CN113346203A - 一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，涉及电池保护技术领域。该具有防过充功能的软包锰酸锂电池包括保护外壳，所述保护外壳内壁底部固定有分隔板。该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，在该电池充电过程中，导线和铁芯组合而成的电磁铁会对断电机构的位置进行控制，同时软包锰酸锂电池块的温度会升高，若出现过充现象，软包锰酸锂电池块的温度会进一步升高，升高的温度会使得热膨胀气囊内部气体受热膨胀，热膨胀气囊与断电机构配合会使得导线开关关闭，进而使得导线停止进行导电，此时两块软包锰酸锂电池块之间的串联呈断路状态，故而无法继续充电，防止该电池继续过充而导致的电池燃烧和爆炸现象。

Description

一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池

技术领域

本发明涉及电池保护技术领域，具体为一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池。

背景技术

锰酸锂电池是指正极使用锰酸锂材料的电池，锰酸锂电池其标称电压在2.5~4.2v，锰酸锂电池以成本低，安全性好而被广泛使用。

现有的锰酸锂电池通常用于新能源汽车或者其他需要蓄电的机械设备，但是这种电池在充电过程中容易出现过充现象，从而导致电池整体发热，严重还会造成电池燃烧和爆炸，存在较大的安全隐患，通过在电池中串联入温控开关虽然可以避免电池过充现象，但是会耗费电池的电量，降低了续航效果。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，解决了上述背景技术中提出的问题。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，包括保护外壳，所述保护外壳内壁底部固定有分隔板，所述分隔板两侧均设置有软包锰酸锂电池块，两块所述软包锰酸锂电池块底部与保护外壳内壁固定，且两块软包锰酸锂电池块同一侧的接口电极相反，位于两块所述软包锰酸锂电池块后侧的两个电极通过导线电性连接，所述导线缠绕在铁芯表面，所述铁芯两端均与保护外壳内壁底部固定，所述铁芯一端设置有断电机构，所述断电机构顶部设置有与之相适配的导线开关，所述导线开关与导线电性连接，所述软包锰酸锂电池块与断电机构之间设置有热膨胀气囊。

优选的，所述断电机构包括永磁铁和转动连接板，所述永磁铁一端设置在铁芯一端顶部，所述永磁铁另一端与转动连接板一端铰接，所述转动连接板另一端与保护外壳内壁底部铰接，所述永磁铁与转动连接板之间通过弹性件连接，所述保护外壳内壁底部固定有弧形支撑板，所述弧形支撑板一侧与转动连接板底部接触，所述转动连接板相对于保护外壳内壁底部呈倾斜状设置。

优选的，所述热膨胀气囊靠近永磁铁的一侧外壁固定有联动板，所述联动板底部高度与永磁铁顶部高度相同且设置有一个竖直部分和三个水平部分，所述联动板竖直部分靠近永磁铁的一侧固定有凸出推板，所述导线开关为船形开关，且导线开关按钮的控制方向与永磁铁和转动连接板之间的相对转动方向相同。

优选的，所述分隔板与软包锰酸锂电池块之间固定连接有锯齿状弯折导热板，所述锯齿状弯折导热板一侧的尖端处与分隔板固定，另一侧的尖端处与软包锰酸锂电池块固定，且锯齿状弯折导热板底部与保护外壳内壁之间设有空隙，所述保护外壳顶部开设有与锯齿状弯折导热板相适配的出气口，所述热膨胀气囊与锯齿状弯折导热板一侧固定。

优选的，所述凸出推板面向永磁铁的一侧固定有多块半圆形板，所述半圆形板朝向永磁铁的一侧为圆弧面，且半圆形板位于永磁铁顶部，所述热膨胀气囊内壁与联动板竖直部分对应处与撞击杆一端固定，所述撞击杆另一端与撞击贴合板之间设有空隙，所述撞击贴合板固定在热膨胀气囊与锯齿状弯折导热板连接处一侧的内壁。

优选的，所述永磁铁底部中心处固定有中心轴，所述中心轴两侧面铰接有气流煽动叶片，所述气流煽动叶片远离热膨胀气囊的一侧与限位块一侧贴合，所述限位块与中心轴固定，两块所述气流煽动叶片之间通过弹性件连接。

