CN111463506A - 一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置 - Google Patents

一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置，所述方法是将锂离子电池放置在封闭容器里，所述封闭容器上设有能开启和密闭的门，在所述封闭容器上安装有排气管。所述装置是封闭容器，在所述封闭容器上安装有能开启、密闭的门；并且，在所述封闭容器上安装有排气管，在所述排气管上设有单向阀，在位于单向阀后方的排气管上安装有防回火网，在所述封闭容器上设有防爆膜。本发明可以有效地防止锂离子电池在运输或贮存过程中发生燃烧或爆炸，对人身安全及环境保护具有非常重大的意义。

Description

一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置
技术领域
本发明是涉及一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置，属于电池安全技术领域。
背景技术
电动汽车正在得到快速发展，目前电动汽车的主要动力电池是锂离子电池。现在的锂离子电池里面的电解质是易燃易爆材料，当锂离子电池破损或内部短路时，导致燃烧爆炸，这就导致目前的锂离子电池在储存和运输过程中，特别是报废的动力电池在储存和运输过程中，容易发生燃烧或爆炸，导致人员伤害及环保事故，比如：在运输过程中发生碰撞事故时，锂离子电池的正负极会产生火花，从而引燃电解质，导致燃烧爆炸；又如：当用作动力的锂离子动力电池用完更新后，在存放过程中或运输过程中，会发生自燃现象。现在采用的方法是提高锂离子电池自身的安全性，特别是提高机械强度。但锂离子电池的使用寿命有限，总有失效的时候，特别是更换下来的废旧锂离子电池。由于更换下来的废旧锂离子电池本身已经破损，长期存放必须会引起燃烧爆炸；如果量少运输成本太高，必须达到一定的量才便于运输，而又如何保证这些锂离子电池特别是更换下来的废旧电池的储存及在运输过程中的安全？
中国专利局于2013.12.18公开的专利申请号CN201210166948.5发明名称《一种锂离子电池储存或运输的方法》中公开了一项方法，该方法在电池进入储存或运输之前，通过对锂离子电池进行充放电，使其荷电态为1％～15％，而后将电池放入温度-20℃至40℃、相对湿度1％～99％的环境中储存或运输。该发明虽然也能达到一定的安全效果，但在实际使用过程中难以实施，比如：对废旧锂离子电池实施放电，这本身就是一项非常危险的工作，特别是废旧锂离子电池本身就已经断路，无法全部放电；又如：对温度的要求，当电动汽车在路上报废的时候，更换电池的环境很难达到-20℃至40℃、相对湿度1％～99％的环境要求。
中国专利局于2013.01.02公开的专利申请号CN201210308127.0发明名称《一种锂离子电池安全防护装置及方法》中公开了一种方法及装置，该安全防护装置包括一个绝缘塑性材料制成的容器，所述容器内盛装有防爆灭火液体。在高温陈化和长途运输时，将锂离子电池安全防护装置放置于锂离子电池的上方，这样当电池爆炸时，容器破裂，容器内的防爆灭火液体直接注入到爆炸的电池，阻断燃烧和进一步的爆炸。该装置虽然达到一定的安全效果，但该装置并不能预防燃烧、爆炸，只能在已经燃烧、爆炸后阻止燃烧、爆炸的进一步地扩展。特别是燃烧、爆炸产生的毒气无法阻止，还会继续产生，危害人体及环境。总之，这种方法虽然可以降低碰撞时电气元器件发生故障的危险性，但这项发明并不能解决动力电池发生燃烧爆炸。
