CN109742289A - 一种锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池,包括内芯,所述内芯的一侧开设有通气口,所述内芯的外围设置有橡胶气囊,所述内芯的通气口连接橡胶气囊的进气口;所述内芯的两端还分别设置有一号防爆机构和二号防爆机构;本发明通过在内芯上开设通气口,再在内芯外设置橡胶气囊,并使橡胶气囊的进气口连接通气口,能够当内芯内部温度上升,电解液电解产生气体,内部压力升高,极易发生冲破壳体发生爆炸的情况时,内芯内的气体进入橡胶气囊中,能够使内芯内部的气压降低,缓解了即将爆炸的发生,为防爆工作预留出一定的时间,进而方便一号防爆机构和二号防爆机构工作,避免爆炸的发生。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域,特别涉及一种锂电池。
背景技术
“锂电池”,是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。1912年锂金属电池最早由Gilbert N.Lewis提出并研究。20世纪70年代时,M.S.Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属的化学特性非常活泼,使得锂金属的加工、保存、使用,对环境要求非常高。随着科学技术的发展,现在锂电池已经成为了主流。
锂电池大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂离子电池不含有金属态的锂,并且是可以充电的。可充电电池的第五代产品锂金属电池在1996年诞生,其安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池。由于其自身的高技术要求限制,现在只有少数几个国家的公司在生产这种锂金属电池。
目前,中国的市场上出现的多为锂离子电池。锂电池是一种非常重要的可再生能源,具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点,其不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用,而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备。锂电池在使用过程中由于过充,使锂离子在负极堆积,刺穿隔膜造成内部短路,致使温度上升,电解液电解产生气体,内部压力升高,严重时易冲破壳体发生爆炸,具有较大的安全隐患,而目前市场上的锂电池大多采用表面设置防爆片的方式进行防爆,此法容易使锂电池产生机械损伤,而且爆炸瞬间易产生飞片,危害他人安全;另外,现有的锂电池在爆炸后,多为无法继续使用,造成了大量的浪费,因而,需要一种新型的锂电池,能够具有防爆预警的效果。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种锂电池,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种锂电池,包括内芯,所述内芯的一侧开设有通气口,所述内芯的外围设置有橡胶气囊,所述内芯的通气口连接橡胶气囊的进气口;所述内芯的两端还分别设置有一号防爆机构和二号防爆机构。
优选的,所述内芯的两端分别为放电端和充电端,所述内芯的放电端和充电端内分别设置有一号温度传感器、一号热敏开关和二号温度传感器和二号热敏开关,所述一号热敏开关与放电端的正极导线串联,所述二号热敏开关与通电端的正极导线串联。
优选的,所述一号防爆机构包括一号控制器、一号连接开关、一号小型气囊和一号微型气泵,所述一号连接开关与一号热敏开关串联,所述一号连接开关的下方固定有一号小型气囊,所述一号小型气囊的进气口连接一号微型气泵的出气口,所述一号控制器通过数据导线分别电连接一号温度传感器和一号微型气泵。
优选的,所述二号防爆机构包括二号控制器、二号连接开关、二号小型气囊和二号微型气泵,所述二号连接开关与二号热敏开关串联,所述二号连接开关的下方固定有二号小型气囊,所述二号小型气囊的进气口连接二号微型气泵的出气口,所述二号控制器通过数据导线分别电连接二号温度传感器和二号微型气泵。
优选的,所述内芯的两端均包裹有散热板。
优选的,所述内芯、橡胶气囊和两个散热板均固定在主外壳的内部,所述一号防爆机构固定在一号外壳内,所述二号防爆机构固定在二号外壳内。
优选的,所述一号控制器和二号控制器的型号均为NE040S控制器。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
1、通过在内芯上开设通气口,再在内芯外设置橡胶气囊,并使橡胶气囊的进气口连接通气口,能够当内芯内部温度上升,电解液电解产生气体,内部压力升高,极易发生冲破壳体发生爆炸的情况时,内芯内的气体进入橡胶气囊中,能够使内芯内部的气压降低,缓解了即将爆炸的发生,为防爆工作预留出一定的时间;