（三）有益效果

本发明提供了一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池。具备以下有益效果：

（1）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，在该电池充电过程中，导线和铁芯组合而成的电磁铁会对断电机构的位置进行控制，同时软包锰酸锂电池块的温度会升高，若出现过充现象，软包锰酸锂电池块的温度会进一步升高，升高的温度会使得热膨胀气囊内部气体受热膨胀，热膨胀气囊与断电机构配合会使得导线开关关闭，进而使得导线停止进行导电，此时两块软包锰酸锂电池块之间的串联呈断路状态，故而无法继续充电，防止该电池继续过充而导致的电池燃烧和爆炸现象，提高了该电池的安全性。

（2）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，通过设置联动板可以联动整个热膨胀气囊一侧的膨胀，防止热膨胀气囊其他部位膨胀而导致无法推动永磁铁进行转动，同时联动板底部的设置还可以利用放电过程中的热量或者环境中的热量来对断电机构进行定位，从而使得汽车或设备运行过程永磁铁更加稳定，防止永磁铁摆动而导致导线和铁芯组成的电磁铁对外做功，从而可以避免放电过程中永磁铁对该电池所储存的电量产生浪费现象。

（3）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，通过设置导线和铁芯组合的电磁铁可以在充电时使得永磁铁远离铁芯，此时的断电机构才可以与热膨胀气囊配合来实现断电效果，放电时，永磁铁会靠近铁芯，此时即使外界温度偏高也不会导致该电池断电，从而防止使用该电池的设备在温度较高的环境下运作而导致出现的断电现象，提高了该电池的实用性。

（4）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，通过设置锯齿状弯折导热板不仅可以对软包锰酸锂电池块的热量起到传导作用，以使得热膨胀气囊受热膨胀反应速度更快，还可以对软包锰酸锂电池块起到促进散热的效果，锯齿状弯折导热板和保护外壳之间的缝隙可以实现对外界空气的进气，保护外壳上的出气口可以实现对锯齿状弯折导热板所传导的热量起到排出的效果，从而不仅可以使用保护外壳对软包锰酸锂电池块进行保护，还可以增加软包锰酸锂电池块的在保护外壳中的散热效果。

（5）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，在锯齿状弯折导热板对软包锰酸锂电池块进行辅助散热过程中，通过锯齿状弯折导热板和保护外壳之间缝隙进入保护外壳内部的空气中会存在灰尘等悬浮物，这些悬浮物在经过锯齿状弯折导热板时可能会附着在锯齿状弯折导热板表面，通过设置半圆形板可以在永磁铁转动时使得撞击杆对撞击贴合板产生撞击，该撞击所产生的振动会传递至锯齿状弯折导热板，使得锯齿状弯折导热板上附着的灰尘等杂质自然脱落，并且停留在保护外壳和锯齿状弯折导热板之间的空隙中，防止灰尘和杂质对锯齿状弯折导热板的导热和散热效果产生影响。

（6）、该具有防过充功能的软包锰酸锂电池，通过设置气流煽动叶片可以利用永磁铁的转动来对锯齿状弯折导热板和保护外壳之间的空隙处进行鼓动吹气，不仅可以增加保护外壳中空气流通以促进锯齿状弯折导热板对软包锰酸锂电池块进行散热，还可以使得锯齿状弯折导热板和保护外壳之间的空隙处中的灰尘和杂质脱离保护外壳，同时设置限位块还可以防止永磁铁转动时将锯齿状弯折导热板和保护外壳之间的空隙处中的灰尘和杂质朝断电机构移动。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体主视多角度局部剖视图；

图3为本发明图2中A部分放大结构示意图；

图4为本发明图2底部视图；

图5为本发明中热膨胀气囊多角度局部剖视图；

图6为本发明中永磁铁多角度结构示意图。

图中：1、保护外壳；11、出气口；2、分隔板；3、软包锰酸锂电池块；4、导线；41、导线开关；5、铁芯；6、断电机构；61、永磁铁；611、中心轴；612、气流煽动叶片；613、限位块；62、转动连接板；621、弧形支撑板；7、热膨胀气囊；71、联动板；72、凸出推板；721、半圆形板；73、撞击杆；74、撞击贴合板；8、锯齿状弯折导热板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，包括保护外壳1，保护外壳1内壁底部固定有分隔板2，分隔板2两侧均设置有软包锰酸锂电池块3，两块软包锰酸锂电池块3底部与保护外壳1内壁固定，且两块软包锰酸锂电池块3同一侧的接口电极相反，位于两块软包锰酸锂电池块3后侧的两个电极通过导线4电性连接，导线4缠绕在铁芯5表面，铁芯5两端均与保护外壳1内壁底部固定，铁芯5一端设置有断电机构6，断电机构6顶部设置有与之相适配的导线开关41，导线开关41与导线4电性连接，软包锰酸锂电池块3与断电机构6之间设置有热膨胀气囊7；热膨胀气囊7内部填充的气体为二氧化碳，在热膨胀气囊7受热后，其内部的二氧化碳温度会升高并膨胀，从而使得热膨胀气囊7整体膨胀，软包锰酸锂电池块3的正常充电温度为五十度以下，过充温度为七十度以上，当热膨胀气囊7内部的气体温度位于七十度以下时，热膨胀气囊7内部的气体受热膨胀不会使得永磁铁61转动，当热膨胀气囊7内部的气体温度位于七十度以上时，热膨胀气囊7受其内部的气体受热膨胀影响而增大的体积刚好能够通过凸出推板72推动永磁铁61转动并使得导线开关41关闭，且由于此时电池温度为七十度，即使断电后短暂时间内温度继续升高也不会导致电池出现温度过高而自燃的情况；

