CN110600638A - 一种具有安全保护装置的电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有安全保护装置的电池，该电池包括：壳体，该壳体包括顶盖和下壳体，顶盖可以连接于下壳体从而形成电池腔体；电芯，该电芯容置于电池腔体中；安全保护装置，该安全保护装置包括安全剂存储部和安全剂喷射部，安全剂存储部与安全剂喷射部经由连通通道进行连通从而用以向安全剂喷射部输送安全剂，安全剂喷射部设置于壳体上并延伸进入电池腔体，安全剂喷射部的位于电池腔体内的至少一部分由易熔材料制成。通过易熔材料的熔化能够使得安全剂喷射部将安全剂喷射入电池腔体中。根据本发明的安全保护装置的响应速度快、安全剂用量少，且降温灭火效果好。另外，电池单体之间的安全保护不会相互影响、不会造成相互污染。

Description

一种具有安全保护装置的电池

技术领域

本发明涉及储能电池领域，具体地涉及一种具有安全保护装置的电池。

背景技术

应用于电力储能领域的电池储能系统通常储能容量较高且功率较大，特别是应用于分布式发电、电网削峰填谷、智能电网、微网等领域的电池储能系统，其储能容量和工作功率可达到兆瓦级以上，需要大量的储能电池进行串并联组装，因此对电池的安全性要求非常高。若不采用安全保护措施，当某个单体电池发生燃烧爆炸时，会影响整个电池储能系统的运行，甚至会导致整个电池储能系统发生重大安全事故。

目前，为了应对储能系统的安全事故，主要通过以下方式实现对储能电站的预警及消防：在储能电站的储能柜的顶部设置多个不同类型的火灾探测器(感温、感烟或烟温一体型)来监控储能电站的运行情况，并安装气体灭火装置及灭火剂输送管道，当发生火情时，利用灭火剂喷洒灭火。这种方法存在以下几个问题：(1)在现有技术中，对储能柜的整体进行探测监控，准确度不够高，当单体电池发生热失控时可能检测不到或检测迟缓，当检测到火情时，在储能电站的整个储能柜内喷射灭火剂，不能针对发生火灾的单体电池进行灭火，对单体电池的消防灭火效果并不明显，不能快速、有效、安全地灭绝火源，单体电池指的是单个壳体内容置单个电芯或者单个壳体内容置并联的多个电芯；(2)灭火系统需要专用的储瓶间和消防电源，并需要与探测监控系统相配合，在防护区域较大的情况下还需要复杂的管路铺设，具有结构复杂、安装费时、探测监控响应时间长等缺点；(3)灭火剂喷洒灭火后会在电站现场留下残留物，对电器、特别是高精密的电器器件造成毁灭性的污染，导致局部发生短路起火，使得整个储能柜内的元器件都无法再次利用，一损俱损，造成成本极大浪费。

发明内容

针对以上存在的问题，本发明提供一种具有安全保护装置的电池。该安全保护装置包括安全剂存储部和安全剂喷射部，安全剂存储部可设置于电池的壳体内或壳体外并且安全剂存储部与安全剂喷射部连通用以向安全剂喷射部提供安全剂；安全剂喷射部的位于电池壳体内的至少一部分由易熔材料制成，当电池内的温度达到易熔材料的熔点时，易熔材料熔化破裂从而可以直接向电池腔体内喷射安全剂。根据本发明的安全保护装置的响应速度快、安全剂用量少且降温灭火效果好。另外，单体电池之间的安全保护不会相互影响、不会造成相互污染。

