CN117977132A - 一种防电解液泄漏的三元锂电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，尤其是一种防电解液泄漏的三元锂电池包，包括壳体，壳体内设置有多组均匀分布的电池单元，电池单元下端均设置有导流件，壳体内固定安装有隔离板，电池单元和导流件均穿过隔离板，隔离板与壳体之间形成有第一空腔，导流件下端设置为锥状并延伸至第一空腔内，通过设置导流件为毛细多孔材料，导流件可吸收电池单元上的电解液，导流件上的电解液在重力作用下沉降至下方，由于导流件的下端位于第一空腔内，从而泄露出来的电解液被导流件快速吸收，电解液主要被隔离在第一空腔内，可避免电解液随意流动，减少电解液对电池或其他零部件造成不良影响的情况。

Description

一种防电解液泄漏的三元锂电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种防电解液泄漏的三元锂电池包。

背景技术

随着电动汽车、便携式电子设备和其他新能源应用的迅速发展，三元锂电池以其高能量密度、长循环寿命和稳定的性能而得到广泛应用。然而，在实际使用过程中，电池的安全性，特别是防止电解液泄漏的问题，一直是制约其进一步应用的关键因素。传统的三元锂电池包设计虽然在一定程度上满足了使用需求，但在面对振动、冲击、高温或过充等极端条件时，仍有可能出现电解液泄漏的情况。电解液泄漏不仅会降低电池的性能和寿命，还可能导致电池内部短路、热失控甚至引发火灾等严重安全问题。

由于现有的三元锂电池包多通过对电池单元进行改进，使其不易发生电解液泄漏的情况，但在面对振动、冲击、高温或过充等极端条件时，仍有可能出现电解液泄漏的情况，若不对泄漏的电解液进行隔离，会对电池或其他零部件造成不良影响，为此我们提出一种防电解液泄漏的三元锂电池包。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在三元锂电池包无法对泄漏的电解液进行隔离的缺点，而提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种防电解液泄漏的三元锂电池包，包括壳体，所述壳体内设置有多组均匀分布的电池单元，所述电池单元下端均设置有导流件，所述导流件顶部设置有凹槽且所述导流件套设在电池单元下端并与导流件处于接触状态，所述电池单元底部固定安装有两个间隔设置的支撑件，所述壳体内固定安装有隔离板，所述电池单元和导流件均穿过隔离板，所述隔离板与壳体之间形成有第一空腔，所述导流件下端设置为锥状并延伸至第一空腔内。

所述壳体内底部开设有多个滑槽，所述支撑件下端分别延伸至滑槽内且可沿着滑槽滑动，所述滑槽内均固定安装有导杆，所述导杆贯穿支撑件，所述导杆两端均套有弹簧，所述弹簧两端分别固连在支撑件上和滑槽内侧。

进一步设置是：所述导流件由毛细多孔材料制成，所述壳体由铝合金材质制成且壳体表面形成有一层致密的氧化铝薄膜。

进一步设置是：所述导流件锥状下端延伸为条状，所述导流件下端均设置有挤压机构，所述导流件下端延伸至挤压机构内，所述导流件下端均设置有驱动机构，所述驱动机构安装在壳体内，所述驱动机构与挤压机构相连。

进一步设置是：所述挤压机构包括活动座，所述活动座设置在导流件下端，所述活动座上可转动安装有两个间隔设置的转轴，所述转轴一端均固定安装有筒体，所述筒体上均设置有挤压部，两侧的所述挤压部对称分布，所述导流件下端穿过两个挤压部之间的间隙处。

进一步设置是：所述驱动机构包括两个传动轮，两个所述传动轮分别固定连接在两个转轴上，两个所述传动轮啮合，位于一侧的所述转轴外套设有两个间隔设置的环形片，所述活动座上固定安装有连接块，所述连接块与两个环形片固定连接，两个所述环形片之间设置有卷簧，所述卷簧套设在转轴外，所述卷簧内端与转轴固连且卷簧外端固连在连接块上，所述活动座下端设有两个间隔设置的液压杆，所述液压杆固定安装在壳体内且液压杆输出端均固连在活动座上。

