CN113794029A - 一种大容量电池壳体 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种大容量电池壳体，包括具有中空结构的壳体，其特征在于，所述壳体内包括相互连通的上空腔、侧空腔、以及下空腔，所述下空腔的内壁设有第一泄爆结构，所述上空腔的外壁设有第二泄爆结构；所述上空腔、下空腔和侧空腔内填充有对电池热失控后喷发的有毒有害物质进行处理的处理物质层。当电池发生失控时，电池内部温度增高、压力增大，当大于泄爆结构的设定值时，所述的第一泄爆结构和第二泄爆结构相继打开，电池内的电解液或产生的有毒、可燃气体通过所述处理物质层进行冷却、吸附、过滤、惰化后，经所述第二泄爆结构排出无毒不燃性物质，杜绝火灾风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种大电池空腔壳体结构。
背景技术
近年来，锂电池技术得到快速发展，已用到越来越多的领域。但是由于锂电池的原理和构造特性，锂离子电池在过充、短路、过热时或制造缺陷时，都会造成正负极内部短路，造成电芯内部瞬间产生大量气体和热量，电池内部在高温下隔膜、电解质等成分发生反应所造成的电池热失控燃烧，热失控时电芯材料会产生大量的可燃气体，引发电池箱撕裂或爆炸，大量氧气参与燃烧会导致热失控扩散加剧，从而造成形成大面积火灾而难以抑制，危害性极大。
目前市场针对于电池热失控后的火灾，主要的处理方法为传统的灭火剂灭火，而该方法为被动防御，只能将电池外部的火源扑灭，没有针对电解液和可燃气体进行主动处理的装置。
专利CN112421160A公开了高能量锂电池及包括该锂电池的大型储能系统，电池储存于电池罐中，电池罐内装满导热液，平时正常工作时，循环的导热液可将电池内部的热量带出；当发生热失控时，高能量锂电池的泄爆部件发生破裂，让壳体内的电池组件与外界环境尽可能多的接触，让高能量锂电池的电解液等易燃物质迅速溶解到导热吸收液中，可迅速终止电芯内部的热失控反应，避免让整个电池系统发生热失控的风险。但该专利包含多系统，主要是针对于电池组的散热及热失控后电解液的吸收，未涉及单电池系统。
专利CN201922495663.6公开了一种防爆电池，包括顶盖、底盖、外壳体、内壳体，其中：所述外壳体与顶盖及底盖合围形成密闭的中空腔体结构，所述外壳体内壁上设置有滑槽且所述滑槽底部设置有固定板，所述滑槽上下两端设置有限位环且所述限位环上设置有连接槽，本实用新型可在电池内部发生短路或电池因受较大外力撞击或者冲击时，保险柱的刻痕凹槽处会率先破损裂开，填充于中空腔内的绝缘液会在压强的作用下从破损处涌入内壳体内部，绝缘液则会与电解液混合，急速增加电解液的电阻，大幅度降低短路电流，减少电池短路放热，从而有效地防止电池起火爆炸。该实用新型需要在内外腔室焊接保险柱，不易操作，且中空腔室内需充压，对电池的密封可靠性造成一定的影响，不适于实际使用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请采用的技术方案为：
本申请实施例提供一种大容量电池壳体，包括具有中空结构的壳体，所述壳体内包括相互连通的上空腔、侧空腔、以及下空腔，所述下空腔的内壁设有第一泄爆结构，所述上空腔的外壁设有第二泄爆结构；
所述上空腔、下空腔和侧空腔内填充有对电池热失控后喷发的有毒有害物质进行处理的处理物质层。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述侧空腔内还设置有多个并列连通的子空腔。所述子空腔为圆柱形中空结构，所述中空结构的底部与下空腔连通，顶部与上空腔连通；多个所述中空结构并列设置在所述侧空腔内。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述第一泄爆结构为易熔金属块、感温玻璃球泄爆体、泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。所述第二泄爆结构为泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述第一泄爆结构的泄爆阈值大于第二泄爆结构的泄爆阈值。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述上空腔、下空腔和侧空腔为一体成型。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述上空腔、下空腔和侧空腔通过焊接，或螺栓固定连接。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述处理物质层为冷却物质层、吸附过滤物质层、消防物质层中的一种或多种。所述冷却物质层为陶瓷球、蜂窝陶瓷体、碳棒中的一种或多种。所述吸附过滤物质层为活性炭、分子筛、大孔吸附树脂、聚酰胺中的一种或多种。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述消防物质层为全氟己酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或几种。
与现有技术相比，本申请具有如下有益效果：
在电池失控状态下，不需要单独设置消防单元，就可以将溢出的电解液和产生的可燃气体，在一个腔室内通过电解液处理物质的进行吸收、过滤和稀释，最后通过上空腔外壁的第二泄爆结构排出不燃性物质，杜绝了电池产生火灾的可能。
本申请的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本申请的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的整体外观示意图。
图2为本申请侧剖面示意图。
图3为本申请上剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
下面结合附图和具体的实施例对本申请的技术方案进行详细说明。