在该电池充电过程中，导线4和铁芯5组合而成的电磁铁会对断电机构6的位置进行控制，同时软包锰酸锂电池块3的温度会升高，若出现过充现象，软包锰酸锂电池块3的温度会进一步升高，升高的温度会使得热膨胀气囊7内部气体受热膨胀，热膨胀气囊7与断电机构6配合会使得导线开关41关闭，进而使得导线4停止进行导电，此时两块软包锰酸锂电池块3之间的串联呈断路状态，故而无法继续充电，防止该电池继续过充而导致的电池燃烧和爆炸现象，提高了该电池的安全性。

优选的，在本实施例中，断电机构6包括永磁铁61和转动连接板62，永磁铁61一端设置在铁芯5一端顶部，该电池充电时铁芯5靠近永磁铁61的一端磁性与永磁铁61该端相同，永磁铁61另一端与转动连接板62一端铰接，转动连接板62另一端与保护外壳1内壁底部铰接，永磁铁61与转动连接板62之间通过弹性件连接，弹性件对永磁铁61的弹力小于热膨胀气囊7膨胀时凸出推板72对永磁铁61的推力，保护外壳1内壁底部固定有弧形支撑板621，弧形支撑板621一侧与转动连接板62底部接触，转动连接板62相对于保护外壳1内壁底部呈倾斜状设置；通过设置导线4和铁芯5组合的电磁铁可以在充电时使得永磁铁61远离铁芯5，此时的断电机构6才可以与热膨胀气囊7配合来实现断电效果，放电时，永磁铁61会靠近铁芯5，此时即使外界温度偏高也不会导致该电池断电，从而防止使用该电池的设备在温度较高的环境下运作而导致出现的断电现象，提高了该电池的实用性。

优选的，在本实施例中，热膨胀气囊7靠近永磁铁61的一侧外壁固定有联动板71，联动板71底部高度与永磁铁61顶部高度相同且设置有一个竖直部分和三个水平部分，联动板71竖直部分靠近永磁铁61的一侧固定有凸出推板72，导线开关41为船形开关，且导线开关41按钮的控制方向与永磁铁61和转动连接板62之间的相对转动方向相同；通过设置联动板71可以联动整个热膨胀气囊7一侧的膨胀，防止热膨胀气囊7其他部位膨胀而导致无法推动永磁铁61进行转动，同时联动板71底部的设置还可以利用放电过程中的热量或者环境中的热量来对断电机构6进行定位，从而使得汽车或设备运行过程永磁铁61更加稳定，防止永磁铁61摆动而导致导线4和铁芯5组成的电磁铁对外做功，从而可以避免放电过程中永磁铁61对该电池所储存的电量产生浪费现象。

优选的，在本实施例中，分隔板2与软包锰酸锂电池块3之间固定连接有锯齿状弯折导热板8，锯齿状弯折导热板8一侧的尖端处与分隔板2固定，另一侧的尖端处与软包锰酸锂电池块3固定，且锯齿状弯折导热板8底部与保护外壳1内壁之间设有空隙，保护外壳1顶部开设有与锯齿状弯折导热板8相适配的出气口11，热膨胀气囊7与锯齿状弯折导热板8一侧固定；通过设置锯齿状弯折导热板8不仅可以对软包锰酸锂电池块3的热量起到传导作用，以使得热膨胀气囊7受热膨胀反应速度更快，还可以对软包锰酸锂电池块3起到促进散热的效果，锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间的缝隙可以实现对外界空气的进气，保护外壳1上的出气口11可以实现对锯齿状弯折导热板8所传导的热量起到排出的效果，从而不仅可以使用保护外壳1对软包锰酸锂电池块3进行保护，还可以增加软包锰酸锂电池块3的在保护外壳1中的散热效果。

