CN115172954A - 释放气体的复合层、单元及电池防爆组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了释放气体的复合层，属于复合层领域，包括第一物质层，其含有固体状态的第一物质；第二物质层，其含有固体状态的第二物质；隔离层，其位于第一物质层和第二物质层之间，用于隔离第一物质和第二物质，并能够允许液体通过；本发明还公开了释放气体的单元以及电池防爆组件。
Description
技术领域
本发明涉及释放气体领域。
背景技术
为了得到一些特定的气体，如二氧化碳等，通常需要将酸溶液和碱溶液或者固体混合化学反应释放气体，释放的二氧化碳能够及时的进行降温或者灭火等。
在科技发展的今天，锂电池在各行各业中越来越得到广泛的应用，但是锂电池的缺点也很突出，比如电池在被碰撞和冲击后极易发生内部短路导致电芯发生热失控，还有电池在夏天大倍率使用后电池温度超高也极易发生热失控。
为了解决锂电池的热失控问题，公告号为CN208256775U的专利文献公开了一种防爆锂电池，其在锂电池本体和所述隔爆外壳之间的间隙中填充有在受热时能发生吸热反应并产生二氧化碳的碳酸盐防爆层，上述方案在使用的时候，发现为了使得碳酸盐能够吸热并释放二氧化碳，温度要足够的高，其无法在锂电池热失控初期就能够释放二氧化碳。
发明内容
为了解决现有技术当中存在的问题，本发明公开了一种释放气体的复合层，包括：
第一物质层，其含有固体状态的第一物质；
第二物质层，其含有固体状态的第二物质；
隔离层，其至少一层位于第一物质层和第二物质层之间，用于隔离第一物质和第二物质，并能够允许液体通过，复合层的表面由隔离层固定。
所述的第一物质能够溶解于第一溶剂并形成第一溶液，第一溶液能够和第二物质反应并释放气体。
在改进的方案当中，所述的第二物质能够溶解于第一溶剂并形成第二溶液，第一溶液和第二溶液能够反应并释放气体。
在改进的方案当中，所述的第一物质为酸性物质、第二物质为碱性物质；或者第一物质为碱性物质，第二物质为酸性物质，所述气体为二氧化碳，第一溶剂为水。
在改进的方案当中，酸性物质选自为酒石酸、乙二胺四乙酸；碱性物质选自碳酸氢钠、碳酸钠。
在改进的方案当中，隔离层包含无纺布，无纺布用于隔离第一物质和第二物质。
在改进的方案当中，所述的释放气体的复合层为多层卷状结构。
本发明还公开了一种释放气体的单元，包括：
所述的复合层；
溶剂释放件，其能够向复合层所述的第一溶剂。
在改进的方案当中，其还包括有动力件，所述的动力件能够控制溶剂释放件向复合层释放第一溶剂。
在改进的方案当中，所述的溶剂释放件释放溶剂的端部延伸到复合层内部。
本发明还公开了一种电池防爆组件，包括有：
箱体，其内设有容纳电池的容纳腔；
传感器单元，其能够检测容纳腔的电池数据，并将数据传输到控制器；
在改进的方案当中，其能够被控制器控制向容纳腔中释放阻燃气体；
排气单元，当容纳腔中气压升高时，其能够排放容纳腔中的气体。
本发明公开的复合层以及释放气体的单元，能够快速有效的释放大量的气体，以保护锂电池。
附图说明
图1本发明防爆组件的示意图；
图2是打开状态下防爆组件的示意图；
图3是出气单元的示意图；
图4是排气单元的示意图；
图5是复合层的示意图；
图6是复合层的放大图；
图7是排气单元的截面图；