因此，研发一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置，特别是能预防锂离子电池的燃烧、爆炸的贮存及运输锂离子电池的方法及装置，使其可以阻止产生的危险气体对人体和环境的伤害，可以有效地保护驾驶员和乘员的生命安全及对环境的破坏，具有重要经济价值和社会意义。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种贮存及运输锂离子电池的方法及装置。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种贮存及运输锂离子电池的方法，所述方法是将锂离子电池放置在封闭容器里，所述封闭容器上设有能开启和密闭的门，在所述封闭容器上安装有排气管。
本发明通过将锂离子电池放置在封闭容器里，当其发生碰撞或破损时，由于封闭容器里隔离了锂离子电池与空气的接触，由于没有空气，因此锂离子电池里的电解质就无法燃烧爆炸，从而可有效防止锂离子电池的燃烧爆炸事故；同时，本发明在封闭容器上安装有排气管，如果锂离子电池内部产生了气体，通过排气管将所产生的气体排出封闭容器外，可进一步避免燃烧、爆炸事故。
作为优选方案，在所述排气管上安装有单向阀。单向阀保证锂离子电池里面的气体只能向外排放，而外面的空气无法进入到里面，从而保证了空气不会进入到封闭容器里，防止了燃烧、爆炸。
作为进一步优选方案，在所述排气管上还安装有防回火网。因排出的电解质气体很容易燃烧，如果回火会引起整个锂离子电池燃烧爆炸，安装防回火网则可以防止火苗回灌，从而保证整个锂离子电池不会燃烧爆炸。
作为优选方案，在所述封闭容器上还安装有安全阀。当封闭容器内的压力超过预定的压力时，安全阀门自动泄压，从而保证封闭容器的安全，可有效预防锂离子电池燃烧爆炸。
作为进一步优选方案，在所述封闭容器上或/和安全阀上设有防爆膜。当电解质气化时会产生一定的压力，当压力达到一定值时，会使防爆膜破裂将电解质气体排出，因此，通过防爆膜可以防止封闭容器里里面的气体过高，导致封闭容器里破裂，可有效控制电解质气体的压力。
作为优选方案，在所述封闭容器上还设有通气管，所述通气管能用于注气和排气。封闭容器里与锂离子电池之间存在一定的间隙，如果在间隙之间存在残留空气，当锂离子电池发生破损时(如运输过程中碰撞时)，空气的存在就会导致锂离子电池发生燃烧爆炸。本发明在封闭容器上设有通气管，通过通气管可以将里面残留的气体排出，比如，将封闭容器里与锂离子电池之间的空隙抽为真空状态，从而可以避免锂离子电池燃烧、爆炸。
作为优选方案，在所述封闭容器与锂离子电池之间填充有惰性气体或/和阻燃液体。封闭容器里与锂离子电池之间存在一定的间隙，如果在间隙之间存在残留空气，当锂离子电池发生破损时(如运输过程中碰撞时)，空气的存在就会导致锂离子电池发生燃烧爆炸。本发明在封闭容器与锂离子电池之间填充有惰性气体或/和阻燃液体，使得封闭容器与锂离子电池之间的间隙里没有氧气存在，因此锂离子电池发生破损时，也不会发生燃烧爆炸，从而有效避免锂离子电池发生燃烧爆炸事故。本发明此处所述的惰性气体是指无氧的且不与电解质发生化学反应的气体，如二氧化碳、氮气等。
作为优选方案，所述封闭容器是由软体材料制成。锂离子电池变形后有的部位会变得尖锐甚至会刺穿封闭容器，当采用软体材料，特别是防弹材料制作封闭容器时，由于防弹材料本身的强度一般是钢材的五至十倍，因而可以防止封闭容器被刺穿，进而有效地提高锂离子电池的安全性。特别是将由防弹衣材料制成的软体容器放置在封闭容器里，组成复合容器。
作为进一步优选方案，排气管或/和通气管与气体吸收容器相连通；在所述气体吸收容器里放置能吸收锂离子电池电解质或锂离子电池所产生的有毒气体的物质。锂离子电池破损时会产生大量的气体，这些气体在空气中会产生大量的氟化氢等有毒气体，这些有毒气体会对环境及人员成巨大的伤害。本发明通过排气管或/和通气管可以将这些有毒气体引入到气体吸收容器里，避免了对环境及人员的伤害。为了有效地吸收有毒气体，在气体吸收容器里加入了能吸收气体的物质，如氢氧化钠、石灰水等碱性物质。
一种贮存及运输锂离子电池的装置，所述装置是封闭容器，在所述封闭容器上安装有能开启、密闭的门；并且，在所述封闭容器上安装有排气管，在所述排气管上设有单向阀，在位于单向阀后方的排气管上安装有防回火网，在所述封闭容器上设有防爆膜。当然，也可以在封闭容器上设有通气管，所述通气管能用于注气和排气。也可以在排气管或/和通气管上连通有可以吸收有毒气体的气体吸收容器。在气体吸收容器里也可以加入能吸收锂离子电池电解质或锂离子电池所产生的有毒气体的物质。也可在所述封闭容器上安装安全阀，在安全阀上也可以设有防爆膜。