优选的，在本实施例中，凸出推板72面向永磁铁61的一侧固定有多块半圆形板721，半圆形板721朝向永磁铁61的一侧为圆弧面，且半圆形板721位于永磁铁61顶部，热膨胀气囊7内壁与联动板71竖直部分对应处与撞击杆73一端固定，撞击杆73另一端与撞击贴合板74之间设有空隙，撞击贴合板74固定在热膨胀气囊7与锯齿状弯折导热板8连接处一侧的内壁；在锯齿状弯折导热板8对软包锰酸锂电池块3进行辅助散热过程中，通过锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间缝隙进入保护外壳1内部的空气中会存在灰尘等悬浮物，这些悬浮物在经过锯齿状弯折导热板8时可能会附着在锯齿状弯折导热板8表面，通过设置半圆形板721可以在永磁铁61转动时使得撞击杆73对撞击贴合板74产生撞击，该撞击所产生的振动会传递至锯齿状弯折导热板8，使得锯齿状弯折导热板8上附着的灰尘等杂质自然脱落，并且停留在保护外壳1和锯齿状弯折导热板8之间的空隙中，防止灰尘和杂质对锯齿状弯折导热板8的导热和散热效果产生影响。

优选的，在本实施例中，永磁铁61底部中心处固定有中心轴611，中心轴611两侧面铰接有气流煽动叶片612，气流煽动叶片612远离热膨胀气囊7的一侧与限位块613一侧贴合，限位块613与中心轴611固定，两块气流煽动叶片612之间通过弹性件连接；通过设置气流煽动叶片612可以利用永磁铁61的转动来对锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间的空隙处进行鼓动吹气，不仅可以增加保护外壳1中空气流通以促进锯齿状弯折导热板8对软包锰酸锂电池块3进行散热，还可以使得锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间的空隙处中的灰尘和杂质脱离保护外壳1，同时设置限位块613还可以防止永磁铁61转动时将锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间的空隙处中的灰尘和杂质朝断电机构6移动。

工作原理：充电时，导线4和铁芯5组成的电磁铁使得永磁铁61被铁芯5排斥并向远离铁芯5的方向转动，直至永磁铁61顶部与导线开关41底部接触，当出现过充现象时，软包锰酸锂电池块3的温度明显升高，软包锰酸锂电池块3的温度通过导热板将该热量传递至热膨胀气囊7中，热膨胀气囊7内部空气受热膨胀并且会使得热膨胀气囊7膨胀，热膨胀气囊7表面的膨胀使得联动板71移动，联动板71通过凸出推板72推动永磁铁61在转动连接板62上转动，永磁铁61的转动会推动导线开关41控制按钮转动，直至导线开关41关闭，此时整个电池所组成的串联电路断开，停止充电，放电时，导线4和铁芯5组成的电磁铁使得永磁铁61被铁芯5吸附，并且弧形支撑板621会对转动连接板62起到支撑作用，永磁铁61不会直接与铁芯5进行接触，同时软包锰酸锂电池块3放电过程中产生的热量通过锯齿状弯折导热板8传递至热膨胀气囊7中，热膨胀气囊7膨胀会使得凸出推板72底部停留至永磁铁61顶部并且对永磁铁61进行阻挡，此时永磁铁61的位置被固定，提高永磁铁61在汽车或机械设备运作过程中晃动时的稳定性，不仅可以防止放电时导线开关41关闭，还可以降低永磁铁61晃动导致的导线4和铁芯5组成的电磁铁对外做功，从而防止永磁铁61晃动影响该电池的续航效果；

软包锰酸锂电池块3发热时会将热量传递至锯齿状弯折导热板8中，锯齿状弯折导热板8会对其与分隔板2和软包锰酸锂电池块3之间空间中的空气进行加热，热空气被加热后会上升并且通过出气口11移出保护外壳1，热空气脱离保护外壳1后，外界冷空气通过锯齿状弯折导热板8和保护外壳1之间的空隙进入保护外壳1中，以实现保护外壳1中的换气，从而有效的提高软包锰酸锂电池块3的散热效果；

