CN112349980A - 一种新型膨胀感知型自保护锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型膨胀感知型自保护锂电池，包括电池本体及固定于其上的控制箱，所述控制箱的侧壁开设有启动腔、触发腔和调控腔，所述启动腔的内壁贯穿开设有与控制箱内部连通的多个流动槽，所述触发腔内部设有热保护机构，所述调控腔的内壁固定有配电阻、电容和电磁铁，所述调控腔的内壁通过连接弹簧连接有断电板。优点在于：本发明中，通过在启动腔内部填充氧化钙，在电池本体出现膨胀时，使得控制箱内部的蒸馏水在足够的压力作用下穿过流动槽进入到启动腔内，从而与氧化钙发生反应并放出大量的热，继而触发电磁铁的通电线路，使得电磁铁吸引断电板，使得电池本体停止与外部的电性连接，避免持续的充放电导致电池本体爆炸。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种新型膨胀感知型自保护锂电池。
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，现有的锂电池容易膨胀损坏并在持续使用后极易发生爆炸；
锂电池膨胀鼓包的原因有很多，过充、过放及电极涂层不均匀等均会造成电池膨胀鼓包，鼓包后持续使用容易爆炸，而电池一般安装在用电器内部，一般不会拆卸下来，电池的膨胀鼓包不易被发现，导致很多电池鼓包后持续使用，最终爆炸造成人员及财产损失，因此亟需一种膨胀感知型锂电池。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中电池保护不及时的问题，而提出的一种新型膨胀感知型自保护锂电池。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种新型膨胀感知型自保护锂电池，包括电池本体及固定于其上的控制箱，所述控制箱的侧壁开设有启动腔、触发腔和调控腔，所述启动腔的内壁贯穿开设有与控制箱内部连通的多个流动槽，所述触发腔内部设有热保护机构，所述调控腔的内壁固定有配电阻、电容和电磁铁，所述调控腔的内壁通过连接弹簧连接有断电板，所述调控腔的内壁固定有两个与断电板相抵的断电块。
在上述的新型膨胀感知型自保护锂电池中，所述热保护机构包括固定于触发腔内壁的隔套，所述隔套的内壁通过压力弹簧连接有滑块，所述滑块与隔套的内壁密封滑动连接，所述隔套的内壁通过保护块，所述触发腔的内部填充有二氯甲烷溶液。
在上述的新型膨胀感知型自保护锂电池中，所述隔套的侧壁贯穿开设有回流槽和通气槽，所述回流槽和通气槽的内部均设有单向阀，所述触发腔的内壁固定有导向板，所述触发腔的内壁通过复位弹簧连接有接电板，所述触发腔的内壁固定有与接电板位置对应的接电块。
在上述的新型膨胀感知型自保护锂电池中，所述启动腔内部填充有氧化钙，所述流动槽内部固定有压力阀，所述控制箱内部填充有蒸馏水。
与现有的技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明中，通过在启动腔内部填充氧化钙，在电池本体出现膨胀时，控制箱内部的空间发生改变，从而引起压强的改变，继而使得控制箱内部的蒸馏水在足够的压力作用下穿过流动槽进入到启动腔内，从而与氧化钙发生反应并放出大量的热，继而触发电磁铁的通电线路，使得电磁铁吸引断电板，使得电池本体停止与外部的电性连接，有效保护电池本体，避免持续的充放电导致电池本体爆炸；
2、本发明中，通过设置电容，在线路断电后，电容将放电，从而对电磁铁供电，使得电磁铁能够在电池本体断电后保持一定时间的磁性，继而使得断电板与断电块保持分离，使得电池本体能够保持断电状态至工作人员发现，保证用电安全；
3、本发明中，在电池温度异常时，触发腔内部的二氯甲烷将吸热气化，从而穿过通气槽并逐步积累，继而推动接电板移动，使其与接电块接触，最终将配电阻接入供电线线路中，使得供电电流改变，使得用电器的使用受到影响而不中断，提示用户故障的同时避免断电损失；
4、本发明中，电池本体膨胀和过热均会引起二氯甲烷的变化，但是膨胀后的热量是由氧化钙反应集中放出的，具有放热速度快放热量大的特点，从而使得二氯甲烷能够以更快的速度气化，从而使得通气槽无法及时排泄，滑块将在气压作用下移动与保护块接触，继而能够有效的与过热状态分开处理，不会影响电池使用；
5、本发明中，工作人员接触电池本体后，由于发热异常，即便无法直接观看到膨胀，也将能够轻易的判断电池本体的故障类型，冷凝后的二氯甲烷将在导向板的导流下经回流槽复位，从而使得二氯甲烷在短时间内气化后总能作用到滑块。
附图说明
图1为本发明提出的一种新型膨胀感知型自保护锂电池的结构示意图；
图2为本发明提出的一种新型膨胀感知型自保护锂电池中触发腔内部结构放大图；
图3为本发明提出的一种新型膨胀感知型自保护锂电池中电磁铁部分的接线电路图。
图中：1电池本体、101控制箱、2启动腔、3流动槽、4触发腔、5调控腔、6配电阻、7电容、8电磁铁、9连接弹簧、10断电板、11断电块、12隔套、13压力弹簧、14滑块、15保护块、16回流槽、17通气槽、18复位弹簧、19接电板、20接电块、21导向板。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。
