CN114566747A - 一种漏电保护的储能电池箱及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种漏电保护的储能电池箱及制备方法，对方形金属壳锂电池暴露在外的蓝膜和底部，以及金属端板表面，采用金属箔贴敷，当锂电池表面的蓝膜在组装过程中出现破损时，金属箔与壳体接触，形成锂电池正极或者负极‑壳体‑金属箔‑金属端板‑金属插箱之间形成电通路，只需检测锂电池正极或者负极与金属插箱之间是否导通，就能检测出是否有蓝膜破损的可能性；将金属插箱接地，锂电池正极或者负极与地面形成等势体，即使人体站立在地面上接触到锂电池正极或者负极‑壳体‑金属箔‑金属端板‑金属插箱之间的任何部位，也不会触电，防止触电风险；通过满涂导电胶，除了粘接作用，也能使得蓝膜破损处的壳体与金属箔之间保持良好的电性导通。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种漏电保护的储能电池箱及制备方法。
背景技术
目前，方形金属壳体锂电池被大量用于储能电站，用以调节峰谷用电问题。由于金属壳体在空气环境下容易腐蚀，因此，现有的方形金属壳体锂电池在制备过程中，一般会让金属壳体带电，起到电化学防腐的作用。
此外，为了起到绝缘、防水、防尘的作用，所述金属壳体外侧还会热复合一层高分子聚合物蓝膜。由于以上蓝膜很薄，且容易破损，当锂电池的蓝膜破损时，电池模组就有漏电的风险，当人体误触蓝膜破损处的金属壳体时，就会导致“锂电池-人体-地面”的电回路导通，从而发生触电事故。
以上触电风险在储能电站用的电池箱中尤其高：一是，储能电站用的锂电池数量大，串并联之后形成的电压和电流更高，触电造成的人体伤害更大；二是，不同于车用锂电池模组一般封装在一金属箱子内，被人体接触的可能性较低。储能电站用的电池模组一般采用钢打包带或者塑料打包带将锂电池捆扎在一起，电池模组再置于一开放的插箱上，锂电池大部分面都会裸露在空气中，因此，破损的蓝膜被人体接触到的风险更高。
此外，蓝膜破损，主要出现在储能电池箱组装环节，并且在组装完成后，很难排查出蓝膜是否破损，因为缺乏有效的检测手段。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种漏电保护的储能电池箱及制备方法，能方便排查出蓝膜是否破损。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种漏电保护的储能电池箱，其包括若干方形金属壳锂电池、两金属端板、扎带和金属插箱，其中，方形金属壳锂电池壳体与锂电池正极或者负极电性连接，壳体外侧热复合有一层高分子聚合物蓝膜；两金属端板相对设置，分别置于金属插箱上；方形金属壳锂电池较宽的侧面相对并排设置于两金属端板之间，扎带捆扎绑紧两金属端板及二者之间的方形金属壳锂电池；还包括金属箔，金属箔贴敷在并排设置的方形金属壳锂电池较窄的侧面表面，且金属箔一直延伸并贴敷在金属端板表面，金属端板与金属插箱接触处形成电性导通。
在以上技术方案的基础上，优选的，金属插箱电性接地。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述金属箔贴满两金属端板之间的所有方形金属壳锂电池较窄的两侧面表面以及底面，且金属箔为连续的一张。
进一步优选的，所述金属箔与方形金属壳锂电池和金属端板的贴敷面之间满涂导电胶。
更进一步优选的，所述导电胶采用体积电阻率为0.002～0.1Ω·cm的导电硅胶，以上导电胶在粘贴时能保证金属箔和方形金属壳锂电池壳体表面良好贴合，可以保证蓝膜破损处和金属箔良好导通。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述金属箔采用铝箔或者铜箔，厚度为0.1～0.2mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述金属箔置于扎带和金属端板或方形金属壳锂电池之间，扎带为钢材质或者聚合物材质，金属插箱包括底托和面板，所述两金属端板和方形金属壳锂电池置于底托上，面板与底托垂直设置，与面板相对的侧面、以及与面板相邻的两侧面和与底托相对的顶面敞开设置。
第二方面，本发明提供了第一方面所述的漏电保护的储能电池箱的制备方法，包括以下步骤，