与现有技术相比，本发明具有如下显著性有益效果：
1、安全性高：可预防锂离子电池燃烧爆炸，当锂离子电池发生碰撞破损时，不会燃烧爆炸，安全性高；
2、污染少：当锂离子电池破损时，里面的有毒电解质气体可被封闭在封闭容器里里，从而减少了污染。
附图说明
图1是实施例1提供的一种贮存及运输锂离子电池的方法的原理结构示意图；
图2是实施例2提供的一种贮存及运输锂离子电池的方法中电解质气体吸收原理结构示意图；
图3是实施例3提供的一种贮存及运输锂离子电池的方法的原理结构示意图；
图中标号示意如下：1、电池封闭容器；2、封闭门；3、锂离子电池；4、排气管；5、单向阀门；6、防回火网；7、安全阀；8、防爆膜；9、通气管；10、抽排气阀；11、气体吸收容器；12、吸气液；13、残气排气管；14、泄压管。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明技术方案做进一步详细、完整地说明。
实施例1
请参阅图1所示，本实施例提供的一种贮存及运输锂离子电池的装置：所述装置是封闭容器1，所述封闭容器1上设有能开启和密闭的门2，锂离子电池3放置在封闭容器1内；在所述封闭容器1上安装有排气管4；在排气管4上设有单向阀5；在位于单向阀5后方的排气管4上安装有防回火网6；在封闭容器1上安装有泄压管14，泄压管14上安装有安全阀7(安全阀7也可直接安装在封闭容器1上)；在安全阀7上设有防爆膜8；在封闭容器1上还设有通气管9，通气管9能用于注气和排气，在通气管9上设有能用于抽气和排气的抽排气阀10。
贮存及运输锂离子电池时，打开封闭容器1的门2，将锂离子电池3放置在封闭容器1内，关闭门2，即可将锂离子电池3放置在封闭容器1里，开启抽排气阀10，通过通气管9将封闭容器1里面的空气抽出，然后在封闭容器1里充填惰性气体(例如：氮气)，以保证在贮存或运输过程中的安全，当然也可以在封闭容器1里面充填阻燃液体(例如：水)；贮存及运输锂离子电池过程中，当封闭容器1里的锂离子电池3出现安全事故时，例如：在运输锂离子电池3的过程中发生交通事故时，锂离子电池3会破损导致正极与负极之间产生火花，会引起锂离子电池3的电解质气体排放，排气管4上的单向阀5会自动打开，将产生的电解质气体向外排放，同时由于封闭容器1是处于封闭状态，没有空气进入，因此不会产生爆燃或爆炸；同时，排气管4上的防回火网6也会防止外部火源进入到封闭容器1里，保证里面的锂离子电池3不会被引燃或爆炸；当封闭容器1里面的压力过大时，安全阀7里的防爆膜8会自动开启，进行泄压，从而进一步保证了封闭容器1不会爆炸。这样，通过本实施例的贮存及运输锂离子电池的方法及装置，可以有效锂离子电池3燃烧爆炸，当锂离子电池3发生碰撞破损时，不会燃烧爆炸，安全性高；同时，当锂离子电池3破损时，里面的有毒电解质气体可被封闭在封闭容器1里里，从而减少了污染，可以阻止产生的危险气体对人体和环境的伤害。
实施例2
请参阅图1和图2所示，本实施例提供的一种贮存及运输锂离子电池的装置：所述装置是封闭容器，所述封闭容器可拆卸连接有气体吸收容器11，气体吸收容器11与封闭容器1可分离，排气管4、通气管9、泄压管14与气体吸收容器11(可以为通用的吸收容器，如：气体处理罐)相连通，在气体吸收容器11里放置有能吸收锂离子电池电解质或锂离子电池燃烧所产生的有毒气体的物质，即吸气液12，气体吸收容器11上设有残气排气管13。