进一步设置是：所述壳体上安装有检测器，所述检测器可检测电池单元表面的湿度和电池单元内部压力，所述壳体上安装有控制装置，所述控制装置可控制液压杆的工作。

进一步设置是：所述驱动机构还包括扇形齿轮，所述扇形齿轮固连在位于一侧的转轴上，所述壳体内固定安装有齿条，所述齿条与扇形齿轮啮合，位于一侧的所述传动轮上开设有限位孔，所述活动座上开设有导向槽，所述导向槽内滑动设置有插销，所述插销一端可插入限位孔内，所述导向槽内固连有弹性件，所述弹性件另一端固连在插销上，所述插销上固定安装有楔形块，所述壳体内固定安装有顶块，所述顶块上端设置有斜面，所述顶块上端的斜面与楔形块配合设置。

进一步设置是：所述筒体内部中空设置，所述挤压部一端插入筒体内，所述挤压部两侧均固连有挡块，所述筒体内固定安装有多个呈圆周阵列分布的内块，所述挡块上均固定连接有第一弹性条，所述第一弹性条另一端固连在内块上，所述筒体内放置有条形柱，所述条形柱两侧均设置有条形片，所述条形片固连在筒体内，所述条形柱上的两侧处均固定连接有第二弹性条，所述第二弹性条端部固连在同侧的条形片上，所述筒体内填充有热敏气体。

进一步设置是：所述导流件内两侧均设置有第二空腔，所述导流件上固定连接有两个对称分布的软管，所述软管上端与其同侧的第二空腔连通，所述软管另一端可转动安装在与其同侧的筒体外端圆心处，所述软管与筒体连通。

进一步设置是：多个所述电池单元的上端设置有防尘网，且所述防尘网安装在壳体上，多个所述电池单元外缠绕有两个上下间隔分布的绑带。

本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包，有益效果在于：

1、通过设置导流件为毛细多孔材料，导流件可吸收电池单元上的电解液，导流件上的电解液在重力作用下沉降至下方，由于导流件的下端位于第一空腔内，从而泄露出来的电解液被导流件快速吸收，且电解液主要被隔离在第一空腔内，可避免电解液随意流动，减少电解液对电池或其他零部件造成不良影响的情况。

2、壳体具有良好的导热性能，可对电池的散热起到促进作用，铝合金材质的壳体具有电磁屏蔽属性，可减少电池单元受到的电磁干扰影响，提高电池单元的电磁兼容性和运行稳定性，壳体表面的致密氧化铝薄膜可提高壳体的耐腐蚀性能。

3、弹簧可对电池单元起到缓冲和减震的作用，配合导流件自身的弹性，导流件位于电池单元与隔离板之间，导流件可缓冲电池单元与隔离板之间的碰撞作用力。

4、通过设置驱动机构配合挤压机构，挤压机构可沿着导流件下端进行挤压工作，从而将导流件上的电解液排出，在电池电解液发生大量泄漏时，导流件上的电解液被快速排出，可减少导流件的含水量，进而提高导流件吸液性能，使导流件可持续进行吸液工作。

5、通过设置条形柱与筒体内壁摩擦加剧而产生大量热量，筒体内气压升高而推动挤压部向外移动，从而两侧的挤压部之间的间距缩小，两侧的挤压部压缩导流件的下端位置，可使此处导流件（毛细多孔材料）内部的气孔处于堵塞状态，从而隔断液体的通路，从而在电池包晃动剧烈的情况下，提高第一空腔隔离电解液的密封性，且避免电解液逆流至电池单元处。