本发明提供的技术方案如下：

根据本发明提供一种具有安全保护装置的电池，该电池包括：壳体，该壳体包括顶盖和下壳体，顶盖可以连接于下壳体从而形成电池腔体；电芯，该电芯可由电极、隔离层(隔膜或隔离腔)、电解液(或电解质)等组成，组装方式包括层叠式、卷绕式等，电芯容置于电池腔体中，电芯可以为注液式锂浆料电池电芯、注浆式锂浆料电池电芯或者双极性电池堆式电芯等；流体端口，该流体端口设置于壳体上用于将电池腔体内的流体排出；安全保护装置，该安全保护装置包括安全剂存储部和安全剂喷射部，安全剂存储部与安全剂喷射部经由连通通道进行连通从而用以向安全剂喷射部输送安全剂，安全剂喷射部设置于壳体上并延伸进入电池腔体，安全剂喷射部的位于电池腔体内的至少一部分由易熔材料制成。通过易熔材料的熔化能够使得安全剂喷射部将安全剂喷射入电池腔体中。易熔材料为在大于等于70℃且小于等于400℃的情况下能够熔化的材料。安全剂存储部可以设置于壳体的顶盖和/或下壳体中，例如在壳体中设有腔体，由腔体形成安全剂存储部。安全剂存储部也可以为单独的安全剂存储罐，单独的安全剂存储罐可以设置于电池壳体的内部或外部。在单独的安全剂存储罐设置于电池壳体外部的情况下，其可以仅为设置于一个壳体上的安全剂喷射部输送安全剂或者可以通过并行或串行的连通通道向设置于多个壳体上的安全剂喷射部输送安全剂。位于安全剂存储部与安全剂喷射部之间的连通通道可以直接成型于电池的壳体中，或者连通通道可以为单独的连通管。安全剂喷射部的由易熔材料制成的部分位于壳体内，当电芯发生着火或热失控而导致电芯温度异常升高时，安全剂喷射部的易熔材料会达到熔点并熔化破裂，从而通过安全剂存储部的不断输送而对电池腔体内不断喷射安全剂。优选地，安全剂喷射部以三维立体的方式布设，也就是说安全剂喷射部可同时设置于壳体的顶盖和下壳体的内壁上，对电芯形成至少两面的围绕，从而在火点附近的安全剂喷射部可以及时感应到温度异常并进行多方位、多角度地喷射。

易熔材料指的是低熔点的材料，例如在常温状态下为固态、但是在大于等于70℃且小于等于400℃范围内会发生熔化的材料。易熔材料可以为如下材料中的一种或几种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯青一丁二烯一苯乙烯共聚合物、石蜡、有机玻璃以及易熔合金(由铋、铅、锡和镉等元素制成的合金)等。易熔材料的熔点是不同的，例如由50％的铋、26.7％的铅、13.3％锡和10％的镉制成的易熔金属的熔点约为70℃；由51.6％的铋、40.2％的铅、和8.2％的镉制成的易熔金属的熔点约为91.5℃；由91％锡和9％的锌制成的易熔金属的熔点约为199℃；聚乙烯的熔点约为112-135℃；石蜡的熔点约为57-63℃。可以根据实际需要选取适当的易熔材料。

设于电池壳体上的流体端口通常处于关闭的状态，当电池工作状态出现异常时——例如壳体内温度异常升高或出现烟雾时，流体端口打开使得壳体内的电解液、电解液分解液或者气体等经由流体端口排出，从而可以起到阻止电池燃烧的作用以及起到降低电池爆炸风险的作用，另外通过将壳体内的流体及时排出可以有利于安全剂迅速喷射入壳体内。在电池腔体中可设有如下传感器中的一种或几种：烟雾检测传感器、压力检测传感器、气体成分检测传感器和温度传感器等，通过传感器的检测信号——例如出现烟雾、压力增大、气体成分异常或温度异常——来开启流体端口。可在流体端口设置端盖，当传感器检测到异常信号时，通过手动的方式打开流体端口的端盖；或者，可在流体端口中设置流体端口控制阀，当传感器检测到异常信号时，通过控制装置自动开启流体端口控制阀。另外，也可通过易熔材料将流体端口进行密封，当电池壳体内的温度异常升高时，易熔材料熔化从而将壳体内的流体排出。电池还可设有流体回收装置，流体端口通过回收管路与流体回收装置相连，从而将由流体端口排出的流体排出至流体回收装置中，避免排出的流体对其他单体电池造成影响。