2、通过在内芯的放电端和充电端分别设置一号防爆机构和二号防爆机构,能够在内芯内的温度上升,即将发生爆炸前,内芯内的一号温度传感器和二号温度传感器接收到信息,分别传送给一号控制器和二号控制器,使一号控制器和二号控制器分别控制一号防爆机构和二号防爆机构内的一号微型气泵和二号微型气泵工作,进而使一号小型气囊和二号小型气囊膨胀,顶开其上方的一号连接开关和二号连接开关,使得内芯放电或充电停止,进而使内芯内部的气体、温度和气压均不再增加,避免了爆炸的发生;
3、通过在内芯的内部的两端设置一号热敏开关和二号热敏开关,便于当内芯内部的温度达到一定值时,使一号热敏开关和二号热敏开关断开,停止锂电池工作,进而避免了内芯内部温度过高,电解液电解的气体过多,导致气压过大,容易发生爆炸。
4、通过设置该种锂电池,使得锂电池在即将发生爆炸前被防爆机构防爆,进而使得该锂电池不会被损坏,当锂电池更换下来后,能够拆卸出还能够继续工作的元件继续使用,避免了浪费。
附图说明
图1为本发明一种锂电池的整体结构图;
图2为本发明一种锂电池的内部结构图;
图3为本发明一种锂电池的橡胶气囊的结构图;
图4为本发明一种锂电池的一号防爆机构的结构图。
图中:1、内芯;2、橡胶气囊;3、通气口;4、主外壳;5、一号防爆机构;6、一号外壳;7、二号外壳;8、二号防爆机构;9、散热板;10、一号温度传感器;11、一号热敏开关;12、二号热敏开关;13、二号温度传感器;14、一号控制器;15、一号连接开关;16、一号小型气囊;17、一号微型气泵;18、二号控制器;19、二号连接开关;20、二号小型气囊;21、二号微型气泵。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
实施例1
如图1-3所示,一种锂电池,包括内芯1,内芯1的一侧开设有通气口3,内芯1的外围设置有橡胶气囊2,内芯1的通气口3连接橡胶气囊2的进气口;内芯1的两端还分别设置有一号防爆机构5和二号防爆机构8。
本实施例中通过在内芯1上开设通气口3,再在内芯1外设置橡胶气囊2,并使橡胶气囊2的进气口连接通气口3,能够当内芯1内部温度上升,电解液电解产生气体,内部压力升高,极易发生冲破壳体发生爆炸的情况时,内芯1内的气体进入橡胶气囊2中,能够使内芯1内部的气压降低,缓解了即将爆炸的发生,为防爆工作预留出一定的时间。
实施例2
如图1-2所示,内芯1的两端分别为放电端和充电端,内芯1的放电端和充电端内分别设置有一号温度传感器10、一号热敏开关11和二号温度传感器13和二号热敏开关12,一号热敏开关11与放电端的正极导线串联,二号热敏开关12与通电端的正极导线串联。
本实施例中通过在内芯1的内部的两端设置一号热敏开关11和二号热敏开关12,便于当内芯1内部的温度达到一定值时,使一号热敏开关11和二号热敏开关12断开,停止锂电池工作,进而避免了内芯1内部温度过高,电解液电解的气体过多,导致气压过大,容易发生爆炸。
实施例3
如图1、图2和图4所示,一号防爆机构5包括一号控制器14、一号连接开关15、一号小型气囊16和一号微型气泵17,一号连接开关15与一号热敏开关11串联,一号连接开关15的下方固定有一号小型气囊16,一号小型气囊16的进气口连接一号微型气泵17的出气口,一号控制器14通过数据导线分别电连接一号温度传感器10和一号微型气泵17;二号防爆机构8包括二号控制器18、二号连接开关19、二号小型气囊20和二号微型气泵21,二号连接开关19与二号热敏开关12串联,二号连接开关19的下方固定有二号小型气囊20,二号小型气囊20的进气口连接二号微型气泵21的出气口,二号控制器18通过数据导线分别电连接二号温度传感器13和二号微型气泵21;内芯1的两端均包裹有散热板9;内芯1、橡胶气囊2和两个散热板9均固定在主外壳4的内部,一号防爆机构5固定在一号外壳6内,二号防爆机构8固定在二号外壳7内;一号控制器14和二号控制器18的型号均为NE040S控制器。
本实施例中通过在内芯1的放电端和充电端分别设置一号防爆机构5和二号防爆机构8,能够在内芯1内的温度上升,即将发生爆炸前,内芯1内的一号温度传感器10和二号温度传感器13接收到信息,分别传送给一号控制器14和二号控制器18,使一号控制器14和二号控制器18分别控制一号防爆机构5和二号防爆机构8内的一号微型气泵17和二号微型气泵21工作,进而使一号小型气囊16和二号小型气囊20膨胀,顶开其上方的一号连接开关15和二号连接开关19,使得内芯1放电或充电停止,进而使内芯1内部的气体、温度和气压均不再增加,避免了爆炸的发生。
