容置于锂浆料电池单体壳内的电解液中，在单体壳顶盖与锂浆料电池单体壳内的电解液液面之间形成锂浆料电池单体内腔。其中，在外壳内腔和/或锂浆料电池单体内腔内容置有干燥气体。外壳内腔的气压大于等于锂浆料电池单体内腔的气压，其目的在于使得外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间形成压差，该压差有助于加强单体壳顶盖与单体壳下壳体之间的密封。由于根据本发明的锂浆料电池单体并不是通过传统的焊接方式进行密封，而是通过可拆装连接部进行连接密封，因此为了确保整个锂浆料电池单体的密封性能达到要求，在通过可拆装连接部进行密封的基础上进一步利用外壳内腔与锂浆料电池单体内腔的压差来加强密封。锂浆料电池单体壳内可以抽真空或者留有少量干燥气体，锂浆料电池模块的外壳内腔的气压需大于等于锂浆料电池单体壳内的气压，从而有效地利用压差实现密封。优选地，外壳内腔的气压大于一个大气压。上述干燥气体可以为氮气、空气、阻燃气体(例如六氟化硫)和惰性气体(氦、氖、氩、氪、氙)中的一种或几种混合。优选地，干燥气体的含水量≤0.1ppm。
为了实现锂浆料电池单体的单体壳顶盖与单体壳下壳体之间的连接密封，在单体壳顶盖设有顶盖可拆装连接部并在单体壳下壳体设有下壳体可拆装连接部，在外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间的压差作用下顶盖可拆装连接部与下壳体可拆装连接部能够紧密接合。其中，单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部与单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部可通过卡合、螺栓连接或粘合等方式连接。通过上述可拆装连接部可以快速地对锂浆料电池单体进行拆装而不对其造成损坏，因此可以便于锂浆料电池的维护以及回收再生。另外为了加强密封性能，在单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部与单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部之间可设有至少一个密封圈。
为了实现锂浆料电池模块的外壳顶盖与外壳下壳体之间的连接密封，在外壳顶盖设有顶盖可拆装连接部并在外壳下壳体设有下壳体可拆装连接部，外壳顶盖的顶盖可拆装连接部与外壳下壳体的下壳体可拆装连接部可通过卡合、螺栓连接或粘合等方式连接。通过上述可拆装连接部可以快速地对锂浆料电池模块进行拆装而不对其造成损坏，因此可以便于锂浆料电池的维护以及回收再生。另外为了加强密封性能，在外壳顶盖的顶盖可拆装连接部与外壳下壳体的下壳体可拆装连接部之间可设有至少一个密封圈。
在锂浆料电池模块的外壳内腔中可以仅容置干燥气体，或者在外壳内腔中可以容置干燥气体以及例如电解液、电解液溶剂或阻燃液体的液体。在外壳内腔中同时容置气体和液体的情况下，液体的液面高于锂浆料电池单体的单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部，这样可以通过液体对单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部和单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部之间的连接部分形成液封，从而进一步加强密封效果。
在锂浆料电池单体壳的单体壳顶盖上设有单体壳排气端口并在单体壳排气端口上设有排气阀。在锂浆料电池使用过程中，由于锂浆料电池单体过充过放以及电解液挥发等原因，因此在锂浆料电池单体内腔中的气压将会有所上升。当锂浆料电池单体内腔的气压大于外壳内腔的气压时，锂浆料电池单体内腔中的气体将经由排气阀排放至外壳内腔中。锂浆料电池单体内腔中的气体除了排放至外壳内腔中之外，还可以直接排放至大气或气体收集装置中。在锂浆料电池内腔中的气体直接排放至大气或气体收集装置中的情况下，在锂浆料电池单体的单体壳顶盖上设有单体壳排气端口并在单体壳排气端口上设有排气阀，在锂浆料电池模块的外壳上设有外壳排气端口并在外壳排气端口上设有排气阀，单体壳排气端口通过排气支管和排气总管与外壳排气端口相连。