进一步，流体回收装置设有抽吸装置，抽吸装置能够将电池内部的电解液、电解液分解液或者气体等通过回收管路抽吸到流体回收装置内。

在连通通道中可设有连通通道控制阀，通过传感器的检测信号开启连通通道控制阀。通过这种方式可以为整个电池提供多重安全保护，当电芯升高温度的部分离安全剂喷射部较远而导致安全剂喷射部的可熔材料未达到熔点时，可通过例如烟雾检测传感器的检测信号来及时开启控制阀。

安全剂喷射部可以是多种结构，只要安全剂喷射部的至少一部分延伸入电池腔体中并且能够在高温下熔化破裂，从而可以对电池腔体内进行安全剂喷射。例如，安全剂喷射部可以采用管、喷头、喷嘴、带有覆盖物的端口等形式。下面，将具体地介绍几种安全剂喷射部的结构。

其中，安全剂喷射部可以为喷射管，喷射管的至少一端部与安全剂存储部连通，也就是说，喷射管的一个端部与安全剂存储部连通或者两个端部都与安全剂存储部连通。喷射管在电池腔体内延伸，喷射管可利用固定装置固定连接于壳体的内壁上或者粘接于壳体的内壁上。固定装置可以为固定钉、固定环、固定套、固定插件等。喷射管可沿壳体的顶盖和/或下壳体布设。优选地，喷射管可围绕电芯进行三维立体布设，从而可以从多个方位感应温度以及进行喷射。喷射管可以以直线、曲线、折线等多种方式布设。另外，优选地，喷射管可采用火探管，火探管也可称为火探管式自动探火灭火装置，一旦着火时，火探管在受热温度最高处被软化并爆破，将安全剂喷射到被保护区域，响应迅速准确，能够第一时间处理电芯热失控导致的高温、燃烧以及爆炸等情况。

其中，安全剂喷射部可包括喷射端口和密封片，喷射端口经由连通通道与安全剂存储部连通并且通向电池腔体。密封片密封连接于喷射端口，密封片由易熔材料制成。密封片完全覆盖喷射端口，密封片的边缘可以通过密封胶等连接于壳体的内壁或连接于喷射端口。当电池腔体内的温度高于密封片的熔点时，密封片熔化破裂，安全剂从喷射端口喷射进入电池腔体中。

其中，安全剂喷射部可包括喷射端口和安全塞，喷射端口经由连通通道与安全剂存储部连通并且通向电池腔体，安全塞以密封的方式插入或旋入喷射端口中，安全塞由易熔材料制成。当安全塞插入喷射端口中时，可通过密封胶将安全塞密封连接于喷射端口中；或者，安全塞具有一定弹性，安全塞利用其自身的弹性压紧于喷射端口中；或者，安全塞例如为锥台等形状，从而在便于插入喷射端口的同时可以将喷射端口插紧。当安全塞旋入喷射端口中时，相应地在连通通道和安全塞上设有螺纹。当电池腔体内的温度高于安全塞的熔点时，安全塞熔化破裂，安全剂从喷射端口喷射进入电池腔体中。

其中，安全剂喷射部包括喷淋头和密封盖，喷淋头固定连接于连通通道的邻近电池腔体的一端，密封盖通过易熔材料焊接或粘接于喷淋头。喷淋头例如可以为常用的消防喷淋头。喷淋头安装于连通通道的与电池腔体连通的这一端，连通通道的另一端与安全剂存储部连通。通过密封盖将喷淋头的喷淋部分进行覆盖，例如可利用易熔金属将密封盖的边缘焊接于喷淋头上。当电池腔体内的温度高于将密封盖连接于喷淋头的易熔材料的熔点时，密封盖掉落，安全剂从喷淋头喷射进入电池腔体中。

上述的喷射端口和喷淋头均可以设置于壳体的顶盖和/或下壳体上。优选地，喷射端口或喷淋头以三维立体的方式多点布设，从而可以在最靠近火点的部位迅速反应、快速喷淋，并且可以从多个方位同时、立体、全面地进行降温灭火。

