CN117013212A - 一种高安全锂或钠离子电池电极及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高安全锂或钠离子电池电极及电池，涉及电池技术领域。该高安全锂或钠离子电池，通过设置防护壳，防护盖，散热口以及热敏电致变色聚合体和导电铜粉层制成的电极，在正常温度下，热敏电致变色聚合体和导电铜粉层制成的电极可以实现电子的流动，实现导电，散热器可以及时将电池产生的热量排出，防止温度失控，而当温度急剧升高后，热敏电致变色聚合体延伸变长，使导电铜粉层断裂，隔断电子的流通，从而实现断电，防止短路造成温度进行升高，另外通过封堵板可以实现对散热口的封堵，防止燃烧后的电池对其他电池造成影响，解决了电芯燃烧可能会导致与之相连的其他电芯燃烧，造成产生难以扑灭的大火的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为一种高安全锂或钠离子电池电极及电池。
背景技术
锂离子电池和钠离子电池都是可充电电池，它们在电化学能源存储领域有广泛的应用，电池的正常充放电需要在一个合适的范围之内，锂离子电池内部过热会导致电解液蒸发，甚至导致短路热失控，即电池不受控制的自我加热过程，过流保护片是用于防止电池过充、过放电而引起的电池过温的保护器件。
在正常工作状态中元件电阻值远小于电路中的其余的电阻，当电流急速增加的时候，电池过流保护片对过流情况做出反应，从低电阻瞬间变高电阻来保护电池。阻抗的增加便限制了大电流的通过，从而将电池中的电流减少为任意电路元件均可以安全承载的电流值,而保护电池不受损坏。
在电动汽车中，多个电芯连接在一起，通过自动防故障装置，例如外部通风口、温度传感器或阻燃电解质，防止电池燃烧，尽管如此，一旦电芯自热失控，热失控现象可能从一个电芯蔓延到另一个电芯，将会导致与之相连的其他电芯燃烧，造成产生难以扑灭的大火。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高安全锂或钠离子电池电极及电池，解决了电芯燃烧可能会导致与之相连的其他电芯燃烧，造成产生难以扑灭的大火的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高安全锂或钠离子电池电极，包括热敏电致变色聚合体，所述热敏电致变色聚合体的表面喷涂有导电铜粉层，用于在正常温度下传输电子；在异常温度时，所述热敏电致变色聚合体延展拉伸以使其上的导电铜粉层断裂，阻断电子流动。
一种高安全锂或钠离子电池，包括储存电解液的电池壳，设置在电池壳内部的如上所述的高安全锂或钠离子电池电极，所述电池壳的表面安装有防护壳，所述防护壳的内部一体成形设置有用于对电池壳进行限位固定的支撑件；所述防护壳的顶部安装有用于对电池壳进行封装的防护盖，所述防护盖的顶部和防护壳的底部均开设有散热口，所述防护盖上的散热口处固定连接有散热器。
进一步地，所述支撑件设置为四个，分别位于电池壳的四个边角处，相邻的两个支撑件之间插接有散热器，所述散热器的表面与电池壳的表面活动连接；所述散热器与支撑件围成一个用于放置电池壳的内部空间，所述散热口和支撑件与防护壳的内侧壁之间形成散热通道，所述散热口的位置与散热通道的位置相对应。
进一步地，所述支撑件的两侧均开设有插槽，所述散热器的两侧均一体成形设置有插条，所述插槽的内侧壁与插条的表面活动连接。
进一步地，所述散热通道的内部固定连接有温度传感器，所述散热通道的内部设置有封口部件，其被装配为当温度传感器检测到散热通道内部温度异常时，封口部件将防护壳和防护盖上的散热口封堵。
进一步地，所述封口部件包括封堵板和传动结构，两个所述封堵板通过传动结构同步相向或是相离运动，其中一个所述封堵板的表面通过连接钢丝固定有电动推杆。
进一步地，所述电动推杆固定连接在防护盖的顶部，所述连接钢丝的一端与电动推杆固定连接，其另一端活动贯穿散热器的壳体并进入到散热通道的内部与封堵板固定连接；所述封堵板的表面一体成形设置有与散热口尺寸相适配的插柱。