当锂浆料电池单体内腔的气压大于预定值时，锂浆料电池单体内腔中的气体经由单体壳排气端口的排气阀进入排气支管中，并且当排气总管中的气压大于预定值时，排气总管中的气体经由外壳排气端口的排气阀排放至大气或气体收集装置。通过将锂浆料电池单体中的气体及时排出，能够有效地防止锂浆料电池单体因内部压力过大而发生爆炸等不安全情况发生。同时，因为有锂浆料电池模块外壳的二次密封，所以能够采用可重复使用的排气阀作为气体排出的通道。上述排气阀可以是压力控制阀。在气体压力大于压力控制阀的预设压力的情况下，压力控制阀将自动进行排气，直到气体压力值回到预定压力范围以内时压力控制阀关闭。
另外，在锂浆料电池模块外壳的外壳顶盖上设有外壳排气端口并在外壳排气端口上设有气压调节阀，当外壳内腔的气压大于最大预定值时，外壳内腔中的气体经由气压调节阀排放至大气或气体收集装置，并且当外壳内腔的气压小于最小预定值时，经由气压调节阀向外壳内腔充入气体。气压调节阀可以是双向压力控制阀。此处的外壳内腔的气压最大预定值和最小预定值可以根据实际情况来确定，气压的最大预定值是为了确保锂浆料电池模块外壳的安全性能，气压的最小预定值是为了确保在锂浆料电池模块的外壳内腔与锂浆料电池单体内腔之间始终保持一定压差。
在锂浆料电池模块中还可以设置检测装置，从而能够确保锂浆料电池的安全性能。在锂浆料电池模块的外壳内和/或锂浆料电池单体壳内可设有气压检测装置，用以检测外壳内腔和/或锂浆料电池单体壳内腔的气压。在外壳内和锂浆料电池壳内还可设有温度检测装置和/或液位检测装置，用以检测外壳内和锂浆料电池单体壳内的温度和液位。另外，在外壳顶盖上可设有显示报警装置，用以显示气压检测装置、温度检测装置和液位检测装置的检测值并在检测值超过预定范围时发出报警。
为了延长锂浆料电池的使用寿命，可以定期对锂浆料电池单体进行电解液更换。电解液更换的方式可以是在拆开锂浆料电池外壳顶盖的情况下对容置于外壳下壳体内的各个锂浆料电池单体进行换液；或者，可以在不拆开锂浆料电池外壳顶盖的情况下直接对容置于外壳内腔中的各个锂浆料电池单体进行换液。在第一种情况下，只需在单体壳顶盖上设有换液注入端口和换液排出端口，通过换液注入端口和换液排出端口就能够对锂浆料电池单体进行电解液更换。在第二种情况下，除了在单体壳顶盖上设有换液注入端口和换液排出端口之外，还需在锂浆料电池模块的外壳顶盖上设有外壳顶盖换液注入端口和外壳顶盖换液排出端口。多个锂浆料电池单体的单体壳顶盖上的换液注入端口通过换液注入支管和换液注入总管连接于外壳顶盖换液注入端口，多个锂浆料电池单体的单体壳顶盖上的换液排出端口通过换液排出支管和换液排出总管连接于外壳顶盖换液排出端口。这样可以在不拆卸外壳顶盖的情况下直接对多个锂浆料电池单体更换电解液。
锂浆料电池模块的外壳顶盖和外壳下壳体的材料可以为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、ABS塑料等。锂浆料电池单体的单体壳顶盖和单体壳下壳体均可以为嵌套结构，内部为绝缘耐电解液材料并且外部为金属材料；或者单体壳顶盖和单体壳下壳体为单一材料，其材料可以为金属材料或绝缘耐电解液材料。金属材料可以为不锈钢、铝等，绝缘耐电解液材料可以为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等。
根据本发明还提供了一种气封可拆装式锂浆料电池模块组系统，其中，气封可拆装式锂浆料电池模块组系统包括至少一个上述的气封可拆装式锂浆料电池模块以及气压密封防爆系统。气压密封防爆系统包括：气体支管，该气体支管与气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔气体连通；气体总管，该气体总管连接各个气体支管；气源，该气源通过进气管连接于气体总管并能够为气封可拆装式锂浆料电池模块提供干燥气体；以及，气体回收装置，该气体回收装置通过排气管连接于气体总管并且气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔排出的气体能够排出至气体回收装置中。通过将锂浆料电池模块组外接一套气源及气体回收装置，能够有效地在线实时调节电池模块的外壳内腔中的气压，使得电池模块内的电池单体壳盖和单体壳体持续维持在一个恒压的密封状态。