安全剂喷射部的实施方式并不局限于上述示例，而且多个示例可以结合使用。

在安全剂存储部与安全剂喷射部之间的连通通道中可设有压力阀，在安全剂喷射部和/或连通通道内预先注入例如惰性气体来保持一定的压力，保证压力阀处于关闭状态。安全剂存储部压力大于等于安全剂喷射部的压力。当安全剂喷射部的可熔材料熔化破裂时，位于连通通道的靠近电池腔体的一侧压力发生变化——即，压力下降，通过压力阀两侧的压差致使压力阀开启，从而将安全剂经由连通通道和安全剂喷射部喷入电池腔体中。具有安全保护装置的电池还可包括气体存储装置、压力检测装置和输送管道，压力检测装置用于检测安全剂存储部内的压力，气体存储装置设置于壳体的内部或外部，输送管道的一端连接于安全剂存储部并且另一端连接于气体存储装置。当压力检测装置检测到安全剂存储部内的压力值＜0.5MPa时，气体存储装置通过输送管道向安全剂存储部输送气体，以确保安全剂存储部内的压力值≥0.5MPa。或者，在电池上也可设有用于显示安全剂存储部中的压力的压力计，当压力计显示安全剂存储部中的压力低于预定值时，可通过手动或自动的方式向安全剂存储部中输入气体，该气体可为氮气、氩气以及氦气等。这样可以避免如下情况：例如由于长时间搁置而导致的安全剂存储部内的压力下降，进而导致无法正常开启压力阀来输送安全剂。

上述的安全剂可以为：二氧化碳、氮气、氩气、氦气、二氧化硫、七氟丙烷、十二氟-2-甲基-3-戊酮(Novec1230)等中的一种或几种；或者，烷基磷酸酯类、芳香磷酸酯类、亚磷酸酯类、磷腈类、磷-卤有机化合物、磷酸三甲苯酯、甲基磷酸二甲酯、六甲基磷酰胺、四溴双酚、磷杂菲衍生物、氮磷烯添加剂和磷腈类化合物等中的一种或几种；或者，水、硅油、超细干粉灭火剂、泡沫灭火剂或气溶胶灭火剂等。其中，烷基磷酸酯类的安全剂可包括：磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、亚甲基二磷酸四异丙酯等。芳香磷酸酯类的安全剂可包括：磷酸三苯酯、磷酸异丙苯二甲酯、磷酸甲苯基二苯酯等。亚磷酸酯类的安全剂可包括：亚磷酸三甲酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、亚磷酸三苯酯等。磷腈类的安全剂可包括：六甲基磷腈、环状磷腈三聚酯等。磷-卤有机化合物可包括：磷酸三(β-氯乙基)酯、三氟乙氧基磷酸酯、二(2,2,2-三氟乙基)甲基磷酸酯、(2,2,2-三氟乙基)二乙基磷酸酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸酯、磷酸三(2-氯丙基)酯、氟烷氧基磷酸酯等。

将水作为电池的安全剂是一种经济适用的方式，但是为了避免水从安全剂喷射部泄露入正常工作的电池中，可以设置将安全剂存储部与安全剂喷射部隔离开的隔离部。隔离部可以由至少一部分连通通道构成；或者，隔离部可以由位于安全剂存储部与安全剂喷射部之间的隔离腔或隔离容器构成。换句话说，连通通道的至少一部分或整个连通通道可作为隔离部，在作为隔离部的连通通道部分的一端或两端可设有阀门；设置于电池的壳体内的隔离腔或单独的隔离容器也可作为隔离部。隔离部的容积可小于安全剂存储部的容积。在隔离部中可容置有安全剂，隔离部中的安全剂可以为：二氧化碳、氮气、氩气、氦气、二氧化硫、七氟丙烷等中的一种或几种；或者，烷基磷酸酯类、芳香磷酸酯类、亚磷酸酯类、磷腈类、磷-卤有机化合物、磷酸三甲苯酯、甲基磷酸二甲酯、六甲基磷酰胺、四溴双酚、磷杂菲衍生物、氮磷烯添加剂和磷腈类化合物等中的一种或几种；或者，硅油、干粉灭火剂、泡沫灭火剂或气溶胶灭火剂等，安全剂存储部中的安全剂为水。也就是说，隔离部中的安全剂主要是起到防止安全剂存储部中的水或者水蒸气在电池正常工作的状态下渗透到电池腔体内的作用。当电芯温度异常升高时，隔离部中的安全剂先进入到电池腔体中，随后安全剂存储部中的大量的水可利用泵等被泵送至电池腔体中，使得电池腔体内充满水。