进一步地，所述传动结构包括连接件和连接杆，两个所述连接杆的一端均通过短轴分别与连接件的两端活动连接，所述连接件通过固定轴与防护壳的内侧壁活动连接；所述连接杆远离连接件的一端通过圆轴与封堵板活动连接，所述防护壳内侧壁的底部固定连接有导向杆，所述导向杆的一端与防护盖的底部活动连接，所述封堵板的表面与导向杆的表面活动连接，两个所述封堵板之间通过连接弹簧固定连接。
进一步地，所述封堵板的表面固定连接有套接罩，所述套接罩的表面与导向杆的表面活动连接，所述连接弹簧与套接罩固定连接。
进一步地，所述防护盖包括封装部和插入部，所述封装部与插入部一体成形设置，所述封装部的表面与防护壳和电池壳的表面活动连接；所述插入部插入至相邻的两个支撑件之间，所述插入部的表面一体成形设置有固定条，所述固定条的表面与插槽的内侧壁活动连接。
本发明具有以下有益效果：
(1)、将采用热敏电致变色聚合体制成的电池电极安装在电池壳的内部，利用其表面通过超声波喷雾形成的导电铜粉层实现传输电子，当电池的发热达到90度--92度左右时，热敏电致变色聚合体延展拉伸，使其表面上的导电铜粉层断裂，进而阻断电子的流动，从而防止短路造成的发热失控，导电铜粉层断裂后，电池完全失效不再工作，防止起火爆炸。
(2)、该高安全锂或钠离子电池，通过设置防护壳，防护盖，散热口以及热敏电致变色聚合体和导电铜粉层制成的电极，在正常温度下，热敏电致变色聚合体和导电铜粉层制成的电极可以实现电子的流动，实现导电，散热器可以及时将电池产生的热量排出，防止温度失控，而当温度急剧升高后，热敏电致变色聚合体延伸变长，使导电铜粉层断裂，隔断电子的流通，从而实现断电，防止短路造成温度进行升高，解决了电芯燃烧可能会导致与之相连的其他电芯燃烧，造成产生难以扑灭的大火的问题。
(3)、该高安全锂或钠离子电池，通过设置温度传感器，封堵板，连接钢丝，连接杆以及连接件，在温度传感器检测到温度超过阈值时，电动推杆收缩，通过连接钢丝带动封堵板运动，封堵板上固定连接有套接罩，套接罩的表面与导向杆的表面活动连接，当连接钢丝带动封堵板运动时，其上连接的连接杆运动，从而带动连接件运动，进而通过另一个连接杆带动底部的封堵板运动，在导向杆的作用下，会使封堵板上的插柱插入到散热口的内部，对其进行封堵，即使电池燃烧，也会被封锁在防护壳的内部，不会对其他电池造成影响。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明高安全锂或钠离子电池整体结构示意图；
图2为本发明高安全锂或钠离子电池防护壳内部结构示意图；
图3为本发明高安全锂或钠离子电池散热器处结构示意图；
图4为本发明高安全锂或钠离子电池防护盖结构示意图；
图5为本发明高安全锂或钠离子电池封堵板处结构示意图；
图6为本发明高安全锂或钠离子电池电极结构示意图。
图中，1、热敏电致变色聚合体；2、导电铜粉层；3、电池壳；4、防护壳；5、支撑件；6、防护盖；601、封装部；602、插入部；7、散热口；8、散热器；9、插槽；10、插条；11、温度传感器；12、封堵板；13、连接钢丝；14、电动推杆；15、插柱；16、连接件；17、连接杆；18、导向杆；19、连接弹簧；20、套接罩；21、固定条。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。
请参阅图6，本发明高安全锂或钠离子电池电极，包括热敏电致变色聚合体1，热敏电致变色聚合体1的表面喷涂有导电铜粉层2，用于在正常温度下传输电子；在异常温度时，热敏电致变色聚合体1延展拉伸以使其上的导电铜粉层2断裂，阻断电子流动。
热敏电致变色聚合体1即TEPs，是一种高分子材料，具有温度敏感的电学性质，正常情况下都传输电子，当内部过热时会很快转变为绝缘材料，当电池的发热达到90度--92度左右时，热敏电致变色聚合体1延展拉伸，使其表面上的导电铜粉层2断裂，进而阻断电子的流动，从而防止短路造成的发热失控，导电铜粉层2断裂后，电池完全失效不再工作，防止起火爆炸。
一种高安全锂或钠离子电池，如图1-图5所示，包括储存电解液的电池壳3，设置在电池壳3内部的如上的高安全锂或钠离子电池电极，电池壳3的表面安装有防护壳4，防护壳4的内部一体成形设置有用于对电池壳3进行限位固定的支撑件5；防护壳4的顶部安装有用于对电池壳3进行封装的防护盖6，防护盖6的顶部和防护壳4的底部均开设有散热口7，防护盖6上的散热口7处固定连接有散热器8。