在进气管上可设有进气阀以便使气源的干燥气体进入各个气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔，并且在排气管上设有排气阀以便使各个气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔中的气体进入到气体回收装置中。进气管上的进气阀和排气管上的排气阀可以为单向阀，优选地为单向压力控制阀。在锂浆料电池模块的外壳顶盖上不设置气压调节阀的情况下，气压密封防爆系统的各个气体支管直接与各个锂浆料电池模块的外壳内腔气体连通并与气体总管气体连通。当气体总管内的气压小于预定范围时，设置于进气管上的进气阀自动开启并使得气源中的气体进入气体总管、气体支管以及各个锂浆料电池模块的外壳内腔中，当气体总管内的气压达到预定范围时，进气阀自动关闭；当气体总管内的气压大于预定范围时，设置于排气管上的排气阀自动开启并使得气体总管、气体支管以及各个锂浆料电池模块的外壳内腔中的气体进入气体回收装置中，当气体总管内的气压达到预定范围时，排气阀自动关闭。在这种情况下能够实现整个电池模块组内的各个锂浆料电池模块的整体维护。在锂浆料电池模块的外壳顶盖上设置气压调节阀的情况下，气压密封防爆系统的各个气体支管经由各个锂浆料电池模块的气压调节阀与锂浆料电池模块的外壳内腔气体连通并与气体总管气体连通。当锂浆料电池模块的外壳内腔的气压小于预定范围并导致气体总管内的气压小于预定范围时，设置于进气管上的进气阀自动开启并使得气源中的气体进入气体总管、气体支管以及需补气的锂浆料电池模块的外壳内腔中，当气体总管和需补气的锂浆料电池模块的外壳内腔内的气压达到预定范围时，进气阀自动关闭；当锂浆料电池模块的外壳内腔的气压大于预定范围并导致气体总管内的气压大于预定范围时，设置于排气管上的排气阀自动开启并使得气体总管、气体支管以及需排气的锂浆料电池模块的外壳内腔中的气体进入气体回收装置中，当气体总管和需排气的锂浆料电池模块的外壳内腔内的气压达到预定范围时，排气阀自动关闭。在这种情况下能够实现电池模块组内的单个锂浆料电池模块的灵活维护。气体总管、气体支管以及锂浆料电池模块外壳内腔中始终保持预定范围内的正压力，除了可以确保整个系统的安全性能之外，还可以使得锂浆料电池模块内的电池单体壳顶盖和单体壳下壳体持续维持在一个恒压的密封状态，有效地提高了电池的密封性。
在气体总管上还可设有压力表，用以测量气体总管内的气压值，从而确保气体总管内的压力始终保持在所需压力范围内。
本发明的优势在于：
(1)锂浆料电池模块的外壳内腔的气压大于锂浆料电池单体内腔的气压，使得电池单体的单体壳顶盖和单体壳下壳体始终保持一定范围的正压力压合，有效地提高了电池单体的密封性；
(2)锂浆料电池单体的单体壳顶盖和单体壳下壳体通过可拆装的方式固定连接，为锂浆料电池的维护以及回收利用提供便利；
(3)通过检测装置、显示报警装置、气压调节阀、外接气源使得锂浆料电池模块的外壳内腔能够始终保持一定范围的正压力，从而能够确保锂浆料电池的二次密封；
(4)通过排气阀将锂浆料电池单体内腔的气体排出到锂浆料电池模块的外壳内腔或直接排放到气体收集装置中，这样能够有效防止锂浆料电池单体因内部压力过大而发生爆炸等不安全情况发生；
(5)在锂浆料电池模块组系统中，通过将锂浆料电池模块组外接一套气源及气体回收装置，能够有效地在线实时调节锂浆料电池模块内的气压，使得锂浆料电池模块内的电池单体壳顶盖和单体壳下壳体持续维持在一个恒压的密封状态，有效地提高了电池的密封性。
附图说明
图1为根据本发明的气封可拆装式锂浆料电池模块的立体图；
图2为根据本发明的锂浆料电池单体的立体图；
图3为根据本发明第一实施方式的气封可拆装式锂浆料电池模块的截面示意图；
图4为根据本发明第二实施方式的气封可拆装式锂浆料电池模块的截面示意图；
图5为根据本发明第一实施方式的锂浆料电池单体或锂浆料电池模块的可拆装连接部的示意图；
图6为根据本发明第二实施方式的锂浆料电池单体或锂浆料电池模块的可拆装连接部的示意图；
图7为根据本发明第三实施方式的锂浆料电池单体或锂浆料电池模块的可拆装连接部的示意图；