图中标记：100-下箱体，110-锁扣，120-电源，130-蜂鸣器，140-容纳腔，150-隔板，160-出气单元，161-复合层，1611-第一物质层，1612-第二物质层，1612-隔离层，162-溶剂释放件，163-动力件，200-上盖体，210-把手，220-排气单元，221-第一泄压阀，222-储液件，223-第二泄压阀，2231-泄压口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作详细的说明。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件,本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
如图5和图6所示，为了解决现有技术当中存在的问题，本实施例公开了一种释放气体的复合层，包括第一物质层1611、第二物质层1612、隔离层1613。第一物质层1611其含有固体状态的第一物质；第二物质层1612含有固体状态的第二物质；在一个复合层中，如图5和6所示，可以设置有多个第一物质层和第二物质层依次堆积，如5层、6层、7层或者更多的层等。每层的厚度根据需要设置，通常可以为1mm-100mm不等，也可以根据需要继续增加厚度，每层的厚度可以一致，也可以不一致。所述的第一物质和第二物质相互之间是可以发生反应生成气体的，所述的气体可以是二氧化碳、氧气等，具体根据需要气体的类型设置第一物质和第二物质的品种。
所述的第一物质能够溶解于第一溶剂并形成第一溶液，第一溶液能够和第二物质反应并释放气体，所述的第二物质能够溶解于第一溶剂并形成第二溶液，第一溶液和第二溶液能够反应并释放气体。具体的方案当中，所述的第一物质为酸性物质、第二物质为碱性物质；或者第一物质为碱性物质，第二物质为酸性物质，所述气体为二氧化碳，第一溶剂为水，酸性物质选自为酒石酸、乙二胺四乙酸；碱性物质选自碳酸氢钠、碳酸钠。优选的方案当中，第一物质为酒石酸，第二物质为碳酸氢钠，第一物质或者第二物质可以是晶体，也可以是粉末，优选的采用粉末。
所述的隔离层1612位于第一物质层1611和第二物质层1612之间，用于隔离第一物质和第二物质，并能够允许液体通过。当第一物质和第二物质为固体状态，优选的为固体粉末状态下的时候，所述的隔离层能够将第一物质和第二物质相互隔离，两者之间不会接触并反应。当需要特定气体的时候(如二氧化碳)，这个时候，外部向复合层释放第一溶剂(如水)，第一物质或/和第二物质的粉末状态遇水溶解，溶解后形成的溶液通过隔离层，并和另外一层物质(可以是固体，也可以是溶液)混合，发生反应，释放气体。在一个具体的方案当中，所释放的气体是二氧化碳，能够用于降温灭水。
相对于现有的一些技术最初直接用溶液反应，本发明避免了酸或者碱溶液对设备的腐蚀问题。同时本发明的复合层能够使得物质之间接触面积更大，使得反应更加的迅速，短时间能够形成大量的气体。同时当采用酒石酸和碳酸氢钠反应的时候，能够释放二氧化碳气体以及水，释放的水能够保持反应继续进行，所以只需要少量的水引发反应的开始，减小部件的体积和重量。
作为隔离层的优选，隔离层优选为无纺布，无纺布用于隔离第一物质和第二物质。所述的释放气体的复合层为多层卷状结构。同时，本发明的复合层能够预先就制作，然后再安装相应的设备当中，安装方便。并且卷状结构能够根据设备空间的形状和大小，自由放置，使用更加的灵活。
本实施例还公开了一种释放气体的单元，如图3所示，包括所述的复合层161和溶剂释放件162，所述的溶剂释放件162能够向复合层释放所述的第一溶剂。所述释放气体的单元还包括有动力件163，所述的动力件能够控制溶剂释放件162向复合层释放第一溶剂。
在优选的方案当中，所述的溶剂释放件162释放溶剂的端部延伸到复合层内部，更优选的，如图3所示，溶剂释放件162为注射器，注射器含有针头，针头能够插入到复合层中并向复合层释放溶剂，注射器的另一端连接有动力件163，注射器设有一个柄部结构，动力件能够控制柄部结构前进后退并释放溶剂。所述的动力件为现有常规的动力件，其能够控制柄部结构前进和后退即可。