S1，在方形金属壳锂电池较宽的两侧面涂上粘接剂，按照正负极顺序将所有方形金属壳锂电池以及两端的金属端板进行挤压粘接堆叠在一起；
S2，等到粘接剂固化以后，在金属端板两侧面、方形金属壳锂电池较窄的两侧面以及底面满涂导电胶，再在以上表面贴满金属箔，待导电胶固化；
S3，在两金属端板及金属箔外侧捆扎绑紧扎带，再在方形金属壳锂电池上焊接导电排，并将电池模组分别装配到金属插箱上。
在以上技术方案的基础上，优选的，还包括以下步骤，
S4，若以上方形金属壳锂电池壳体与锂电池正极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总正极与金属插箱之间的电路是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求；
若以上方形金属壳锂电池壳体与锂电池负极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总负极与金属插箱之间是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求。
进一步优选的，如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱之间的阻值小于50毫欧，则说明方形金属壳锂电池蓝膜发生破损，破损处通过金属膜和金属插箱处于导通状态；如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱之间的阻值大于2兆欧，则说明方形金属壳锂电池蓝膜未发生破损。
进一步优选的，还包括以下步骤，
S5，将以上储能电池箱安装到现场后，金属插箱电性接地。
本发明的漏电保护的储能电池箱及制备方法相对于现有技术具有以下有益效果：
(1)对方形金属壳锂电池暴露在外的蓝膜和底部，以及金属端板表面，采用金属箔贴敷，如此，当锂电池表面的蓝膜在组装过程中出现破损时，金属箔与壳体接触，形成锂电池正极或者负极-壳体-金属箔-金属端板-金属插箱之间形成电通路，只需检测锂电池正极或者负极与金属插箱之间是否导通，就能检测出是否有蓝膜破损的可能性；
(2)进一步将金属插箱接地，锂电池正极或者负极与地面形成等势体，即使人体站立在地面上接触到锂电池正极或者负极-壳体-金属箔-金属端板-金属插箱之间的任何部位，也不会触电，防止触电风险；
(3)通过满涂导电胶，除了粘接作用，也能使得蓝膜破损处的壳体与金属箔之间保持良好的电性导通。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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为本发明的储能电池箱的立体图；
图2为本发明的储能电池箱的电池模组的立体图；
图3为本发明的储能电池箱的金属箔的立体图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
如图1～3所示，本发明的漏电保护的储能电池箱，主要用于储能电站，由于储能电站一般情况下相对地面处于静止状态，方便电性接地。其包括若干方形金属壳锂电池1、两金属端板2、扎带3、金属插箱4和金属箔5。
其中，方形金属壳锂电池1，其壳体与锂电池正极或者负极电性连接，壳体外侧热复合有一层高分子聚合物蓝膜，以上为现有技术。
金属端板2，与扎带3配合固定方形金属壳锂电池1，一般采用铝材质。两金属端板2相对设置，分别置于金属插箱4上；方形金属壳锂电池1较宽的侧面相对并排设置于两金属端板2之间，扎带3捆扎绑紧两金属端板2及二者之间的方形金属壳锂电池1。
其中，扎带3可以采用导电金属材质或者聚合物材质。
金属插箱4，用于固定电池模组。具体的，金属插箱4包括底托41和面板42，所述两金属端板2和方形金属壳锂电池1置于底托41上，面板42与底托41垂直设置，与面板42相对的侧面、以及与面板42相邻的两侧面和与底托41相对的顶面敞开设置。采用以上结构的金属插箱4，四面敞开设计，便于散热和走线。
