CN113794019A - 一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，包括壳体、压力筒、活塞杆、齿杆、齿轮、控制球、保护箱和水囊，所述壳体的内壁上固定安装有电极板，且壳体顶部固定连接有贯穿设置的压力筒，所述压力筒的内壁上活动安装有活塞杆，且活塞杆的上端贯穿压力筒设置，并且活塞杆与压力筒之间固定连接有第一弹簧，而且第一弹簧设置在压力筒的内侧。该具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，外壳设置有缓冲防护结构，降低外壳在外界物体冲撞下损坏的风险，且电池设置降温装置，使电池使用过程中处于较低温度，延长电池的使用寿命，并且电池设置有防爆燃机构，能够防止电池内部气压过高，同时能够冷却高温的短路电极。

Description

一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体为一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是一种具有电能与化学能相互转化能力的储能装置，锂离子电池相较于传统的铅酸电池具有体积小、耐用性强和能量比高等优点，锂离子电池在车辆生产和船舶制造等领域有着广泛的运用。
然而现有的锂离子电池存在以下问题：
1.锂离子电池的外壳没有设置缓冲防护结构，锂离子电池的外壳容易在外界物体冲撞下损坏，从而造成电池整体的报废，且电池没有设置降温装置，电池使用过程中长时间处于较高的温度环境中，从而降低了电池的使用寿命；
2.锂离子电池没有设置防爆燃机构，当锂离子电池内部电极发生短路等情况时，电解液在高温的作用下大量气化，利用高压撑破电池外壳，从而产生爆燃事故，电池存在较大的安全隐患。
针对上述问题，急需在原有锂离子电池的基础上进行创新设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，以解决上述背景技术提出现有的锂离子电池，外壳没有设置缓冲防护结构，锂离子电池的外壳容易在外界物体冲撞下损坏，从而造成电池整体的报废，且电池没有设置降温装置，电池使用过程中长时间处于较高的温度环境中，从而降低了电池的使用寿命，电池没有设置防爆燃机构，当锂离子电池内部电极发生短路等情况时，电解液在高温的作用下大量气化，利用高压撑破电池外壳，从而产生爆燃事故，电池存在较大安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，包括壳体、压力筒、活塞杆、齿杆、齿轮、控制球、保护箱和水囊，所述壳体的内壁上固定安装有电极板，且壳体顶部固定连接有贯穿设置的压力筒，所述压力筒的内壁上活动安装有活塞杆，且活塞杆的上端贯穿压力筒设置，并且活塞杆与压力筒之间固定连接有第一弹簧，而且第一弹簧设置在压力筒的内侧，所述活塞杆与齿杆的端部固定连接，且齿杆的侧壁上固定安装有导块，并且导块和齿杆活动安装在固定块上，而且固定块固定连接在壳体上，所述齿杆的边侧设置有齿轮，且齿轮固定安装在转轴的一端，并且转轴的另一端固定连接有控制球，而且转轴和控制球活动安装在壳体的内壁上，所述控制球的上方设置有第一排液管，且控制球的边侧设置有第二排液管，并且第一排液管和第二排液管固定安装在壳体上，而且第一排液管和第二排液管贯穿壳体设置。
优选的，所述导块的截面呈“T”形结构，且导块和齿杆与固定块构成卡合的滑动结构，并且齿杆的侧壁上开设有限位孔。
优选的，所述限位孔的直径小于限位杆的直径，且限位杆的一端与齿杆贴合设置，并且限位杆的另一端活动安装在外筒的内壁上，所述限位杆与外筒的内壁之间固定连接有第二弹簧，且外筒固定安装在壳体的外壁上。
优选的，所述齿轮与齿杆构成啮合传动结构，且齿轮与转轴同轴设置，并且转轴的侧壁上设置有环状凸块，而且转轴上的凸块与壳体构成卡合的转动结构。