在电池的壳体上还可设有报警装置，当安全保护装置启动时，报警装置通过声音和/或光亮进行报警，从而可以提醒工作人员及时采取措施。

本发明的优势在于：

(1)安全保护装置的安全剂喷射部至少一部分由易熔材料制成，当电芯发生着火或热失控而导致电芯温度异常升高时，安全剂喷射部的易熔材料部分熔化破裂，并且安全剂喷射部可以在电池壳体内部进行三维立体布设，对电芯进行全方位保护，响应迅速准确，能够第一时间处理电芯热失控导致的高温、燃烧以及爆炸等情况。

(2)每个单体电池可设有相应的安全保护装置，可以直接针对每个单体电池单独进行安全保护，使得安全保护装置的响应速度快，可将火灾或者热失控扑灭在萌芽状态，而不会对整个电池系统造成更大的破坏；另外，安全剂用量少，从而可以大大缩小安全剂存储装置的体积，且单体电池之间的安全保护不会相互影响、不会造成相互污染。

(3)消防安全装置的结构简单、安装灵活、成本低，能够有效地降低储能电池的起火风险，降低了对储能系统造成的经济损失，尤其适用于大型储能电池。

附图说明

图1为根据本发明第一实施方式的电池的截面示意图；

图2为根据本发明第二实施方式的电池的截面示意图；

图3为根据本发明第三实施方式的电池的截面示意图；

图4为根据本发明第四实施方式的电池的截面示意图；

图5为根据本发明第五实施方式的电池的结构示意图；

图6为根据本发明第六实施方式的电池的结构示意图；

图7为根据本发明第七实施方式的电池的结构示意图；

图8为根据本发明的电池的安全剂喷射部的布设示意图，其中，图8(a)-(d)示出了不同的实施方式。

附图标记列表

1——壳体

101——顶盖

102——下壳体

103——流体端口

2——电池腔体

301——存储腔体

302——安全剂存储罐

401——喷射管

402——喷淋头

403——密封盖

404——喷射端口

405——安全塞

5——连通通道

6——固定装置

7——压力阀

8——压力计

9——报警装置

10——隔离部

11——回收管路

12——流体回收装置

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为根据本发明第一实施方式的电池的截面示意图。电池包括壳体、电芯(视图中省略)和安全保护装置。壳体包括顶盖101和下壳体102，顶盖101固定连接于下壳体102上以形成电池腔体2，在电池腔体2内注入电解液，电芯设置于电池腔体2内，在电池腔体2内设有温度传感器。在下壳体102上设有流体端口103，在流体端口103中设有流体端口控制阀。安全保护装置包括安全剂存储部和安全剂喷射部。在该第一实施方式中，安全剂存储部为设置于顶盖101中的存储腔体301，在存储腔体301中容置有泡沫灭火剂以及压缩氮气。安全剂喷射部为喷射管401，在喷射管401内容置有压缩氮气，喷射管401经由连通通道5与存储腔体301连通，在连通通道5内设有压力阀7。喷射管401沿着顶盖101的底面延伸，利用固定装置6将喷射管401固定于顶盖101。喷射管401的材料为聚乙烯。在通常状态下，存储腔体301内的气压略大于喷射管401内的气压，压力阀7处于关闭的状态。当由于电芯的燃烧导致电池腔体2内的温度升高时，电池腔体内的温度传感器检测到温度异常的信号，使得控制装置开启流体端口103中的流体端口控制阀，将电池腔体内的电解液排出，同时电池腔体内的温度达到喷射管401的熔点，喷射管401熔化破裂，喷射管401内的压缩氮气进入电池腔体2中并且喷射管401内的压力下降，由于压力阀7两侧的压差导致压力阀7开启，使得存储腔体301中的泡沫灭火剂经由连通通道5和喷射管401的破裂处喷射到电池腔体2中。在电池中还可设有压力计8和报警装置9。压力计8用于检测存储腔体301内的压力，当存储腔体301内的压力小于预定值时可及时向存储空间中补充氮气。报警装置9可以发出声音以及光亮，当压力阀7开启时报警装置9发出警报。