图8为根据本发明的气封可拆装式锂浆料电池模块组系统的示意图。
附图标记列表
1—锂浆料电池模块
101—外壳顶盖
102—外壳下壳体
103—外壳内腔
104—正极柱伸出端口
105—负极柱伸出端口
106—气压调节阀
107—显示报警装置
2—锂浆料电池单体
201—单体壳顶盖
202—单体壳下壳体
203—电芯
204—正极端子
205—负极端子
206—排气阀
207—换液注入端口
208—换液排出端口
209—锂浆料电池单体内腔
210—排气支管
211—排气总管
3—可拆装连接部
301—顶盖可拆装连接部
302—下壳体可拆装连接部
303—外圈突起部
304—内圈突起部
305—凹进部
307—上阶梯部
308—下阶梯部
309—螺栓孔
310—上突耳
311—下突耳
312—密封圈卡槽
4—锂浆料电池模块组系统
401—锂浆料电池模块组
402—气压密封防爆系统
403—气体总管
404—压力表
405—气源
406—进气管
407—单向进气阀
408—气体回收装置
409—排气管
410—单向排气阀
具体实施方式
下面将结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
图1为根据本发明的气封可拆装式锂浆料电池模块的立体图。锂浆料电池模块1包括外壳以及多个锂浆料电池单体。外壳包括外壳顶盖101和外壳下壳体102，外壳顶盖101以可拆装的方式连接于外壳下壳体102，由外壳顶盖101和外壳下壳体102形成外壳内腔103。多个锂浆料电池单体以串联、并联或串并混联的方式容置于外壳内腔中。在外壳顶盖101上设有正极柱伸出端口104、负极柱伸出端口105、气压调节阀106和显示报警装置107。多个电连接的锂浆料电池单体的电池正极柱和电池负极柱分别从正极柱伸出端口104和负极柱伸出端口105伸出。外壳内腔中的气体可以经由气压调节阀106排出，或者可以通过气压调节阀106向外壳内腔103中充入气体。显示报警装置107可以显示由气压检测装置、温度检测装置和液位检测装置所检测到的锂浆料电池模块外壳内腔103以及锂浆料电池单体内的气压、温度和液位值，并且当检测值超过预定范围时显示报警装置107可以发出例如声、光的报警信号。
图2为根据本发明的锂浆料电池单体的立体图。锂浆料电池单体2包括锂浆料电池单体壳和电芯。锂浆料电池单体壳包括单体壳顶盖201和单体壳下壳体202，单体壳顶盖201以可拆装的方式连接于单体壳下壳体202。在锂浆料电池单体2的单体壳顶盖201上设有正极端子204、负极端子205、排气阀206、换液注入端口207和换液排出端口208。正极端子204电连接于电芯的正极极耳并且负极端子205电连接于电芯的负极极耳。排气阀206可以将锂浆料电池单体壳内的气体排出。通过换液注入端口207和换液排出端口208可以对锂浆料电池单体2进行电解液的更换。
图3为根据本发明第一实施方式的气封可拆装式锂浆料电池模块的截面示意图。在由锂浆料电池模块的外壳顶盖101和外壳下壳体102形成的外壳内腔103中充入干燥气体并产生气压P1。在锂浆料电池单体中，电芯203容置于锂浆料电池单体壳内的电解液中，在单体壳顶盖与锂浆料电池单体壳体内的电解液液面之间形成锂浆料电池单体内腔209。在锂浆料电池单体内腔209内充入干燥气体并产生气压P2。外壳内腔103的气压P1大于锂浆料电池单体内腔209的气压P2，通过该压差使得锂浆料电池单体的单体壳顶盖和单体壳下壳体始终保持一定范围的正压力压合。例如，外壳内腔103的气压P1为1.5个大气压并且预定气压范围为1～2个大气压，锂浆料电池单体内腔209的气压P2为0.5个大气压并且预定气压范围为0.4～0.6个大气压。另外，为了确保锂浆料电池的安全性能，通过压力调节阀和排气阀控制锂浆料电池模块及锂浆料电池单体内部的气压，从而有效防止因内部压力过大而发生爆炸等不安全情况发生。例如，当锂浆料电池单体内腔209的气压P2大于0.6个大气压时，锂浆料电池单体内腔209中的气体将经由单体壳顶盖上的排气阀206进入外壳内腔103中。当外壳内腔103的气压P1大于2个大气压时，外壳内腔103中的气体将经由外壳顶盖上的气压调节阀106排出。