具体地，支撑件5设置为四个，分别位于电池壳3的四个边角处，相邻的两个支撑件5之间插接有散热器8，散热器8的表面与电池壳3的表面活动连接；散热器8与支撑件5围成一个用于放置电池壳3的内部空间，散热口7和支撑件5与防护壳4的内侧壁之间形成散热通道，散热口7的位置与散热通道的位置相对应。
本实施方案中，散热器8设置在支撑件5之间，其与电池壳3的表面接触，可以吸收电池充放电过程中产生的热量，将其散失在散热通道的内部，最后通过散热器8将散热通道内部的热量排出，实现散热，防止电池的温度过高。
具体地，支撑件5的两侧均开设有插槽9，散热器8的两侧均一体成形设置有插条10，插槽9的内侧壁与插条10的表面活动连接。
本实施方案中，通过插条10和插槽9可以实现散热器8的安装和拆卸，不需要使用螺钉等结构，便于组装，同时也可以很好的对散热器8进行限位。
具体地，散热通道的内部固定连接有温度传感器11，散热通道的内部设置有封口部件，其被装配为当温度传感器11检测到散热通道内部温度异常时，封口部件将防护壳4和防护盖6上的散热口7封堵。
封口部件包括封堵板12和传动结构，两个封堵板12通过传动结构同步相向或是相离运动，其中一个封堵板12的表面通过连接钢丝13固定有电动推杆14。
本实施方案中，温度传感器11可以实时监测到散热通道内部的温度，当温度超过阈值，该阈值大于热敏电致变色聚合体1发生形变的温度，一旦达到该阈值，电动推杆14将通过连接钢丝13使封堵板12运动，在传动结构的作用下，另一个封堵板12也同步运动，实现对防护盖6和防护壳4上的散热口7的封闭，防止火焰外泄，对其他电池造成影响。
具体地，电动推杆14固定连接在防护盖6的顶部，连接钢丝13的一端与电动推杆14固定连接，其另一端活动贯穿散热器8的壳体并进入到散热通道的内部与封堵板12固定连接；封堵板12的表面一体成形设置有与散热口7尺寸相适配的插柱15。
本实施方案中，在封堵板12上固定连接有插柱15，在对散热口7进行封堵时，插柱15可以插入到散热口7的内部，实现对散热口7的更全面封堵。
具体地，传动结构包括连接件16和连接杆17，两个连接杆17的一端均通过短轴分别与连接件16的两端活动连接，连接件16通过固定轴与防护壳4的内侧壁活动连接；连接杆17远离连接件16的一端通过圆轴与封堵板12活动连接，防护壳4内侧壁的底部固定连接有导向杆18，导向杆18的一端与防护盖6的底部活动连接，封堵板12的表面与导向杆18的表面活动连接，两个封堵板12之间通过连接弹簧19固定连接。
封堵板12的表面固定连接有套接罩20，套接罩20的表面与导向杆18的表面活动连接，连接弹簧19与套接罩20固定连接。
本实施方案中，在这次情况下，连接弹簧19使两个封堵板12处于与防护盖6和防护壳4脱离的状态，从而可以在散热器8启动时，实现散热通道内部热量的散失，在封堵板12运动的过程中，套接罩20和导向杆18可以起到导向和限位的作用，防止封堵板12运动偏移，有利于插柱15直接插入到散热口7的内部。
具体地，防护盖6包括封装部601和插入部602，封装部601与插入部602一体成形设置，封装部601的表面与防护壳4和电池壳3的表面活动连接；插入部602插入至相邻的两个支撑件5之间，插入部602的表面一体成形设置有固定条21，固定条21的表面与插槽9的内侧壁活动连接。
本实施方案中，防护盖6包括封装部601和插入部602，在安装时，插入部602直接插接到支撑件5之间，在插入部602上还一体成形设置有固定条21，可以与插槽9的内侧壁连接，并且固定后，插入部602可以对散热器8进行固定，防止其晃动。
使用时，将采用热敏电致变色聚合体1制成的电池电极安装在电池壳3的内部，利用其表面通过超声波喷雾形成的导电铜粉层2实现传输电子，当电池的发热达到90度--92度左右时，热敏电致变色聚合体1延展拉伸，使其表面上的导电铜粉层2断裂，进而阻断电子的流动，从而防止短路造成的发热失控，导电铜粉层2断裂后，电池完全失效不再工作，防止起火爆炸。