6、通过设置软管将筒体与第二空腔连通，第二空腔内的气压同步上升，从而电池单元与隔离板之间的导流件部分处于膨胀状态，且第二空腔内处于高压状态，可使电池单元在滑槽的方向不易活动，在晃动剧烈的情况下，电池单元处于较为牢固的限位状态，避免电池单元剧烈碰撞在隔离板上。

附图说明

图1为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的结构示意图。

图2为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的俯视图。

图3为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的剖视图。

图4为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的壳体的内部部分结构放大示意图。

图5为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的导流件的放大结构示意图。

图6为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的驱动机构处的部分结构放大示意图。

图7为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的挤压机构处的部分结构放大示意图一。

图8为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的挤压机构处的部分结构放大示意图二。

图9为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的活动座处的部分结构放大示意图一。

图10为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的活动座处的部分结构放大示意图二。

图11为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的筒体的剖面放大示意图。

图12为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的卷簧处的爆炸示意图。

图13为本发明提出的一种防电解液泄漏的三元锂电池包的导向槽处的部分结构放大剖视图。

图中：1、壳体；2、电池单元；3、导流件；4、支撑件；5、隔离板；6、第一空腔；7、滑槽；8、导杆；9、弹簧；10、挤压机构；11、驱动机构；12、第二空腔；13、软管；14、绑带；101、活动座；102、转轴；103、筒体；104、挤压部；105、挡块；106、内块；107、第一弹性条；108、条形柱；109、条形片；110、第二弹性条；201、传动轮；202、环形片；203、连接块；204、卷簧；205、液压杆；206、扇形齿轮；207、齿条；208、限位孔；209、导向槽；210、插销；211、弹性件；212、楔形块；213、顶块。

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。

参照图1-5，一种防电解液泄漏的三元锂电池包，包括壳体1，壳体1内设置有多组均匀分布的电池单元2，电池单元2下端均设置有导流件3，导流件3顶部设置有凹槽且导流件3套设在电池单元2下端并与导流件3处于接触状态，电池单元2底部固定安装有两个间隔设置的支撑件4，壳体1内固定安装有隔离板5，电池单元2和导流件3均穿过隔离板5，隔离板5与壳体1之间形成有第一空腔6，导流件3下端设置为锥状并延伸至第一空腔6内。

进一步地，如图3和图5，导流件3由毛细多孔材料制成，壳体1由铝合金材质制成且壳体1表面形成有一层致密的氧化铝薄膜。多个电池单元2的上端设置有防尘网，且防尘网安装在壳体1上，防尘网可对电池起到防尘作用，多个电池单元2外缠绕有两个上下间隔分布的绑带14，绑带14可对电池组件起到限位作用，提高电池单元之间连接的紧密性。当电池单元2发生电解液泄露时，由于导流件3为毛细多孔材料，导流件3可吸收电池单元2上的电解液，导流件3上的电解液在重力作用下沉降至下方，由于导流件3的下端位于第一空腔6内，从而泄露出来的电解液被导流件3快速吸收，且电解液主要被隔离在第一空腔6内，可避免电解液随意流动，减少电解液对电池或其他零部件造成不良影响的情况。

同时壳体1具有良好的导热性能，可对电池的散热起到促进作用，铝合金材质的壳体1具有电磁屏蔽属性，可减少电池单元2受到的电磁干扰影响，提高电池单元2的电磁兼容性和运行稳定性。壳体1表面的致密氧化铝薄膜可提高壳体1的耐腐蚀性能。

进一步地，如图4和图5，导流件3为具有弹性的毛细多孔材料，导流件3可以是高分子聚合物为基础材料的多孔海绵材料，导流件3也可以是海绵橡胶，壳体1内底部开设有多个滑槽7，支撑件4下端分别延伸至滑槽7内且可沿着滑槽7滑动，滑槽7内均固定安装有导杆8，导杆8贯穿支撑件4，导杆8两端均套有弹簧9，弹簧9两端分别固连在支撑件4上和滑槽7内侧。导流件3位于电池单元2与隔离板5之间。当电池单元2在导杆8的方向产生震荡时，弹簧9可对电池单元2起到缓冲和减震的作用，配合导流件3自身的弹性，导流件3位于电池单元2与隔离板5之间，导流件3可缓冲电池单元2与隔离板5之间的碰撞作用力。