由于方形金属壳锂电池1表面的蓝膜破损后容易引发本发明背景技术部分所述的漏电风险，且不易被检测到，因此，本发明设置了金属箔5，金属箔5贴敷在并排设置的方形金属壳锂电池1较窄的侧面表面，且金属箔5一直延伸并贴敷在金属端板2表面，金属端板2与金属插箱4接触处形成电性导通。如此，一旦方形金属壳锂电池1表面的蓝膜破损，露出的金属壳体与金属箔5接触，形成锂电池正极或者负极-壳体-金属箔5-金属端板2-金属插箱4之间形成电通路，只需检测锂电池正极或者负极与金属插箱4之间是否导通，就能检测出是否有蓝膜破损的可能性。
作为一种优选实施方式，为了防止人体误触到露出的金属壳体而触电，所述金属插箱4电性接地。如此，形成锂电池正极或者负极-壳体-金属箔5-金属端板2-金属插箱4依次电性连接并接地，即使人体站在地面上接触到露出的壳体，也不会发生触电事故。
作为一种优选实施方式，所述金属箔5贴满两金属端板2之间的所有方形金属壳锂电池1较窄的两侧面表面以及底面，且金属箔5为连续的一张。具体的，所述金属箔5呈“U”形，且为连续的一张，是因为方形金属壳锂电池1四条底边处最容易发生蓝膜破损露出的情形，也最容易漏电，需要将破损处贴上金属箔5。
作为一种优选实施方式，所述金属箔5置于扎带3和金属端板2或方形金属壳锂电池1之间。
作为一种优选实施方式，所述金属箔5采用铝箔或者铜箔，厚度为0.1～0.2mm。更进一步优选的，所述导电胶采用体积电阻率为0.002～0.1Ω·cm的导电硅胶，以上导电胶在粘贴时能保证金属箔5和方形金属壳锂电池1壳体表面良好贴合，可以保证蓝膜破损处和金属箔5良好导通。
作为一种优选实施方式，所述金属箔5与方形金属壳锂电池1和金属端板2的贴敷面之间满涂导电胶。如此，保证金属箔5与方形金属壳锂电池1和金属端板2的贴敷面粘贴牢固且保证良好的电性导通。
以下介绍本发明的漏电保护的储能电池箱的制备方法，包括以下步骤，
S1，在方形金属壳锂电池1较宽的两侧面涂上粘接剂，按照正负极顺序将所有方形金属壳锂电池1以及两端的金属端板2进行挤压粘接堆叠在一起；
S2，等到粘接剂固化以后，在金属端板2两侧面、方形金属壳锂电池1较窄的两侧面以及底面满涂导电胶，再在以上表面贴满金属箔5，待导电胶固化；
S3，在两金属端板2及金属箔5外侧捆扎绑紧扎带3，再在方形金属壳锂电池1上焊接导电排，并将电池模组分别装配到金属插箱4上。
接下来进行导通测试，确认是否漏电，包括步骤S4，若以上方形金属壳锂电池1壳体与锂电池正极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总正极与金属插箱4之间的电路是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱4漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池1是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求；
若以上方形金属壳锂电池1壳体与锂电池负极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总负极与金属插箱4之间是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱4漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池1是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求。
具体的，如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱4之间的阻值小于50毫欧，则说明方形金属壳锂电池1蓝膜发生破损，破损处通过金属膜和金属插箱4处于导通状态；如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱4之间的阻值大于2兆欧，则说明方形金属壳锂电池1蓝膜未发生破损。
最后，步骤S5，将以上储能电池箱安装到储能电站现场后，金属插箱4电性接地，防止人员初接触而触电。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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 (10)