如图1至3所示，本申请实施例提供一种大容量电池壳体，包括带有正极柱2和负极柱3的壳体1，所述壳体1包括相互连通的上空腔6、侧空腔8、以及下空腔7，所述上空腔6的外壁设有第二泄爆结构4，所述下空腔7内壁设有第一泄爆结构9；所述上空腔6、下空腔7和侧空腔8内均填充有对电池热失控后喷发的有毒有害物质进行处理的处理物质。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述侧空腔8内还设置有多个并列连通的子空腔。所述子空腔为圆柱形中空结构，所述中空结构的底部与下空腔连通，顶部与上空腔连通；多个所述中空结构并列设置在所述侧空腔内。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述第一泄爆结构9为易熔金属块、感温玻璃球泄爆体、泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。所述第二泄爆结构4为泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述第一泄爆结构9的泄爆阈值大于第二泄爆结构4的泄爆阈值。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述上空腔6、下空腔7和侧空腔8为一体成型。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述上空腔、下空腔和侧空腔通过焊接，或螺栓固定连接。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述处理物质层为冷却物质层、吸附过滤物质层、消防物质层中的一种或多种。所述冷却物质层为陶瓷球、蜂窝陶瓷体、碳棒中的一种或多种。所述吸附过滤物质层为活性炭、分子筛、大孔吸附树脂、聚酰胺中的一种或多种。
进一步地，在申请提供的实施例中，所述消防物质层为全氟己酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或几种。
实施例1
如图1至图3，带有正极柱2和负极柱3的空腔壳体1，其中所述空腔壳体1包括相互连通的上空腔6，下空腔7和侧部空腔8，所述下空腔内壁和上空腔外壁分别设有第一泄爆结构9和第二泄爆结构4；第一泄爆结构9为刻槽，第二泄爆结构4为泄爆膜；下空腔7内装有陶瓷球，侧部空腔8和上空腔6内装有活性炭。
当设置在壳体1内的电池芯5发生失控时，电池内部温度增高，压力增大，当大于泄爆结构9和第二泄爆结构4的设定值时，电池泄爆结构相继打开，电池的电解液或产生的有毒、可燃气体先由下空腔7内装有陶瓷球冷却，再由侧部空腔8和上空腔6内的活性炭吸附，最后通过第二泄爆结构4排出不燃性物质。
实施例2
第一泄爆结构9为泄爆阀，第二泄爆结构4为泄爆膜；上空腔6，下空腔7和侧部空腔8内装有全氟己酮和磷酸三苯酯的混合物，其它同实施例1。
当设置在壳体1内的电池芯5发生失控时，电池内部温度增高，压力增大，当大于泄爆结构9和第二泄爆结构4的设定值时，电池泄爆结构相继打开，电池的电解液或产生的有毒、可燃气体由上空腔6，下空腔7和侧部空腔8内的全氟己酮和磷酸三苯酯吸收、稀释，最后通过第二泄爆结构4排出不燃性物质。
尽管本申请的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本申请的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本申请并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (12)
1.一种大容量电池壳体，包括具有中空结构的壳体，其特征在于，所述壳体内包括相互连通的上空腔、侧空腔、以及下空腔，所述下空腔的内壁设有第一泄爆结构，所述上空腔的外壁设有第二泄爆结构；
所述上空腔、下空腔和侧空腔内填充有对电池热失控后喷发的有毒有害物质进行处理的处理物质层。
2.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述侧空腔内还设置有多个并列连通的子空腔。
3.如权利要求2所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述子空腔为圆柱形中空结构，所述中空结构的底部与下空腔连通，顶部与上空腔连通；多个所述中空结构并列设置在所述侧空腔内。
4.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述第一泄爆结构为易熔金属块、感温玻璃球泄爆体、泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述第二泄爆结构为泄爆膜、泄爆阀、薄弱槽中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述第一泄爆结构的泄爆阈值大于第二泄爆结构的泄爆阈值。
7.如权利要求1-6中任一项所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述上空腔、下空腔和侧空腔为一体成型。
8.如权利要求1-6中任一项所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述上空腔、下空腔和侧空腔通过焊接，或螺栓固定连接。
9.如权利要求1所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述处理物质层为冷却物质层、吸附过滤物质层、消防物质层中的一种或多种。
10.如权利要求9所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述冷却物质层为陶瓷球、蜂窝陶瓷体、碳棒中的一种或多种。
11.如权利要求9所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述吸附过滤物质层为活性炭、分子筛、大孔吸附树脂、聚酰胺中的一种或多种。
12.如权利要求9所述的一种大容量电池壳体，其特征在于，所述消防物质层为全氟己酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或几种。
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| CN (1) | CN113794029A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023231845A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 | 一种电池热失控烟气处理装置及电池 |
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2021
- 2021-08-25 CN CN202110981768.1A patent/CN113794029A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
| WO2023231845A1 (zh) * | 2022-05-30 | 2023-12-07 | 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 | 一种电池热失控烟气处理装置及电池 |
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