进一步地，如图6-10，导流件3锥状下端延伸为条状，导流件3下端均设置有挤压机构10，导流件3下端延伸至挤压机构10内，导流件3下端均设置有驱动机构11，驱动机构11安装在壳体1内，驱动机构11与挤压机构10相连。

其中，挤压机构10包括活动座101，活动座101设置在导流件3下端，活动座101上可转动安装有两个间隔设置的转轴102，转轴102一端均固定安装有筒体103，筒体103上均设置有挤压部104，两侧的挤压部104对称分布，导流件3下端穿过两个挤压部104之间的间隙处。

当电池电解液发生大量泄漏时，导流件3吸收大量电解液而处于较高的含水量，此时导流件3吸液性能降低，通过驱动机构11带动挤压机构10运转，挤压机构10可沿着导流件3下端进行挤压工作，从而将导流件3上的电解液排出，使导流件3可持续进行吸液工作。

其中，驱动机构11包括两个传动轮201，两个传动轮201分别固定连接在两个转轴102上，两个传动轮201啮合，位于一侧的转轴102外套设有两个间隔设置的环形片202，活动座101上固定安装有连接块203，连接块203与两个环形片202固定连接，两个环形片202之间设置有卷簧204，卷簧204套设在转轴102外，卷簧204内端与转轴102固连且卷簧204外端固连在连接块203上，活动座101下端设有两个间隔设置的液压杆205，液压杆205固定安装在壳体1内且液压杆205输出端均固连在活动座101上。

其中，壳体1上安装有检测器，检测器可检测电池单元2表面的湿度和电池单元2内部压力，壳体1上安装有控制装置，控制装置可控制液压杆205的工作。通过检测器对电池单元2表面的湿度和电池单元2内部压力进行检测，并将数据传输给控制装置，当检测数据异常时，电池单元2表面的湿度过大，电池单元2可能出现电解液泄露的情况，当电池单元2内部压力异常，电池单元2也可能出现电解液泄露的情况，则控制装置控制液压杆205工作。从而在出现电解液泄露的情况，挤压机构10与驱动机构11进行工作，可将导流件3上吸收的大量电解液排出。

其中，驱动机构11还包括扇形齿轮206，扇形齿轮206固连在位于一侧的转轴102上，壳体1内固定安装有齿条207，齿条207与扇形齿轮206啮合，位于一侧的传动轮201上开设有限位孔208，活动座101上开设有导向槽209，导向槽209内滑动设置有插销210，插销210一端可插入限位孔208内，导向槽209内固连有弹性件211，弹性件211另一端固连在插销210上，插销210上固定安装有楔形块212，壳体1内固定安装有顶块213，顶块213上端设置有斜面，顶块213上端的斜面与楔形块212配合设置。弹性件211处于压缩状态，插销210在弹力作用下，插销210一端挤压在一侧的传动轮201上。

通过两侧的液压杆205同步工作并带动活动座101下移，扇形齿轮206与齿条207啮合，一侧的转轴102转动，通过两个传动轮201的传动带动两侧的转轴102同步转动且转向相反，筒体103、挤压部104和转轴102同步转动，扇形齿轮206与齿条207分离的瞬间，两侧的挤压部104的端部均挤压在导流件3上，且限位孔208转动至插销210处，插销210在弹力作用下插入限位孔208内，可使转轴102的角度保持固定且挤压部104的角度保持固定，同时卷簧204在转轴102转动过程发生形变并具有弹性势能。当扇形齿轮206与齿条207分离后，活动座101持续下移一段距离，两侧的挤压部104在挤压导流件3的同时并向下移动，直至两侧的挤压部104与导流件3分离，在此过程中导流件3下端的电解液被挤压而快速排出，接着活动座101上的插销210、楔形块212移动至顶块213处，顶块213上端的斜面挤压楔形块212，可使插销210端部脱离限位孔208，从而两侧的挤压部104在卷簧204作用下复位。两侧的液压杆205再带动活动座101向上移动，扇形齿轮206与齿条207啮合并反向转动，两侧的挤压部104之间的间距增大，扇形齿轮206继续向上移动并与齿条207分离，活动座101再被带动向上移动一段距离，在此过程中卷簧204的弹力带动扇形齿轮206复位。

