CN114865115A - 锂离子电池组及电池包 - Google Patents

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CN114865115A CN202210446267.8A CN202210446267A CN114865115A CN 114865115 A CN114865115 A CN 114865115A CN 202210446267 A CN202210446267 A CN 202210446267A CN 114865115 A CN114865115 A CN 114865115A
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韩晓宇
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Abstract

本发明涉及一种锂离子电池组及电池包，包括：至少一个单体电池；泄爆机构，固定在所述单体电池上，以释放所述单体电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管，固定连接在所述泄爆机构上，以传送所述热失控烟气；点火装置，与所述汇流管固定连接，以将所述汇流管输送的热失控烟气点燃。本发明提供的锂离子电池及电池组，通过在电池壳体上设置泄爆机构和汇流管，将电池热失控时产生的热失控烟气定向释放并利用汇流管排出，再设置点火装置，将热失控烟气燃烧处理的方式，解决了电池热失控时产生热失控烟气无处排放而引发火灾的风险，相比现有技术结构简单，安全环保，效率高。

Description

锂离子电池组及电池包
技术领域
本发明涉及储能电池技术领域，特别是涉及一种锂离子电池组及电池包。
背景技术
锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池储能领域的进一步发展，锂离子电池的安全使用也越发受到关注。锂离子电池在热失控过程中会产生可燃气体，聚集在电池内部，如不能及时处理这些热失控烟气，则很容易引发火灾。
针对上述问题，目前储能电池领域还未提出解决方案。而车载电池领域则由CN208806333U公开了一种锂离子电池，包括：多个电池单体(110)；第一过滤装置(120)，与所述电池单体(110)连接，用以过滤所述电池单体(110)热失控后释放的易燃气体；燃烧室(200)；泵气装置(240)，与所述燃烧室(200)连接，用以向所述燃烧室(200)输入空气，以使所述空气与所述易燃气体混合形成混合气体；第二单向输气装置(410)，连接于所述第一过滤装置(120)和所述燃烧室(200)之间，所述易燃气体依次经过所述第一过滤装置(120)、所述第二单向输气装置(410)后进入所述燃烧室(200)；以及控制装置(500)，分别与所述第二单向输气装置(410)和所述泵气装置(240)电连接。所述锂离子电池可以避免将所述易燃气体排放到外界环境，引起环境污染和火灾。从所述电池单体释放的所述易燃气体能迅速与所述多个电池单体隔离，确保所述锂离子电池的安全。
然而上述专利用于车载电池且其结构复杂，使用效率低。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一个锂离子电池组，包括至少一个单体电池；
泄爆机构，固定在所述单体电池上，以释放所述单体电池热失控时产生的热失控烟气；
汇流管，固定连接在所述泄爆机构上，以传送所述热失控烟气；
点火装置，与所述汇流管固定连接，以将所述汇流管输送的热失控烟气点燃。
优选的，所述汇流管上还固定设置有防回火装置。
优选的，所述锂离子电池还包括缓冲装置，设置在点火装置之前。
优选的，所述缓冲机构上设置有泄压阀。
优选的，所述缓冲机构为弹性袋或压力容器。
优选的，所述点火装置为脉冲点火器；所述点火装置还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合点燃。
提供一种锂离子电池包，包括：箱体，以及置于所述箱体内的若干锂离子电池；
泄爆机构，固定在所述箱体上，以释放所述单体电池热失控时产生的热失控烟气；
汇流管，固定连接在所述泄爆机构上，以传送所述热失控烟气；
点火装置，与所述汇流管固定连接，以将所述汇流管输送的热失控烟气点燃。
优选的，所述汇流管上还固定设置有防回火装置。
优选的，所述锂离子电池包还包括缓冲装置，设置在所述点火装置之前；所述缓冲机构上还设置有泄压阀。
优选的，所述缓冲机构为弹性袋或压力容器。
优选的，所述点火装置为脉冲点火器；所述点火装置还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合点燃。
本发明提供的锂离子电池组及电池包，通过在电池上设置泄爆机构和汇流管，将电池热失控时产生的热失控烟气定向释放并利用汇流管排出，再设置点火装置，将热失控烟气燃烧处理的方式，解决了电池热失控时产生热失控烟气无处排放而引发火灾的风险，相比现有技术结构简单，安全环保，效率高。
附图说明
图1为一个实施例中锂离子电池组的示意图；
图2为一个实施例中锂离子电池组脉冲点火器的示意图；
图3为一个实施例中锂离子电池组的示意图；
图4为一个实施例中锂离子电池组的示意图；
图5为一个实施例中锂离子电池包的示意图；
图6为一个实施例中锂离子电池包的示意图；
图7为一个实施例中锂离子电池包的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本发明的锂离子电池的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本发明而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
如果没有特别的说明，本发明的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本发明的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明，本发明所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。