图4为根据本发明第二实施方式的气封可拆装式锂浆料电池模块的截面示意图。图4中示出的锂浆料电池模块与图3中示出的锂浆料电池模块的不同之处在于，在锂浆料电池模块的外壳内腔103中容置有电解液溶剂以及干燥气体。电解液溶剂的液面高度高于锂浆料电池单体的单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部，从而能够对可拆装连接部形成有效地液封。另外，在该实施方式中，锂浆料电池单体2排出的气体不进入到外壳内腔103中，而是直接排出到大气或气体收集装置中。锂浆料电池单体的单体壳排气端口通过排气支管210和排气总管211与锂浆料电池模块的外壳排气端口相连。当锂浆料电池单体内腔209的气压大于预定值时，锂浆料电池单体内腔209中的气体经由单体壳排气端口的排气阀进入排气支管210中，并且当排气总管211中的气压大于预定值时，排气总管211中的气体经由外壳排气端口的排气阀106排放至大气或气体收集装置。
图5至图7为根据本发明的锂浆料电池的锂浆料电池单体或锂浆料电池模块的可拆装连接部的示意图。下面，以锂浆料电池单体为例来描述锂浆料电池单体壳的可拆装连接部。可以理解，锂浆料电池模块的外壳的可拆装连接部也可以采用相同或相似的方式。其中，锂浆料电池单体的单体壳顶盖设有顶盖可拆装连接部301，单体壳下壳体设有下壳体可拆装连接部302。在图5示出的实施方式中，单体壳顶盖的可拆装连接部包括外圈突起部303和内圈突起部304，并且单体壳下壳体的可拆装连接部包括凹进部305。其中，内圈突起部304的形状与凹进部305的形状相匹配，也就是说，内圈突起部304能够与凹进部305卡合在一起从而形成紧密贴合。外圈突起部303能够与单体壳下壳体卡合在一起从而形成紧密贴合。在图6示出的实施方式中，单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部301包括上阶梯部307，并且单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部302包括下阶梯部308，上阶梯部307和下阶梯部308的形状互补并且能够通过密封胶紧密粘接在一起。在图7示出的实施方式中，单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部301包括设有螺栓孔309的上突耳310和密封圈卡槽312，并且单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部302包括设有螺栓孔309的下突耳311和密封圈卡槽312。通过螺栓能够将上突耳310和下突耳311紧密接合并且在密封圈卡槽中设有密封圈。此处应当指出，上述可拆卸连接部的各个部分可以分别单独使用或重新组合使用。另外，本领域的技术人员能够想到的常用连接方式也可以应用于此处。
图8为根据本发明的气封可拆装式锂浆料电池模块组系统的示意图。锂浆料电池模块组系统4包括锂浆料电池模块组401以及气压密封防爆系统402。锂浆料电池模块组401包括多个上述的气封可拆装式锂浆料电池模块。气压密封防爆系统402包括：多个气体支管，多个气体支管分别与多个气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔气体连通；气体总管403，该气体总管403连接各个气体支管，在气体总管403上设有压力表404；气源405，该气源405通过进气管406连接于气体总管403并能够为气封可拆装式锂浆料电池模块提供干燥气体，在进气管406上设有单向进气阀407；以及，气体回收装置408，该气体回收装置408通过排气管409连接于气体总管403并且气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔排出的气体能够排出至气体回收装置408中，在排气管上409设有单向排气阀410。通过气源405和单向进气阀407的自动补气能够有效地保持电池单体壳顶盖和单体壳下壳体持续维持在一个恒压的密封状态；通过排气阀410的自动排气能够有效地确保系统的安全。因此，通过利用气压密封防爆系统，能够实时自动地为多个锂浆料电池模块的外壳内腔进行排气或补气，在无需人工干预的情况下能够实现气封可拆装式锂浆料电池模块组系统的安全有效运行。