优选的，所述控制球的球心在转轴的轴线上，且控制球的外壁与第一排液管和第二排液管的端口贴合设置，并且控制球上开设有管状通孔，而且控制球上通孔的直径等于第一排液管和第二排液管的直径。
优选的，所述保护箱固定安装在壳体的外壁上，且保护箱的内壁上活动安装有密封板，并且密封板设置有2个，而且密封板固定连接在连接杆的两端，同时连接杆固定安装在导块上。
优选的，所述密封板上开设有圆形进水孔，且密封板上进水孔的直径等于输液管的直径，并且输液管与密封板的侧壁贴合设置，而且输液管固定安装在壳体。
优选的，所述保护箱的内壁上固定连接有水囊，且水囊由橡胶材料构成，并且水囊的外壁上贴合设置有压板，而且压板与壳体构成卡合的滑动结构，所述压板与受力板之间固定连接有推杆，且推杆贯穿保护箱设置，并且推杆活动安装在壳体上，而且受力板在保护箱的外侧设置有3个。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，外壳设置有缓冲防护结构，降低外壳在外界物体冲撞下损坏的风险，且电池设置降温装置，使电池使用过程中处于较低温度，延长电池的使用寿命，并且电池设置有防爆燃机构，能够防止电池内部气压过高，同时能够冷却高温的短路电极；
1、压力筒贯穿壳体的外壁设置，压力筒的内壁上活动安装有活塞杆，活塞杆与压力筒之间固定连接有第一弹簧，当壳体内部气压快速升高时，高压气体推动活塞杆向上移动，并使第一弹簧压缩，从而实时感知壳体内部的压力大小，依据气压变化快速自动判断电极板是否短路；
2、由于齿杆的端部连接在活塞杆上，且齿杆与转轴上的齿轮构成啮合传动关系，当活塞杆向上移动时，活塞杆能够通过齿杆带动齿轮和转轴转动，转轴端部连接的控制球同步装置，使得控制球上的管状通孔将第一排液管和第二排液管连通，从而将壳体内部的高压气体和电解液排出，降低电池爆燃的风险。
附图说明
图1为本发明整体外部结构示意图；
图2为本发明齿杆安装结构示意图；
图3为本发明水囊安装结构示意图；
图4为本发明活塞杆安装结构示意图；
图5为本发明转轴安装结构示意图；
图6为本发明控制球安装结构示意图；
图7为本发明导块安装结构示意图。
图中：1、壳体；2、电极板；3、压力筒；4、活塞杆；5、第一弹簧；6、齿杆；7、导块；8、固定块；9、限位孔；10、限位杆；11、外筒；12、第二弹簧；13、齿轮；14、转轴；15、控制球；16、第一排液管；17、第二排液管；18、保护箱；19、密封板；20、输液管；21、连接杆；22、水囊；23、压板；24、推杆；25、受力板。
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1-7，本发明提供一种技术方案：一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，包括壳体1、压力筒3、活塞杆4、齿杆6、齿轮13、控制球15、保护箱18和水囊22，壳体1的内壁上固定安装有电极板2，且壳体1顶部固定连接有贯穿设置的压力筒3，压力筒3的内壁上活动安装有活塞杆4，且活塞杆4的上端贯穿压力筒3设置，并且活塞杆4与压力筒3之间固定连接有第一弹簧5，而且第一弹簧5设置在压力筒3的内侧，活塞杆4与齿杆6的端部固定连接，且齿杆6的侧壁上固定安装有导块7，并且导块7和齿杆6活动安装在固定块8上，而且固定块8固定连接在壳体1上，齿杆6的边侧设置有齿轮13，且齿轮13固定安装在转轴14的一端，并且转轴14的另一端固定连接有控制球15，而且转轴14和控制球15活动安装在壳体1的内壁上，控制球15的上方设置有第一排液管16，且控制球15的边侧设置有第二排液管17，并且第一排液管16和第二排液管17固定安装在壳体1上，而且第一排液管16和第二排液管17贯穿壳体1设置。