电池壳3安装在防护壳4的内部，利用防护壳4和设置在防护壳4上的防护盖6对其进行保护，同时在防护盖6和防护壳4上均开设有散热口7，用于散热，其中防护壳4的内部固定连接有支撑件5，支撑件5的数量设置为四个，分别与电池壳3的四个边角接触，用于对其进行限位和固定，另外在支撑件5之间设置有散热器8，散热器8的表面与电池壳3的表面接触，用于吸收电池运行过程中产生的热量，并将热量散失到散热通道的内部，为了加快散热，在防护盖6上的散热口7固定连接有散热器8，用于将散热通道内部的热量排出，通过防护壳4底部的散热口7吸入低温空气，实现热量的散失。
进一步的，在散热通道的内部固定连接有温度传感器11，温度传感器11可以实时监测防护壳4内部的温度，当上述的热敏电致变色聚合体1支撑的电极在异常温度下存在断电异常，导致电池温度持续升高时，为了防止电池燃烧可能会对其他电池造成影响，可以将其完全封装在防护壳4的内部，防止火焰通过散热口7泄露。
在温度传感器11检测到温度超过阈值时，电动推杆14收缩，通过连接钢丝13带动封堵板12运动，封堵板12上固定连接有套接罩20，套接罩20的表面与导向杆18的表面活动连接，当连接钢丝13带动封堵板12运动时，其上连接的连接杆17运动，从而带动连接件16运动，进而通过另一个连接杆17带动底部的封堵板12运动，在导向杆18的作用下，会使封堵板12上的插柱15插入到散热口7的内部，对其进行封堵，即使电池燃烧，也会被封锁在防护壳4的内部，不会对其他电池造成影响。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和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，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (10)
1.一种高安全锂或钠离子电池电极，其特征在于,包括热敏电致变色聚合体(1)，所述热敏电致变色聚合体(1)的表面喷涂有导电铜粉层(2)，用于在正常温度下传输电子；在温度升至预定温度时，所述热敏电致变色聚合体(1)延展拉伸以使其上的导电铜粉层(2)断裂，阻断电子流动。
2.一种高安全锂或钠离子电池，包括储存电解液的电池壳(3)，设置在电池壳(3)内部的如权利要求1所述的高安全锂或钠离子电池电极，其特征在于：所述电池壳(3)的表面安装有防护壳(4)，所述防护壳(4)的内部一体成形设置有用于对电池壳(3)进行限位固定的支撑件(5)；
所述防护壳(4)的顶部安装有用于对电池壳(3)进行封装的防护盖(6)，所述防护盖(6)的顶部和防护壳(4)的底部均开设有散热口(7)，所述防护盖(6)上的散热口(7)处固定连接有散热器(8)。
3.根据权利要求2所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述支撑件(5)设置为四个，分别位于电池壳(3)的四个边角处，相邻的两个支撑件(5)之间插接有散热器(8)，所述散热器(8)的表面与电池壳(3)的表面活动连接；
所述散热器(8)与支撑件(5)围成一个用于放置电池壳(3)的内部空间，所述散热口(7)和支撑件(5)与防护壳(4)的内侧壁之间形成散热通道，所述散热口(7)的位置与散热通道的位置相对应。
4.根据权利要求3所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述支撑件(5)的两侧均开设有插槽(9)，所述散热器(8)的两侧均一体成形设置有插条(10)，所述插槽(9)的内侧壁与插条(10)的表面活动连接。
5.根据权利要求3所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述散热通道的内部固定连接有温度传感器(11)，所述散热通道的内部设置有封口部件，其被装配为当温度传感器(11)检测到散热通道内部温度异常时，封口部件将防护壳(4)和防护盖(6)上的散热口(7)封堵。