1.一种漏电保护的储能电池箱，其包括若干方形金属壳锂电池(1)、两金属端板(2)、扎带(3)和金属插箱(4)，其中，方形金属壳锂电池(1)壳体与锂电池正极或者负极电性连接，壳体外侧热复合有一层高分子聚合物蓝膜；两金属端板(2)相对设置，分别置于金属插箱(4)上；方形金属壳锂电池(1)较宽的侧面相对并排设置于两金属端板(2)之间，扎带(3)捆扎绑紧两金属端板(2)及二者之间的方形金属壳锂电池(1)；其特征在于：还包括金属箔(5)，金属箔(5)贴敷在并排设置的方形金属壳锂电池(1)较窄的侧面表面，且金属箔(5)一直延伸并贴敷在金属端板(2)表面，金属端板(2)与金属插箱(4)接触处形成电性导通。
2.如权利要求1所述的漏电保护的储能电池箱，其特征在于：所述金属插箱(4)电性接地。
3.如权利要求1所述的漏电保护的储能电池箱，其特征在于：所述金属箔(5)贴满两金属端板(2)之间的所有方形金属壳锂电池(1)较窄的两侧面表面以及底面，且金属箔(5)为连续的一张。
4.如权利要求3所述的漏电保护的储能电池箱，其特征在于：所述金属箔(5)与方形金属壳锂电池(1)和金属端板(2)的贴敷面之间满涂导电胶。
5.如权利要求1所述的漏电保护的储能电池箱，其特征在于：所述金属箔(5)采用铝箔或者铜箔，厚度为0.1～0.2mm。
6.如权利要求1所述的漏电保护的储能电池箱，其特征在于：所述金属箔(5)置于扎带(3)和金属端板(2)或方形金属壳锂电池(1)之间，扎带(3)为钢材质或者聚合物材质，金属插箱(4)包括底托(41)和面板(42)，所述两金属端板(2)和方形金属壳锂电池(1)置于底托(41)上，面板(42)与底托(41)垂直设置，与面板(42)相对的侧面、以及与面板(42)相邻的两侧面和与底托(41)相对的顶面敞开设置。
7.如权利要求1所述的漏电保护的储能电池箱的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
S1，在方形金属壳锂电池(1)较宽的两侧面涂上粘接剂，按照正负极顺序将所有方形金属壳锂电池(1)以及两端的金属端板(2)进行挤压粘接堆叠在一起；
S2，等到粘接剂固化以后，在金属端板(2)两侧面、方形金属壳锂电池(1)较窄的两侧面以及底面满涂导电胶，再在以上表面贴满金属箔(5)，待导电胶固化；
S3，在两金属端板(2)及金属箔(5)外侧捆扎绑紧扎带(3)，再在方形金属壳锂电池(1)上焊接导电排，并将电池模组分别装配到金属插箱(4)上。
8.如权利要求7所述的漏电保护的储能电池箱的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤，
S4，若以上方形金属壳锂电池(1)壳体与锂电池正极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总正极与金属插箱(4)之间的电路是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱(4)漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池(1)是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求；
若以上方形金属壳锂电池(1)壳体与锂电池负极电性连接，则测试步骤S3得到的储能电池箱的总负极与金属插箱(4)之间是否处于导通状态，若是，则说明金属插箱(4)漏电，该储能电池箱需要返修漏电部位，并确认方形金属壳锂电池(1)是否破损；若不是，则说明该储能电池箱绝缘性能满足要求。
9.如权利要求8所述的漏电保护的储能电池箱的制备方法，其特征在于：如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱(4)之间的阻值小于50毫欧，则说明方形金属壳锂电池(1)蓝膜发生破损，破损处通过金属膜和金属插箱(4)处于导通状态；如果步骤S4中储能电池箱的总正极或者总负极与金属插箱(4)之间的阻值大于2兆欧，则说明方形金属壳锂电池(1)蓝膜未发生破损。
10.如权利要求8所述的漏电保护的储能电池箱的制备方法，其特征在于：还包括以下步骤，
S5，将以上储能电池箱安装到现场后，金属插箱(4)电性接地。
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