本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种锂离子电池，包括至少一个单体电池1；还包括泄爆机构2，固定在单体电池1上，泄爆机构2用于释放单体电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；点火装置4，与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃。点火装置4为脉冲点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。当单体电池数量大于1时，汇流管3与单体电池并联。
本实施例中，多个单体电池1可以并排排列构成锂离子电池组，点火装置4可远离单体电池1设置，防止点火时热失控烟气燃烧损伤单体电池1。
单体电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从单体电池1内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向单体电池1输送热失控烟气。在单体电池1产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启，每个单体电池均设置有泄爆机构2，任意一个单体电池因热失控产生热失控烟气时，均通过泄爆机构2进入汇流管3后，其他单体电池1仍正常工作。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
实施例2
如图3所示，本发明提供一种锂离子电池，包括至少一个单体电池1；还包括泄爆机构2，固定在单体电池1上，泄爆机构2用于释放单体电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；汇流管3上还固定设置有防回火装置5，用于防止热失控烟气点燃后反向燃烧进汇流管3内；点火装置4，与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃；点火装置4为脉冲点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。当单体电池数量大于1时，汇流管3与单体电池并联。
本实施例中，多个单体电池1可以并排排列构成锂离子电池，点火装置4可远离单体电池1设置，避免点火时热失控烟气燃烧不损伤单体电池1。
单体电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从单体电池1内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向单体电池1输送热失控烟气。在单体电池1产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启，每个单体电池均设置有泄爆机构2，任意一个单体电池因热失控产生热失控烟气时，均通过泄爆机构2进入汇流管3后，其他单体电池1仍正常工作。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器41将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
实施例3
如图4所示，如图3所示，本发明提供一种锂离子电池，包括至少一个单体电池1；还包括泄爆机构2，固定在单体电池1上，泄爆机构2用于释放单体电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；汇流管3上还固定设置有防回火装置5，用于防止热失控烟气点燃后反向燃烧进汇流管3内；点火装置4与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃；防回火装置5之前还固定设置了缓冲装置6，缓冲装置还包括泄压阀61，泄压阀61打开压力小于电池泄爆阀打开的压力，当热失控烟气通过汇流管3聚集到缓冲装置6后，达到一定压力时，泄压阀61打开，热失控烟气通过泄压阀到达点火装置4。点火装置4为脉冲点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。当单体电池数量大于1时，汇流管3与单体电池并联。
本实施例中，多个单体电池1可以并排排列构成锂离子电池，点火装置4可远离单体电池1设置，避免点火时热失控烟气燃烧不损伤单体电池1。
本实施例中，缓冲装置6为弹性袋或压力容器，能够承载一定压力，避免热失控烟气浓度过低，到达点火装置4时无法被点燃。
单体电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从单体电池1内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向单体电池1输送热失控烟气。在单体电池1产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启，每个单体电池均设置有泄爆机构2，任意一个单体电池因热失控产生热失控烟气时，均通过泄爆机构2进入汇流管3后，其他单体电池1仍正常工作。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
实施例4
如图5所示，本发明提供一种锂离子电池包，包括箱体7和置于箱体7的串联或并联的若干锂离子电池；还包括泄爆机构2，泄爆机构2可以是一个压力阀或者连通管，固定在箱体7上，泄爆机构2用于释放电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；点火装置4，与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃。点火装置4为脉冲点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。
本实施例中，点火装置4可远离箱体7设置，避免点火时热失控烟气燃烧不损伤电池。