导流件3被挤压出来的电解液落至第一空腔6内被收集。当电池包晃动剧烈时，第一空腔6内聚积的电解液可能由于晃动而与导流件3下端接触，此时电解液可能随着导流件3由下向上运动，从而第一空腔6内的电解液逆流至电池单元处。

进一步地，如图11-13，筒体103内部中空设置，挤压部104一端插入筒体103内，挤压部104两侧均固连有挡块105，筒体103内固定安装有多个呈圆周阵列分布的内块106，挡块105上均固定连接有第一弹性条107，第一弹性条107另一端固连在内块106上，筒体103内放置有条形柱108，条形柱108两侧均设置有条形片109，条形片109固连在筒体103内，条形柱108上的两侧处均固定连接有第二弹性条110，第二弹性条110端部固连在同侧的条形片109上，筒体103内填充有热敏气体。

其中，导流件3内两侧均设置有第二空腔12，第二空腔12的内壁均分布有密封层，密封层可以是塑料薄膜，也可以是合成橡胶，导流件3上固定连接有两个对称分布的软管13，软管13上端与其同侧的第二空腔12连通，软管13另一端可转动安装在与其同侧的筒体103外端圆心处，软管13与筒体103连通。

当电池包晃动剧烈时，条形柱108与筒体103内壁摩擦加剧而产生大量热量，筒体103内的热敏气体受热而体积膨胀，筒体103内气压升高而推动挤压部104向外移动，从而两侧的挤压部104之间的间距缩小，两侧的挤压部104压缩导流件3的下端位置，可使此处导流件3（毛细多孔材料）内部的气孔处于堵塞状态，从而隔断液体的通路，从而在电池包晃动剧烈的情况下，提高第一空腔6隔离电解液的密封性。

软管13可将筒体103与第二空腔12连通，第二空腔12内的气压同步上升，从而电池单元2与隔离板5之间的导流件3部分处于膨胀状态，且第二空腔12内处于高压状态，可使电池单元2在滑槽7的方向不易活动，在晃动剧烈的情况下，电池单元2处于较为牢固的限位状态，避免电池单元2剧烈碰撞在隔离板5上。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）内设置有多组均匀分布的电池单元（2），所述电池单元（2）下端均设置有导流件（3），所述导流件（3）顶部设置有凹槽且所述导流件（3）套设在电池单元（2）下端并与导流件（3）处于接触状态，所述电池单元（2）底部固定安装有两个间隔设置的支撑件（4），所述壳体（1）内固定安装有隔离板（5），所述电池单元（2）和导流件（3）均穿过隔离板（5），所述隔离板（5）与壳体（1）之间形成有第一空腔（6），所述导流件（3）下端设置为锥状并延伸至第一空腔（6）内；所述壳体（1）内底部开设有多个滑槽（7），所述支撑件（4）下端分别延伸至滑槽（7）内且可沿着滑槽（7）滑动，所述滑槽（7）内均固定安装有导杆（8），所述导杆（8）贯穿支撑件（4），所述导杆（8）两端均套有弹簧（9），所述弹簧（9）两端分别固连在支撑件（4）上和滑槽（7）内侧。

2.根据权利要求1所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述导流件（3）由毛细多孔材料制成，所述壳体（1）由铝合金材质制成且壳体（1）表面形成有一层致密的氧化铝薄膜。