图2为根据本发明第二实施方式的电池的截面示意图。在该第二实施方式中，安全剂存储部为设置于顶盖101中的存储腔体301，在存储腔体301中容置有磷酸三甲苯酯。安全剂喷射部包括喷射端口404和安全塞405，喷射端口404经由连通通道5与存储腔体301连通并且喷射端口404通向电池腔体2，安全塞405以密封的方式插入喷射端口404中，安全塞405由石蜡制成。在通常状态下，安全塞405紧密地插入喷射端口404中，将喷射端口404进行密封。当由于电芯的燃烧导致电池腔体2内的温度升高至安全塞405的熔点时，安全塞405熔化，磷酸三甲苯酯经由连通通道5和喷射端口404喷射到电池腔体2中。

图3为根据本发明第三实施方式的电池的截面示意图。在该第三实施方式中，安全剂存储部为设置于顶盖101中的存储腔体301，在存储腔体301中容置有水。安全剂喷射部包括喷淋头402和密封盖403，喷淋头402固定连接于连通通道5的邻近电池腔体2的一端，密封盖403通过易熔金属焊接于喷淋头402。在安全剂存储部与安全剂喷射部之间设有隔离部10，在隔离部10中容置有芳香磷酸酯类。在通常状态下，密封盖403以密封的方式连接于喷淋头402。当由于电芯的燃烧导致电池腔体2内的温度升高至易熔金属的熔点时，密封盖403从喷淋头402掉落，隔离部10中的芳香磷酸酯类先经由连通通道5和喷淋头402喷射到电池腔体2中，随后存储腔体301中的水经由连通通道5和喷淋头402喷射到电池腔体2中，水迅速注满电池腔体内将电芯浸没。

图4为根据本发明第四实施方式的电池的截面示意图。在该第四实施方式中，安全剂存储部为设置于下壳体102中的存储腔体301，在存储腔体301中容置有高压二氧化碳气体。安全剂喷射部为喷射管401，在喷射管401内容置有高压二氧化碳气体，喷射管401经由连通通道5与存储腔体301连通，在连通通道5内设有压力阀7。喷射管401沿着顶盖101的底面延伸，利用固定装置6将喷射管401固定于顶盖101。喷射管401为火探管。在通常状态下，存储腔体301内的气压与喷射管401内的气压相等，压力阀7处于关闭的状态。当由于电芯的燃烧导致电池腔体2内的温度升高至喷射管401的熔点时，喷射管401熔化破裂，喷射管401内的高压二氧化碳气体进入电池腔体2中并且喷射管401内的压力下降，由于压力阀7两侧的压差导致压力阀7开启，使得存储腔体301中的高压二氧化碳气体经由连通通道5和喷射管401的破裂处喷射到电池腔体2中。

图5为根据本发明第五实施方式的电池的结构示意图。第五实施方式与第一实施方式的结构和运行方式类似，其相似的部分此处不再赘述，其主要的不同之处在于：第五实施方式中的安全剂存储部为位于壳体1外部的单独的安全剂存储罐302，连通通道5为设置于壳体1外的单独的连通管。