贮存及运输锂离子电池时，当封闭容器1里的锂离子电池3出现安全事故时，会引起锂离子电池3的电解质气体排放，由于锂离子电池3产生的电解质气体是有毒的，如果直接排放到外面，不仅对环境造成污染，同时如果该电解质气体被人吸收，还会对人体造成伤害，因此，本实施例中将排气管4、通气管9、泄压管14与外接的气体吸收容器11(例如：电池回收站的可以吸收气体的容器)相连通(安全阀7直接安装在封闭容器1上时，可以另设管道，通过管道使安全阀7与气体吸收容器11相连通)，产生的气体通过排气管4、泄压管14、通气管9直接排入到气体吸收容器11里，气体吸收容器11里面的吸气液12(通常是碱液，如：氢氧化钠溶液)进行吸收，残留的气体如空气通过残气排气管13排出。由于其中的有毒气体已经被吸气液12吸收，对人体无害，从而保证了人体及环境的安全。
实施例3
请参阅图3所示，本实施例提供的一种贮存及运输锂离子电池的装置，与实施例2所述的装置不同之处仅在于：所述装置由封闭容器1和气体吸收容器11组成，封闭容器1和气体吸收容器11连接为一体，封闭容器1通过管道将排气管4、通气管9、泄压管14与气体吸收容器11相连。封闭容器1的设置与实施例1相同。
贮存及运输锂离子电池时，打开封闭容器1的门2，将锂离子电池3放置在封闭容器1内，关闭门2，即可将锂离子电池3放置在封闭容器1里，锂离子电池3不与外界相通；锂离子电池3发生事故时，排气管4上安装了单向阀5和防回火网6，可以单向将产生的电解质气体向外排出，而单向阀门5可保证外面的空气无法进入到封闭容器1，防回火网6可以防止外面的火源无法进入到封闭容器1里；安全阀7里安装了防爆膜8，当封闭容器1里面的压力过大时，安全阀7里的防爆膜8会自动开启，将封闭容器1里的压力泄掉以保证安全；通气管9上安装了抽排气阀10，通过开启或关闭抽排气阀10，可将外面的气体如氮气抽入到封闭容器1里，也可将里面的气体如电解质气体排出；同时，封闭容器1通过管道，将排气管4、安全阀7、通气管9与气体吸收容器11相连接，将封闭容器1里产生的气体通过管道直接排入到气体吸收容器11里。
最后需要在此指出的是：以上仅是本发明的部分优选实施例，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种贮存及运输锂离子电池的方法，其特征在于：所述方法是将锂离子电池放置在封闭容器里，所述封闭容器上设有能开启和密闭的门，在所述封闭容器上安装有排气管。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述排气管上安装有单向阀。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在所述排气管上还安装有防回火网。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述封闭容器上还安装有安全阀。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：在所述封闭容器上或/和安全阀上设有防爆膜。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述封闭容器上还设有通气管，所述通气管能用于注气和排气。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述封闭容器与锂离子电池之间填充有惰性气体或/和阻燃液体。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述封闭容器是由软体材料制成。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：排气管或/和通气管与气体吸收容器相连通；在所述气体吸收容器里放置能吸收锂离子电池电解质或锂离子电池所产生的有毒气体的物质。
10.一种贮存及运输锂离子电池的装置，其特征在于：所述装置是封闭容器，在所述封闭容器上安装有能开启、密闭的门；并且，在所述封闭容器上安装有排气管，在所述排气管上设有单向阀，在位于单向阀后方的排气管上安装有防回火网，在所述封闭容器上设有防爆膜。
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