3.根据权利要求2所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述导流件（3）锥状下端延伸为条状，所述导流件（3）下端均设置有挤压机构（10），所述导流件（3）下端延伸至挤压机构（10）内，所述导流件（3）下端均设置有驱动机构（11），所述驱动机构（11）安装在壳体（1）内，所述驱动机构（11）与挤压机构（10）相连。

4.根据权利要求3所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述挤压机构（10）包括活动座（101），所述活动座（101）设置在导流件（3）下端，所述活动座（101）上可转动安装有两个间隔设置的转轴（102），所述转轴（102）一端均固定安装有筒体（103），所述筒体（103）上均设置有挤压部（104），两侧的所述挤压部（104）对称分布，所述导流件（3）下端穿过两个挤压部（104）之间的间隙处。

5.根据权利要求4所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述驱动机构（11）包括两个传动轮（201），两个所述传动轮（201）分别固定连接在两个转轴（102）上，两个所述传动轮（201）啮合，位于一侧的所述转轴（102）外套设有两个间隔设置的环形片（202），所述活动座（101）上固定安装有连接块（203），所述连接块（203）与两个环形片（202）固定连接，两个所述环形片（202）之间设置有卷簧（204），所述卷簧（204）套设在转轴（102）外，所述卷簧（204）内端与转轴（102）固连且卷簧（204）外端固连在连接块（203）上，所述活动座（101）下端设有两个间隔设置的液压杆（205），所述液压杆（205）固定安装在壳体（1）内且液压杆（205）输出端均固连在活动座（101）上。

6.根据权利要求5所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述壳体（1）上安装有检测器，所述检测器可检测电池单元（2）表面的湿度和电池单元（2）内部压力，所述壳体（1）上安装有控制装置，所述控制装置可控制液压杆（205）的工作。

7.根据权利要求6所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述驱动机构（11）还包括扇形齿轮（206），所述扇形齿轮（206）固连在位于一侧的转轴（102）上，所述壳体（1）内固定安装有齿条（207），所述齿条（207）与扇形齿轮（206）啮合，位于一侧的所述传动轮（201）上开设有限位孔（208），所述活动座（101）上开设有导向槽（209），所述导向槽（209）内滑动设置有插销（210），所述插销（210）一端可插入限位孔（208）内，所述导向槽（209）内固连有弹性件（211），所述弹性件（211）另一端固连在插销（210）上，所述插销（210）上固定安装有楔形块（212），所述壳体（1）内固定安装有顶块（213），所述顶块（213）上端设置有斜面，所述顶块（213）上端的斜面与楔形块（212）配合设置。

8.根据权利要求7所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述筒体（103）内部中空设置，所述挤压部（104）一端插入筒体（103）内，所述挤压部（104）两侧均固连有挡块（105），所述筒体（103）内固定安装有多个呈圆周阵列分布的内块（106），所述挡块（105）上均固定连接有第一弹性条（107），所述第一弹性条（107）另一端固连在内块（106）上，所述筒体（103）内放置有条形柱（108），所述条形柱（108）两侧均设置有条形片（109），所述条形片（109）固连在筒体（103）内，所述条形柱（108）上的两侧处均固定连接有第二弹性条（110），所述第二弹性条（110）端部固连在同侧的条形片（109）上，所述筒体（103）内填充有热敏气体。

9.根据权利要求8所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，所述导流件（3）内两侧均设置有第二空腔（12），所述导流件（3）上固定连接有两个对称分布的软管（13），所述软管（13）上端与其同侧的第二空腔（12）连通，所述软管（13）另一端可转动安装在与其同侧的筒体（103）外端圆心处，所述软管（13）与筒体（103）连通。

10.根据权利要求8所述的防电解液泄漏的三元锂电池包，其特征在于，多个所述电池单元（2）的上端设置有防尘网，且所述防尘网安装在壳体（1）上，多个所述电池单元（2）外缠绕有两个上下间隔分布的绑带（14）。