图6为根据本发明第六实施方式的电池的结构示意图。第六实施方式与第三实施方式的结构和运行方式类似，其相似的部分此处不再赘述，其主要的不同之处在于：第六实施方式中的安全剂存储部为位于壳体1外部的单独的安全剂存储罐302，连通通道5为设置于壳体1外的单独的连通总管和连通支管。连通总管的一端连接于安全剂存储罐302，多个连通支管分别在一端与连通总管连通并且分别在另一端与喷淋头402相连。在该实施方式中，连通通道5作为隔离部，在隔离部中容置有二氧化碳气体，在安全剂存储罐302中容置有水，在连通通道5的靠近安全剂存储罐302的一端设有压力阀7。隔离部中的二氧化碳气体将安全剂喷射部和安全部存储部中的水隔离，安全剂存储部中的水可通过水泵被泵送至电池腔体中，水迅速注满电池腔体将电芯浸没。

图7为根据本发明第七实施方式的电池的结构示意图。在该第七实施方式中，安全剂存储部为位于壳体1外部的单独的安全剂存储罐302，单个安全剂存储罐302可以经由串联、并联或混联的连通通道5同时与设置于多个壳体1上的安全剂喷射部相连。也就是说，单个安全剂存储部可以同时为多个壳体上的安全剂喷射部提供安全剂。在多个单体电池的情况下，利用单个安全剂存储部为多个壳体上的安全剂喷射部输送安全剂，可以简化结构、减轻重量。在每个单体电池的壳体1上设有流体端口103，流体端口103通过易熔材料密封，流体端口经由回收管路11与流体回收装置12相连。当电池壳体内的温度异常升高时，流体端口103内的易熔材料熔化，壳体内的电解液经由回收管路11流入流体回收装置12中，同时电池壳体内的高温将密封盖与喷淋头之间的易熔材料熔化，密封盖掉落，使得安全剂经由喷淋头喷射到电池腔体中。

图8为根据本发明的电池的安全剂喷射部的布设示意图，其中，图8(a)-(d)示出了不同的实施方式。在图8(a)和8(b)中，安全剂喷射部为喷射管401，利用固定装置6将喷射管401固定于顶盖101，图中分别示出了以曲线状布设的喷射管401的不同布设方式。在图8(c)和8(d)中，安全剂喷射部为喷淋头402和密封盖403，图中分别示出了多个喷淋头402和密封盖403的不同布设方式。

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 (17)

1.一种具有安全保护装置的电池，其特征在于，所述电池包括：壳体，所述壳体包括顶盖和下壳体，所述顶盖可以连接于所述下壳体从而形成电池腔体；电芯，所述电芯容置于所述电池腔体中；流体端口，所述流体端口设置于所述壳体上用于将所述电池腔体内的流体排出；安全保护装置，所述安全保护装置包括安全剂存储部和安全剂喷射部，所述安全剂存储部与所述安全剂喷射部经由连通通道进行连通从而用以向所述安全剂喷射部输送安全剂，所述安全剂喷射部设置于所述壳体上并延伸进入所述电池腔体，所述安全剂喷射部的位于所述电池腔体内的至少一部分由易熔材料制成，通过所述易熔材料的熔化能够使得所述安全剂喷射部将安全剂喷射入所述电池腔体中，所述易熔材料为在大于等于70℃且小于等于400℃的范围内能够熔化的材料。

2.根据权利要求1所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述易熔材料为如下材料中的一种或几种：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯青一丁二烯一苯乙烯共聚合物、石蜡、有机玻璃以及由铋、铅、锡、镉、铟、汞、镓、铊、锌、锑中的一种或者多种按照不同比例混合制成的合金。

3.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，在所述流体端口中设有流体端口控制阀，在所述电池腔体中设有如下传感器中的一种或几种：烟雾检测传感器、压力检测传感器、气体成分检测传感器和温度传感器，通过所述传感器的检测信号开启所述流体端口控制阀。