本实施例还公开了一种所述的释放气体的单元的具体用途，具体是一种电池防爆组件，所述的电池防爆组件包括有箱体、传感器单元和释放气体的单元、出气单元。其主要用于小型锂电池组的收纳和存储，在使用时将锂电池组放入箱体内，隔绝与外部设施和环境的接触。该装置在发生锂电池热失控时可以立即报警，并触发活性物质复合层发生反应释放阻燃气体并降温。
如图1所示，在一个优选的实施例当中，所述的箱体包括有下箱体100和上盖体200，所述的下箱体100和上盖体200在一端形成铰接结构，使得上盖体200能够打开和闭合，下箱体100和上盖体200的之间设有锁扣110以及密封胶。所述的密封胶对箱体进行密封，所述的锁扣110能够对下箱体100和上盖体200进行锁住以及封闭。在更优选的方案当中，上盖体的上表面设有把手210，使得操作人员通过把手210能够更好的移动电池防爆组件。在一个具体的实施例当中，下箱体100和上盖体采用SUS304材质。
如图2所示为箱体打开时候的示意图，电池(比如锂电池)位于容纳腔140当中，容纳腔的底部设有隔板150，隔板150上设有若干个通孔，隔板150上部一侧安装电池，下部一侧和箱体底部形成隔层，隔层安装有所述的释放气体的单元，具体的为如图3所示的出气单元160，当出气单元160释放二氧化碳气体的时候，能够通过通孔进入隔板上侧的容纳腔，对锂电池周围进行降温灭火。在一个优选的方案当中，所述的隔板150采用金属材料。
如图2所示，箱体的侧面设有夹层170，夹层170中使用浸水的吸水棉作为吸热隔热层，以快速导出并阻隔锂电池热失控时的热量，进一步降低锂电池自燃带来的风险。
传感器单元包括温度和/或烟雾传感器，其位于容纳腔的内侧壁上，其能够感应到锂电池的受热和自燃风险，所述的传感器连接有一个控制器，所述的控制器连接位于箱体外部的电源120以及位于箱体外部的警报组件，当容纳腔内有异常情况的时候，警报组件能够释放警报信号，所述的警报组件可以是光警报器或者声音警报器，相应的警报信号是光信号或者声音信号。在一个优选的方案当中，所述的警报组件为蜂鸣器130，当箱体内有异常的时候，其能够释放声音警报信号。
在一个优选的实施例当中，动力件163为现有的磁吸和弹簧结构，其和所述的控制器无线或者有线连接，用于接收控制器指令，当控制器接收到传感器的热失控信号的时候，能够控制动力件163，进而控制注射器向复合层注射水，以使得复合层释放二氧化碳，通过通孔上移，抑制电池的热失控情况。
如图1所示，为本实施例排气单元的示意图，所述的排气单元用于排放容纳腔中的气体，在具体的一个实施例当中，出气单元160释放二氧化碳气体，对容纳腔中的电池进行降温，使得容纳腔气压升高，容纳腔中的气体因此从排气单元220处排出。所述的排气单元优选的设置在箱体的上部，具体的是为上盖体200侧面边缘，以利用将热气排出。
优选的，当容纳腔中正常的时候，所述的排气单元能够自动封闭，当容纳腔中的气压升高的时候，排气单元220能够自动打开以排放气体。现有的排气单元通常是设有一个排气阀，直接向外界排放热气，这种直接排放热气的方式容易损坏周围的人或者物体，甚至引起火灾等。因此，为了解决这个问题，在优选的方案当中，排气单元220包括有第一泄压阀221、第二泄压阀223、储液件222，储液件内设有降温液体，第一泄压阀221一端和容纳腔连通，另一端延伸到降温液体内，并向降温液体内释放气体，降温液体对气体进行降温；第二泄压阀223一端位于降温液体之外并接受降温液体释放的气体，另一端延伸到箱体外部以排放气体。所述的第一泄压阀221和第二泄压阀内设有现有的弹簧组件，当容纳腔中气压过大的时候，弹簧组件能够使得第一泄压阀221打开，开始释放气体。所以当有爆燃气从箱体内产生时，气体从第一泄压阀进入到降温液体中快速降温，并从第二个泄压阀中排出，其中第一个泄压阀的出气口是位于液面以下。在改进的实施例当中，第一泄压阀的出气口有多个孔状结构(多孔陶瓷套管)，所有的孔都可以排出气体并都位于液面以下，可以将高压高热气体快速分散进入降温液体中降温，并产生气泡包裹住高温气体进一步加速温度的下降。