永磁铁61在导线4和铁芯5组成的电磁铁斥力作用下的上升过程中，永磁铁61会与半圆形板721产生挤压，半圆形板721会推动撞击杆73对撞击贴合板74产生撞击，撞击贴合板74受到撞击所产生的振动会传递至锯齿状弯折导热板8上，从而使得锯齿状弯折导热板8上附着的灰尘和杂质脱落，并且灰尘和杂质一部分会在上升的热气流作用下通过出气口11移出保护外壳1，另一部分会下落至保护外壳1和锯齿状弯折导热板8之间的空隙处，永磁铁61被凸出推板72推动转动时，气流煽动叶片612在空气阻力的作用下会转动并且脱离限位块613，当永磁铁61在弹性件的作用下转动复位时，气流煽动叶片612在限位块613的阻挡作用下停止并且会煽动空气以产生气流，并且该气流会作用至保护外壳1和锯齿状弯折导热板8之间的空隙处，以实现提高锯齿状弯折导热板8的散热效果，以及对保护外壳1和锯齿状弯折导热板8之间空隙处的灰尘和杂质进行清理，使得灰尘和杂质通过保护外壳1的开口脱离保护外壳1。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，包括保护外壳（1），其特征在于：所述保护外壳（1）内壁底部固定有分隔板（2），所述分隔板（2）两侧均设置有软包锰酸锂电池块（3），两块所述软包锰酸锂电池块（3）底部与保护外壳（1）内壁固定，且两块软包锰酸锂电池块（3）同一侧的接口电极相反，位于两块所述软包锰酸锂电池块（3）后侧的两个电极通过导线（4）电性连接，所述导线（4）缠绕在铁芯（5）表面，所述铁芯（5）两端均与保护外壳（1）内壁底部固定，所述铁芯（5）一端设置有断电机构（6），所述断电机构（6）顶部设置有与之相适配的导线开关（41），所述导线开关（41）与导线（4）电性连接，所述软包锰酸锂电池块（3）与断电机构（6）之间设置有热膨胀气囊（7）。

2.根据权利要求1所述的一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，其特征在于：所述断电机构（6）包括永磁铁（61）和转动连接板（62），所述永磁铁（61）一端设置在铁芯（5）一端顶部，所述永磁铁（61）另一端与转动连接板（62）一端铰接，所述转动连接板（62）另一端与保护外壳（1）内壁底部铰接，所述永磁铁（61）与转动连接板（62）之间通过弹性件连接，所述保护外壳（1）内壁底部固定有弧形支撑板（621），所述弧形支撑板（621）一侧与转动连接板（62）底部接触，所述转动连接板（62）相对于保护外壳（1）内壁底部呈倾斜状设置。

3.根据权利要求2所述的一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，其特征在于：所述热膨胀气囊（7）靠近永磁铁（61）的一侧外壁固定有联动板（71），所述联动板（71）底部高度与永磁铁（61）顶部高度相同且设置有一个竖直部分和三个水平部分，所述联动板（71）竖直部分靠近永磁铁（61）的一侧固定有凸出推板（72），所述导线开关（41）为船形开关，且导线开关（41）按钮的控制方向与永磁铁（61）和转动连接板（62）之间的相对转动方向相同。

4.根据权利要求3所述的一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，其特征在于：所述分隔板（2）与软包锰酸锂电池块（3）之间固定连接有锯齿状弯折导热板（8），所述锯齿状弯折导热板（8）一侧的尖端处与分隔板（2）固定，另一侧的尖端处与软包锰酸锂电池块（3）固定，且锯齿状弯折导热板（8）底部与保护外壳（1）内壁之间设有空隙，所述保护外壳（1）顶部开设有与锯齿状弯折导热板（8）相适配的出气口（11），所述热膨胀气囊（7）与锯齿状弯折导热板（8）一侧固定。

5.根据权利要求4所述的一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，其特征在于：所述凸出推板（72）面向永磁铁（61）的一侧固定有多块半圆形板（721），所述半圆形板（721）朝向永磁铁（61）的一侧为圆弧面，且半圆形板（721）位于永磁铁（61）顶部，所述热膨胀气囊（7）内壁与联动板（71）竖直部分对应处与撞击杆（73）一端固定，所述撞击杆（73）另一端与撞击贴合板（74）之间设有空隙，所述撞击贴合板（74）固定在热膨胀气囊（7）与锯齿状弯折导热板（8）连接处一侧的内壁。

6.根据权利要求5所述的一种具有防过充功能的软包锰酸锂电池，其特征在于：所述永磁铁（61）底部中心处固定有中心轴（611），所述中心轴（611）两侧面铰接有气流煽动叶片（612），所述气流煽动叶片（612）远离热膨胀气囊（7）的一侧与限位块（613）一侧贴合，所述限位块（613）与中心轴（611）固定，两块所述气流煽动叶片（612）之间通过弹性件连接。

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