实施例
参照图1-3，一种新型膨胀感知型自保护锂电池，包括电池本体1及固定于其上的控制箱101，控制箱101的侧壁开设有启动腔2、触发腔4和调控腔5，启动腔2的内壁贯穿开设有与控制箱101内部连通的多个流动槽3，触发腔4内部设有热保护机构，调控腔5的内壁固定有配电阻6、电容7和电磁铁8，调控腔5的内壁通过连接弹簧9连接有断电板10，调控腔5的内壁固定有两个与断电板10相抵的断电块11，断电板10与断电块11控制着电池本体1对外供电。
热保护机构包括固定于触发腔4内壁的隔套12，隔套12的内壁通过压力弹簧13连接有滑块14，滑块14与隔套12的内壁密封滑动连接，隔套12的内壁通过保护块15，触发腔4的内部填充有二氯甲烷溶液，压力弹簧13劲度系数较大，需要足够的压强才能推动滑块14移动。
隔套12的侧壁贯穿开设有回流槽16和通气槽17，回流槽16和通气槽17的内部均设有单向阀，触发腔4的内壁固定有导向板21，触发腔4的内壁通过复位弹簧18连接有接电板19，触发腔4的内壁固定有与接电板19位置对应的接电块20，二氯甲烷受热气化后将由通气槽17进入动隔套12另一侧，对接电板19产生作用，而冷凝后的二氯甲烷将在导向板21的导流下经回流槽16复位，从而使得二氯甲烷在短时间内气化后总能作用到滑块14；
启动腔2内部填充有氧化钙，流动槽3内部固定有压力阀，控制箱101内部填充有蒸馏水，在电池本体1膨胀后，控制箱101内部压强变化，蒸馏水突破压力阀而进入到启动腔2内部，与氧化钙反应而在短时间内发出大量的热，用以启动自动保护。
本发明中，在电池本体1正常使用时，电池本体1体积稳定，控制箱101内部蒸馏水不会受到直接的挤压，从而不会进入到启动腔2内部，整体结构稳定，状态正常；
在电池本体1出现异常，内部膨胀表面鼓起时，将引起控制箱101内部空间变化，继而引起压力变化，使其内部的蒸馏水受到挤压经流动槽3进入到启动腔2内部，从而与启动腔2内部的氧化钙反应，继而在短时间内散发出大量的热，从而使得触发腔4内部的二氯甲烷溶液快速气化，继而使得触发腔4内部气压瞬间增大，由于通气槽17的排气速度有限，使得滑块14在瞬间增大的气压作用下移动，进而与保护块15接触，使得电磁铁8所在线路接通，从而使得电磁铁8通电产生磁场，继而吸引断电板10，使得断电板10与断电块11分离，使得整个电池本体1的通电线路中断，电池本体1将不再做充放电，避免出现爆炸，保证使用安全；
在线路断电后，电容7将放电，从而对电磁铁8供电，使得电磁铁8能够在电池本体1断电后保持一定时间的磁性，继而使得断电板10与断电块11保持分离，使得电池本体1能够保持断电状态至工作人员发现，而工作人员接触电池本体1后，由于发热异常，即便无法直接观看到膨胀，也将能够轻易的判断电池本体1的故障类型；
在电池本体1使用过程中，将会一定程度的发热，若电池本体1散热出现问题，导致电池本体1的温度过高而存在风险时，触发腔4内部的二氯甲烷将逐步吸收热量而气化，从而穿过通气槽17进入到隔套12另一侧，随着气化二氯甲烷量的增加，接电板19将在气压作用下逐步向接电块20靠近，直至与接电块20接触，从而将配电阻6的接线电路导通，使得配电阻6能够顺利接入供电线路，使得电池本体1对外供电电流明显降低，从而使得用电器本身因电流变化而出现变动，用以提示用户电池过热，直接明了且有效，使得电池本体1存在处于风险环境时能够得到及时的解决。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种新型膨胀感知型自保护锂电池，包括电池本体(1)及固定于其上的控制箱(101)，其特征在于，所述控制箱(101)的侧壁开设有启动腔(2)、触发腔(4)和调控腔(5)，所述启动腔(2)的内壁贯穿开设有与控制箱(101)内部连通的多个流动槽(3)，所述触发腔(4)内部设有热保护机构，所述调控腔(5)的内壁固定有配电阻(6)、电容(7)和电磁铁(8)，所述调控腔(5)的内壁通过连接弹簧(9)连接有断电板(10)，所述调控腔(5)的内壁固定有两个与断电板(10)相抵的断电块(11)。
2.根据权利要求1所述的一种新型膨胀感知型自保护锂电池，其特征在于，所述热保护机构包括固定于触发腔(4)内壁的隔套(12)，所述隔套(12)的内壁通过压力弹簧(13)连接有滑块(14)，所述滑块(14)与隔套(12)的内壁密封滑动连接，所述隔套(12)的内壁通过保护块(15)，所述触发腔(4)的内部填充有二氯甲烷溶液。
3.根据权利要求2所述的一种新型膨胀感知型自保护锂电池，其特征在于，所述隔套(12)的侧壁贯穿开设有回流槽(16)和通气槽(17)，所述回流槽(16)和通气槽(17)的内部均设有单向阀，所述触发腔(4)的内壁固定有导向板(21)，所述触发腔(4)的内壁通过复位弹簧(18)连接有接电板(19)，所述触发腔(4)的内壁固定有与接电板(19)位置对应的接电块(20)。
4.根据权利要求1所述的一种新型膨胀感知型自保护锂电池，其特征在于，所述启动腔(2)内部填充有氧化钙，所述流动槽(3)内部固定有压力阀，所述控制箱(101)内部填充有蒸馏水。
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