导块7的截面呈“T”形结构，且导块7和齿杆6与固定块8构成卡合的滑动结构，并且齿杆6的侧壁上开设有限位孔9，限位孔9的直径小于限位杆10的直径，且限位杆10的一端与齿杆6贴合设置，并且限位杆10的另一端活动安装在外筒11的内壁上，限位杆10与外筒11的内壁之间固定连接有第二弹簧12，且外筒11固定安装在壳体1的外壁上，构成齿杆6的自动限位结构。
齿轮13与齿杆6构成啮合传动结构，且齿轮13与转轴14同轴设置，并且转轴14的侧壁上设置有环状凸块，而且转轴14上的凸块与壳体1构成卡合的转动结构，使齿杆6能够带动转轴14转动。
控制球15的球心在转轴14的轴线上，且控制球15的外壁与第一排液管16和第二排液管17的端口贴合设置，并且控制球15上开设有管状通孔，而且控制球15上通孔的直径等于第一排液管16和第二排液管17的直径，使转轴14能够带动控制球15转动。
保护箱18固定安装在壳体1的外壁上，且保护箱18的内壁上活动安装有密封板19，并且密封板19设置有2个，而且密封板19固定连接在连接杆21的两端，同时连接杆21固定安装在导块7上，使连接杆21能够带动密封板19移动。
密封板19上开设有圆形进水孔，且密封板19上进水孔的直径等于输液管20的直径，并且输液管20与密封板19的侧壁贴合设置，而且输液管20固定安装在壳体1，利用密封板19将输液管20密封。
保护箱18的内壁上固定连接有水囊22，且水囊22由橡胶材料构成，并且水囊22的外壁上贴合设置有压板23，而且压板23与壳体1构成卡合的滑动结构，压板23与受力板25之间固定连接有推杆24，且推杆24贯穿保护箱18设置，并且推杆24活动安装在壳体1上，而且受力板25在保护箱18的外侧设置有3个，构成装置的缓冲结构。
工作原理：在使用该具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池时，首先参阅1-7，电池正常使用过程中，电池内部产生热量通过壳体1传导到保护箱18上，而保护箱18内壁上固定连接的水囊22内部装满冷却水，此时水囊22会将保护箱18的热量吸收，从而使电池处于一个较低的温度环境中，当受力板25受到外界物体撞击时，受力板25通过推杆24将压板23向水囊22推动，由于水囊22由橡胶材料构成，此时水囊22受到压板23的挤压而产生相应的形变起到缓冲的作用，当外界物体不再冲撞受力板25时，水囊22通过复位作用将压板23向外，压板23带动推杆24和受力板25复位；
参阅图1-7，当壳体1内部的电极板2发生短路情况时，电极板2产生的高温使电解液气化，壳体1内部压强快速上升，壳体1内部的高压气体向上推动活塞杆4，此时活塞杆4将第一弹簧5压缩，活塞杆4带动连接的齿杆6同步移动，由于齿杆6与转轴14上的齿轮13构成啮合传动关系，且转轴14与壳体1构成卡合的转动结构，此时齿杆6将带动齿轮13与转轴14转动180°，转轴14端部连接的控制球15同步转动，使得控制球15上的管状通孔将第一排液管16和第二排液管17连通，此时壳体1内部的高压气体和电解液将依次通过第一排液管16、控制球15和第二排液管17，从电池内部排出，使得壳体1内部气压快速降低，防止电池爆裂，在此过程中，齿杆6上连接的导块7带动连接杆21向上移动，连接杆21上安装的密封板19同步向上移动，使得密封板19上的进水孔与输液管20重合，此时密封板19不再将水囊22密封，水囊22内的冷却水在重力的作用下经过密封板19和输液管20流入壳体1内，从而将高温的电极板2快速冷却，降低电池燃烧风险，在齿杆6上升过程中，当齿杆6上的限位孔9和限位杆10重合时，第二弹簧12通过复位作用向外推动限位杆10，使得限位杆10进入限位孔9的内部，利用限位杆10将齿杆6整体固定。