本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (21)
1.一种气封可拆装式锂浆料电池模块，其特征在于，所述气封可拆装式锂浆料电池模块包括外壳以及设置于外壳内的多个锂浆料电池单体，所述外壳包括：外壳顶盖和外壳下壳体，所述外壳顶盖以可拆装的方式连接于所述外壳下壳体，由所述外壳顶盖和所述外壳下壳体形成外壳内腔；所述锂浆料电池单体包括：锂浆料电池单体壳和电芯，所述锂浆料电池单体壳包括单体壳顶盖和单体壳下壳体，所述单体壳顶盖以可拆装的方式连接于所述单体壳下壳体，所述电芯容置于所述锂浆料电池单体壳内的电解液中，在所述单体壳顶盖与所述锂浆料电池单体壳内的电解液液面之间形成锂浆料电池单体内腔，其中，在所述外壳内腔和/或所述锂浆料电池单体内腔内容置有干燥气体，所述外壳内腔的气压大于等于所述锂浆料电池单体内腔的气压。
2.根据权利要求1所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述外壳内腔的气压大于一个大气压。
3.根据权利要求1所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述干燥气体为氮气、空气、惰性气体和六氟化硫中的一种或几种混合，所述干燥气体的含水量≤0.1ppm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述单体壳顶盖设有顶盖可拆装连接部，所述单体壳下壳体设有下壳体可拆装连接部，在所述外壳内腔与所述锂浆料电池单体内腔之间的压差作用下所述顶盖可拆装连接部与所述下壳体可拆装连接部能够紧密接合。
5.根据权利要求4所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部与所述单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部通过卡合、螺栓连接或粘合的方式连接。
6.根据权利要求4所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部与所述单体壳下壳体的下壳体可拆装连接部之间设有至少一个密封圈。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述外壳顶盖设有顶盖可拆装连接部，所述外壳下壳体设有下壳体可拆装连接部，所述外壳顶盖的顶盖可拆装连接部与所述外壳下壳体的下壳体可拆装连接部通过卡合、螺栓连接或粘合的方式连接。
8.根据权利要求7所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳顶盖的顶盖可拆装连接部与所述外壳下壳体的下壳体可拆装连接部之间设有至少一个密封圈。
9.根据权利要求4所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳内腔中容置有电解液、电解液溶剂或阻燃液体，液体的液面高于所述单体壳顶盖的顶盖可拆装连接部。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述单体壳顶盖上设有单体壳排气端口并在所述单体壳排气端口上设有排气阀，当所述锂浆料电池单体内腔的气压大于所述外壳内腔的气压时，所述锂浆料电池单体内腔中的气体经由所述排气阀排放至所述外壳内腔中；在所述外壳顶盖上设有外壳排气端口并在所述外壳排气端口上设有气压调节阀，当所述外壳内腔的气压大于最大预定值时，所述外壳内腔中的气体经由所述气压调节阀排放至大气或气体收集装置，并且当所述外壳内腔的气压小于最小预定值时，经由所述气压调节阀向所述外壳内腔充入气体。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述单体壳顶盖上设有单体壳排气端口并在所述单体壳排气端口上设有排气阀，在所述外壳上设有外壳排气端口并在所述外壳排气端口上设有排气阀，所述单体壳排气端口通过排气支管和排气总管与所述外壳排气端口相连，当所述锂浆料电池单体内腔的气压大于预定值时，所述锂浆料电池单体内腔中的气体经由所述单体壳排气端口的排气阀进入所述排气支管中，并且当所述排气总管中的气压大于预定值时，所述排气总管中的气体经由所述外壳排气端口的排气阀排放至大气或气体收集装置。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳内和/或所述锂浆料电池单体壳内设有气压检测装置，用以检测所述外壳内和/或所述锂浆料电池单体壳内的气压。