需要说明的是,本发明为一种锂电池,在使用时,锂电池放电时,内芯1工作,电流通过内芯1的放电端的正极导线经过一号热敏开关11流向一号防爆机构5内的一号连接开关15中,然后再通过一号连接开关15流出,直至流向耗电元器件中,实现对耗电元器件充电的工作;锂电池充电时,电源内的电流通过导线流向二号防爆机构8内的二号连接开关19,经过二号连接开关19后,再通过导线流向内芯1内部的二号热敏开关12,然后再经过二号热敏开关12流向内芯1的充电端的正极导线中,实现对锂电池充电的工作;当锂电池处于工作状态,即内芯1处于工作状态,若在放电时,内芯1内部的温度升高至一号热敏开关11预设的温度值时,一号热敏开关11断开,停止锂电池放电工作,即内芯1停止工作,进而避免了内芯1内部的温度继续上升,进而容易发生爆炸;若锂电池处于充电状态时,当内芯1内部的温度升高至二号热敏开关12预设的温度值时,二号热敏开关12断开,停止锂电池充电工作,即使内芯1停止工作,进而避免了内芯1内部温度继续上升,容易发生爆炸;若一号热敏开关11和二号热敏开关12工作不稳定,出现故障时,锂电池处于放电状态的情况下,当内芯1内部的温度过高,达到一号温度传感器10预设的最高温度时,内芯1极易发生爆炸,此时,内芯1内部的电解液工作产生的气体通过通气口3进入橡胶气囊2中,降低了内芯1内部的气压,为防爆机构工作预留了时间,一号温度传感器10将接收到的信息传送给一号防爆机构5内的一号控制器14,一号控制器14接收到信息后,控制一号微型气泵17工作,向一号小型气囊16内充气,使得一号小型气囊16膨胀,将一号连接开关15顶开,使得锂电池与耗电元器件的连接断开,停止锂电池的放电,进而使得内芯1停止工作,避免了温度、气压的继续增高,进而避免了爆炸的发生;若一号热敏开关11和二号热敏开关12工作不稳定,出现故障时,锂电池处于充电状态的情况下,当内芯1内部的温度过高,达到二号温度传感器13预设的最高温度时,内芯1极易发生爆炸,此时,内芯1内部的电解液工作产生的气体通过通气口3进入橡胶气囊2中,降低了内芯1内部的气压,为防爆机构工作预留了时间,二号温度传感器13将接收到的信息传送给二号防爆机构8内的二号控制器18,二号控制器18接收到信息后,控制二号微型气泵21工作,向二号小型气囊20内充气,使得二号小型气囊20膨胀,将二号连接开关19顶开,使得锂电池与电源的连接断开,停止锂电池的充电,进而使得内芯1停止工作,避免了温度、气压的继续增高,进而避免了爆炸的发生。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种锂电池,包括内芯(1),其特征在于:所述内芯(1)的一侧开设有通气口(3),所述内芯(1)的外围设置有橡胶气囊(2),所述内芯(1)的通气口(3)连接橡胶气囊(2)的进气口;所述内芯(1)的两端还分别设置有一号防爆机构(5)和二号防爆机构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池,其特征在于:所述内芯(1)的两端分别为放电端和充电端,所述内芯(1)的放电端和充电端内分别设置有一号温度传感器(10)、一号热敏开关(11)和二号温度传感器(13)和二号热敏开关(12),所述一号热敏开关(11)与放电端的正极导线串联,所述二号热敏开关(12)与通电端的正极导线串联。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池,其特征在于:所述一号防爆机构(5)包括一号控制器(14)、一号连接开关(15)、一号小型气囊(16)和一号微型气泵(17),所述一号连接开关(15)与一号热敏开关(11)串联,所述一号连接开关(15)的下方固定有一号小型气囊(16),所述一号小型气囊(16)的进气口连接一号微型气泵(17)的出气口,所述一号控制器(14)通过数据导线分别电连接一号温度传感器(10)和一号微型气泵(17)。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池,其特征在于:所述二号防爆机构(8)包括二号控制器(18)、二号连接开关(19)、二号小型气囊(20)和二号微型气泵(21),所述二号连接开关(19)与二号热敏开关(12)串联,所述二号连接开关(19)的下方固定有二号小型气囊(20),所述二号小型气囊(20)的进气口连接二号微型气泵(21)的出气口,所述二号控制器(18)通过数据导线分别电连接二号温度传感器(13)和二号微型气泵(21)。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池,其特征在于:所述内芯(1)的两端均包裹有散热板(9)。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池,其特征在于:所述内芯(1)、橡胶气囊(2)和两个散热板(9)均固定在主外壳(4)的内部,所述一号防爆机构(5)固定在一号外壳(6)内,所述二号防爆机构(8)固定在二号外壳(7)内。
7.根据权利要求3或4所述的一种锂电池,其特征在于:所述一号控制器(14)和二号控制器(18)的型号均为NE040S控制器。
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