4.根据权利要求3所述的具有安全保护装置的电池，其中，在所述连通通道中设有连通通道控制阀，通过所述传感器的检测信号开启所述连通通道控制阀。

5.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，通过所述易熔材料将所述流体端口进行密封。

6.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述电池还设有流体回收装置，所述流体端口通过回收管路与所述流体回收装置相连，从而将由所述流体端口排出的流体排出至所述流体回收装置中。

7.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂喷射部为喷射管，所述喷射管经由所述连通通道与所述安全剂存储部连通，所述喷射管在所述电池腔体内延伸并固定连接于所述壳体的内壁上。

8.根据权利要求7所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述喷射管为火探管。

9.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂喷射部包括喷射端口和密封片，所述喷射端口经由所述连通通道与所述安全剂存储部连通并且通向所述电池腔体，所述密封片密封连接于所述喷射端口，所述密封片由易熔材料制成。

10.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂喷射部包括喷射端口和安全塞，所述喷射端口经由所述连通通道与所述安全剂存储部连通并且通向所述电池腔体，所述安全塞以密封的方式插入或旋入所述喷射端口中，所述安全塞由易熔材料制成。

11.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂喷射部包括喷淋头和密封盖，所述喷淋头固定连接于所述连通通道的邻近所述电池腔体的一端，所述密封盖通过所述易熔材料焊接或粘接于所述喷淋头。

12.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，在所述壳体中设有存储腔体，由所述存储腔体形成所述安全剂存储部。

13.根据权利要求12所述的具有安全保护装置的电池，所述电池还包括气体存储装置、压力检测装置和输送管道，所述压力检测装置设置于所述安全剂存储部中用以检测所述安全剂存储部内的压力，所述气体存储装置设置于所述壳体的内部，所述输送管道的一端连接于所述安全剂存储部并且另一端连接于所述气体存储装置，当所述压力检测装置检测到所述安全剂存储部内的压力值＜0.5MPa时，所述气体存储装置通过所述输送管道向所述安全剂存储部输送气体，以确保所述安全剂存储部内的压力值≥0.5MPa。

14.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂存储部设置于所述电池的壳体的外部。

15.根据权利要求14所述的具有安全保护装置的电池，所述安全剂存储部通过所述连通通道向设置于一个所述壳体上的安全剂喷射部输送安全剂；或者，所述安全剂存储部通过并行或串行的所述连通通道向设置于多个所述壳体上的安全剂喷射部输送安全剂。

16.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述安全剂为：二氧化碳、氮气、氩气、氦气、二氧化硫、七氟丙烷、十二氟-2-甲基-3-戊酮中的一种或几种；或者，烷基磷酸酯类、芳香磷酸酯类、亚磷酸酯类、磷腈类、磷-卤有机化合物、磷酸三甲苯酯、甲基磷酸二甲酯、六甲基磷酰胺、四溴双酚、磷杂菲衍生物、氮磷烯添加剂和磷腈类化合物中的一种或几种；或者，水、硅油、干粉灭火剂、泡沫灭火剂或气溶胶灭火剂。

17.根据权利要求1或2所述的具有安全保护装置的电池，其中，所述电池还设有隔离部，所述隔离部由至少一部分所述连通通道构成；或者，所述隔离部由位于所述安全剂存储部与所述安全剂喷射部之间的隔离腔或隔离容器构成，

在所述隔离部中容置有安全剂，所述隔离部中的安全剂为：二氧化碳、氮气、氩气、氦气、二氧化硫、七氟丙烷、十二氟-2-甲基-3-戊酮中的一种或几种；或者，烷基磷酸酯类、芳香磷酸酯类、亚磷酸酯类、磷腈类、磷-卤有机化合物、磷酸三甲苯酯、甲基磷酸二甲酯、六甲基磷酰胺、四溴双酚、磷杂菲衍生物、氮磷烯添加剂和磷腈类化合物中的一种或几种；或者，硅油、干粉灭火剂、泡沫灭火剂或气溶胶灭火剂，所述安全剂存储部中的安全剂为水。