13.根据权利要求12所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳内和所述锂浆料电池单体壳内设有温度检测装置和/或液位检测装置，用以检测所述外壳内和所述锂浆料电池单体壳内的温度和液位。
14.根据权利要求13所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳顶盖上设有显示报警装置，用以显示所述气压检测装置、所述温度检测装置和所述液位检测装置的检测值并在检测值超过预定范围时发出报警。
15.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式模块，其中，在所述单体壳顶盖上设有换液注入端口和换液排出端口，通过所述换液注入端口和所述换液排出端口能够对所述锂浆料电池单体进行电解液更换。
16.根据权利要求15所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，在所述外壳顶盖上设有外壳顶盖换液注入端口和外壳顶盖换液排出端口，所述单体壳顶盖上的换液注入端口通过换液注入支管和换液注入总管连接于所述外壳顶盖换液注入端口，所述单体壳顶盖上的换液排出端口通过换液排出支管和换液排出总管连接于所述外壳顶盖换液排出端口。
17.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述外壳顶盖和所述外壳下壳体的材料为聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯或ABS塑料。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，其中，所述单体壳顶盖和所述单体壳下壳体均为嵌套结构，所述嵌套结构的内部为绝缘耐电解液材料并且所述嵌套结构的外部为金属材料；或者
所述单体壳顶盖和所述单体壳下壳体的材料为金属材料或绝缘耐电解液材料，
所述金属材料为不锈钢或铝，所述绝缘耐电解液材料为聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯。
19.一种气封可拆装式锂浆料电池模块组系统，其特征在于，所述气封可拆装式锂浆料电池模块组系统包括气压密封防爆系统以及至少一个根据权利要求1至18中任一项所述的气封可拆装式锂浆料电池模块，所述气压密封防爆系统包括：气体支管，所述气体支管与所述气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔气体连通；气体总管，所述气体总管连接各个所述气体支管；气源，所述气源通过进气管连接于所述气体总管并能够为所述气封可拆装式锂浆料电池模块提供干燥气体；以及，气体回收装置，所述气体回收装置通过排气管连接于所述气体总管并且所述气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔排出的气体能够排出至所述气体回收装置中。
20.根据权利要求19所述的气封可拆装式锂浆料电池模块组系统，其中，在所述进气管上设有进气阀以便使所述气源的干燥气体进入所述气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔，并且在所述排气管上设有排气阀以便使所述气封可拆装式锂浆料电池模块的外壳内腔内的气体进入到所述气体回收装置中，所述进气管上的进气阀和所述排气管上的排气阀为压力控制阀。
21.根据权利要求20所述的气封可拆装式锂浆料电池模块组系统，其中，在所述气体总管上设有压力表，用以测量所述气体总管内的气压值。
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