继续如图4所示，第二泄压阀出气端做格栅处理，第二泄压阀的出气端侧面设有若干个泄压口2231，可以有效的防止锂电池爆燃时的爆燃气对防爆箱外部环境产生伤害。
气体在降温液体中产生热气泡，并上浮露出水面，进而进入第二泄压阀223，现有的降温液体如水，气体在降温液体中产生的气泡比较大，气泡和液体的接触面积小，同时气泡露出液面马上破裂，不利用对气体进行降温。因此，在改进的实施例当中，所述的降温液体包括水以及表面活性剂组成，所述的表面活性剂采用常规的表面活性剂，所述的表面活性剂能够使得热气体进入降温液体内部能够形成更小更多的气泡，能够增大热气和降温接触的面积，同时气泡在露出液面后能够存在更长的时候，以提高降温效果。
本实施所述的排气单元可用于反应产生的阻燃气体排空用，也可以用于设备防爆泄压并对排出气体降温，有效保护周围环境，可以在作业或者外出拍照时随身携带。在使用完一次之后可以快速更换复合层和添加注射器中的水，确保可以快速更新和使用。
Claims (10)
1.释放气体的复合层，其特征在于，包括：
第一物质层(1611)，其含有固体状态的第一物质；
第二物质层(1612)，其含有固体状态的第二物质；
隔离层(1613)，至少一层隔离层位于第一物质层(1611)和第二物质层(1612)之间，用于隔离第一物质和第二物质，并能够允许液体通过；
所述的第一物质能够溶解于第一溶剂并形成第一溶液，第一溶液能够和第二物质反应并释放气体。
2.根据权利要求1所述的释放气体的复合层，其特征在于，所述的第二物质能够溶解于第一溶剂并形成第二溶液，第一溶液和第二溶液能够反应并释放气体。
3.根据权利要求1所述的释放气体的复合层，其特征在于，所述的第一物质为酸性物质、第二物质为碱性物质；或者第一物质为碱性物质，第二物质为酸性物质；所述气体为二氧化碳，第一溶剂为水。
4.根据权利要求3所述的释放气体的复合层，其特征在于，酸性物质选自为酒石酸、乙二胺四乙酸；碱性物质选自碳酸氢钠、碳酸钠。
5.根据权利要求1所述的释放气体的复合层，其特征在于，隔离层包含无纺布，无纺布用于隔离第一物质和第二物质。
6.根据权利要求1-5任一项所述的释放气体的复合层，其特征在于，其为多层卷状结构。
7.释放气体的单元，其特征在于，包括：
权利要求1-6任一项所述的复合层；
溶剂释放件(162)，其能够向复合层释放权利要求1-5任一项所述的第一溶剂。
8.根据权利要求7所述的释放气体的单元，其特征在于，其还包括有动力件(163)，所述的动力件能够控制溶剂释放件(162)向复合层释放第一溶剂。
9.根据权利要求8所述的释放气体的单元，其特征在于，所述的溶剂释放件(162)释放溶剂的端部延伸到复合层内部。
10.电池防爆组件，其特征在于，包括有：
箱体，其内设有容纳电池的容纳腔(140)；
传感器单元，其能够检测容纳腔的电池数据，并将数据传输到控制器；
权利要求8或9所述的释放气体的单元，其能够被控制器控制向容纳腔中释放阻燃气体；排气单元，当容纳腔中气压升高时，其能够排放容纳腔中的气体。
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