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，包括壳体(1)、压力筒(3)、活塞杆(4)、齿杆(6)、齿轮(13)、控制球(15)、保护箱(18)和水囊(22)，其特征在于：所述壳体(1)的内壁上固定安装有电极板(2)，且壳体(1)顶部固定连接有贯穿设置的压力筒(3)，所述压力筒(3)的内壁上活动安装有活塞杆(4)，且活塞杆(4)的上端贯穿压力筒(3)设置，并且活塞杆(4)与压力筒(3)之间固定连接有第一弹簧(5)，而且第一弹簧(5)设置在压力筒(3)的内侧，所述活塞杆(4)与齿杆(6)的端部固定连接，且齿杆(6)的侧壁上固定安装有导块(7)，并且导块(7)和齿杆(6)活动安装在固定块(8)上，而且固定块(8)固定连接在壳体(1)上，所述齿杆(6)的边侧设置有齿轮(13)，且齿轮(13)固定安装在转轴(14)的一端，并且转轴(14)的另一端固定连接有控制球(15)，而且转轴(14)和控制球(15)活动安装在壳体(1)的内壁上，所述控制球(15)的上方设置有第一排液管(16)，且控制球(15)的边侧设置有第二排液管(17)，并且第一排液管(16)和第二排液管(17)固定安装在壳体(1)上，而且第一排液管(16)和第二排液管(17)贯穿壳体(1)设置。
2.根据权利要求1所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述导块(7)的截面呈“T”形结构，且导块(7)和齿杆(6)与固定块(8)构成卡合的滑动结构，并且齿杆(6)的侧壁上开设有限位孔(9)。
3.根据权利要求2所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述限位孔(9)的直径小于限位杆(10)的直径，且限位杆(10)的一端与齿杆(6)贴合设置，并且限位杆(10)的另一端活动安装在外筒(11)的内壁上，所述限位杆(10)与外筒(11)的内壁之间固定连接有第二弹簧(12)，且外筒(11)固定安装在壳体(1)的外壁上。
4.根据权利要求1所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述齿轮(13)与齿杆(6)构成啮合传动结构，且齿轮(13)与转轴(14)同轴设置，并且转轴(14)的侧壁上设置有环状凸块，而且转轴(14)上的凸块与壳体(1)构成卡合的转动结构。
5.根据权利要求1所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述控制球(15)的球心在转轴(14)的轴线上，且控制球(15)的外壁与第一排液管(16)和第二排液管(17)的端口贴合设置，并且控制球(15)上开设有管状通孔，而且控制球(15)上通孔的直径等于第一排液管(16)和第二排液管(17)的直径。
6.根据权利要求1所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述保护箱(18)固定安装在壳体(1)的外壁上，且保护箱(18)的内壁上活动安装有密封板(19)，并且密封板(19)设置有2个，而且密封板(19)固定连接在连接杆(21)的两端，同时连接杆(21)固定安装在导块(7)上。
7.根据权利要求6所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述密封板(19)上开设有圆形进水孔，且密封板(19)上进水孔的直径等于输液管(20)的直径，并且输液管(20)与密封板(19)的侧壁贴合设置，而且输液管(20)固定安装在壳体(1)。
8.根据权利要求6所述的一种具有电解液排放能力的防爆燃型锂离子电池，其特征在于：所述保护箱(18)的内壁上固定连接有水囊(22)，且水囊(22)由橡胶材料构成，并且水囊(22)的外壁上贴合设置有压板(23)，而且压板(23)与壳体(1)构成卡合的滑动结构，所述压板(23)与受力板(25)之间固定连接有推杆(24)，且推杆(24)贯穿保护箱(18)设置，并且推杆(24)活动安装在壳体(1)上，而且受力板(25)在保护箱(18)的外侧设置有3个。
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