电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从箱体7内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向箱体7输送热失控烟气。在箱体7产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
实施例5
如图6所示，本发明提供一种锂离子电池包，包括箱体7和置于箱体7的串联或并联的若干锂离子电池；还包括泄爆机构2，泄爆机构2可以是一个压力阀或者连通管，固定在箱体7上，泄爆机构2用于释放电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；汇流管3上还固定设置有防回火装置5，用于防止热失控烟气点燃后反向燃烧进汇流管3内；点火装置4，与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃；点火装置4为脉冲点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。当电池包数量大于1时，汇流管3与电池包并联。
本实施例中，点火装置4可远离箱体7设置，避免点火时热失控烟气燃烧不损伤电池。
电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从箱体7内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向箱体7输送热失控烟气。在箱体7产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
实施例6
如图7所示，本发明提供一种锂离子电池包，包括箱体7和置于箱体7的串联或并联的若干锂离子电池；还包括泄爆机构2，泄爆机构2可以是一个压力阀或者连通管，固定在箱体7上，泄爆机构2用于释放电池热失控时产生的热失控烟气；汇流管3，一端固定连接在泄爆机构2上，用于输送热失控烟气；汇流管3上还固定设置有防回火装置5，用于防止热失控烟气点燃后反向燃烧进汇流管3内；点火装置4，与汇流管3另一端固定连接，用于将汇流管3输送的热失控烟气点燃；回火装置5之前还固定设置了缓冲装置6，缓冲装置还包括泄压阀61，当热失控烟气通过汇流管3聚集到缓冲装置6后，达到一定压力时，泄压阀61打开，热失控烟气通过泄压阀到达点火装置4。点火装置4为脉冲点火器或其它电力点火器。点火装置4还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合。当电池包数量大于1时，汇流管3与电池包并联。
本实施例中，点火装置4可远离箱体7设置，避免点火时热失控烟气燃烧不损伤电池。
本实施例中，缓冲装置6为弹性袋或压力容器，能够承载一定压力，避免热失控烟气浓度过低，到达点火装置4时无法被点燃。
电池热失控时产生的热失控烟气包括但不限于氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体，因此汇流管3采用耐高温耐高压耐腐蚀的材料。
泄爆机构2的出气口可定向设置，仅能从箱体7内部向汇流管3输送热失控烟气，不能从汇流管3向箱体7输送热失控烟气。在箱体7产生的热失控烟气到达一定阈值时被定向爆破开启。
如图2所示，是本实施例的点火装置4。在本实施例中，点火装置4包括点火器41和进气口42。当热失控烟气从汇流管3输送到点火装置4后，热失控烟气喷出，空气从进气口42进入与热失控烟气混合，点火器将热失控烟气和空气的混合物点着，将热失控烟气无害化处理，方便简单高效，避免发生火灾或污染环境。
点火器41可为脉冲点火器，也可以是由电池管理系统控制的电力点火器。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种锂离子电池组，其特征在于，包括：
至少一个单体电池；
泄爆机构，固定在所述单体电池上，以释放所述单体电池热失控时产生的热失控烟气；
汇流管，固定连接在所述泄爆机构上，以传送所述热失控烟气；
点火装置，与所述汇流管固定连接，以将所述汇流管输送的热失控烟气点燃。
2.如权利要求1所述的锂离子电池组，其特征在于，所述汇流管上还固定设置有防回火装置。
3.如权利要求1所述的锂离子电池组，其特征在于，所述锂离子电池还包括缓冲装置，设置在所述点火装置之前。
4.如权利要求3所述的锂离子电池组，其特征在于，所述缓冲机构上设置有泄压阀。
5.如权利要求3所述的锂离子电池组，其特征在于，所述缓冲机构为弹性袋或压力容器。
6.如权利要求1所述的锂离子电池组，其特征在于，所述点火装置为脉冲点火器；所述点火装置还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合点燃。
7.一种锂离子电池包，其特征在于，包括：箱体，以及置于所述箱体内的若干锂离子电池；
泄爆机构，固定在所述箱体上，以释放所述单体电池热失控时产生的热失控烟气；
汇流管，固定连接在所述泄爆机构上，以传送所述热失控烟气；
点火装置，与所述汇流管固定连接，以将所述汇流管输送的热失控烟气点燃。
8.如权利要求7所述的锂离子电池包，其特征在于，所述汇流管上还固定设置有防回火装置。
9.如权利要求7所述的锂离子电池包，其特征在于，所述锂离子电池还包括缓冲装置，设置在点火装置之前；所述缓冲机构上还设置有泄压阀。
10.如权利要求7所述的锂离子电池包，其特征在于，所述缓冲机构为弹性袋或压力容器。
11.如权利要求7所述的锂离子电池包，其特征在于，所述点火装置为脉冲点火器；所述点火装置还包括进气口，用以通入空气，与热失控烟气混合点燃。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023051568A1 (zh) * 2021-09-29 2023-04-06 陕西奥林波斯电力能源有限责任公司 电池热失控烟气处理装置、处理方法、电池组及电池包
WO2024104278A1 (zh) * 2022-11-15 2024-05-23 双澳储能科技（西安）有限公司 一种电池组及储能设备
WO2024109820A1 (zh) * 2022-11-23 2024-05-30 双澳储能科技（西安）有限公司 一种储能系统

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