6.根据权利要求5所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述封口部件包括封堵板(12)和传动结构，两个所述封堵板(12)通过传动结构同步相向或是相离运动，其中一个所述封堵板(12)的表面通过连接钢丝(13)固定有电动推杆(14)。
7.根据权利要求6所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述电动推杆(14)固定连接在防护盖(6)的顶部，所述连接钢丝(13)的一端与电动推杆(14)固定连接，其另一端活动贯穿散热器(8)的壳体并进入到散热通道的内部与封堵板(12)固定连接；
所述封堵板(12)的表面一体成形设置有与散热口(7)尺寸相适配的插柱(15)。
8.根据权利要求6-7任一项所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述传动结构包括连接件(16)和连接杆(17)，两个所述连接杆(17)的一端均通过短轴分别与连接件(16)的两端活动连接，所述连接件(16)通过固定轴与防护壳(4)的内侧壁活动连接；
所述连接杆(17)远离连接件(16)的一端通过圆轴与封堵板(12)活动连接，所述防护壳(4)内侧壁的底部固定连接有导向杆(18)，所述导向杆(18)的一端与防护盖(6)的底部活动连接，所述封堵板(12)的表面与导向杆(18)的表面活动连接，两个所述封堵板(12)之间通过连接弹簧(19)固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述封堵板(12)的表面固定连接有套接罩(20)，所述套接罩(20)的表面与导向杆(18)的表面活动连接，所述连接弹簧(19)与套接罩(20)固定连接。
10.根据权利要求9所述的一种高安全锂或钠离子电池，其特征在于：所述防护盖(6)包括封装部(601)和插入部(602)，所述封装部(601)与插入部(602)一体成形设置，所述封装部(601)的表面与防护壳(4)和电池壳(3)的表面活动连接；
所述插入部(602)插入至相邻的两个支撑件(5)之间，所述插入部(602)的表面一体成形设置有固定条(21)，所述固定条(21)的表面与插槽(9)的内侧壁活动连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310863293.5A CN117013212A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高安全锂或钠离子电池电极及电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202310863293.5A CN117013212A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高安全锂或钠离子电池电极及电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117013212A true CN117013212A (zh) | 2023-11-07 |
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ID=88570256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310863293.5A Pending CN117013212A (zh) | 2023-07-14 | 2023-07-14 | 一种高安全锂或钠离子电池电极及电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117013212A (zh) |
-
2023
- 2023-07-14 CN CN202310863293.5A patent/CN117013212A/zh active Pending
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