CN205452455U - 一种安全高容量圆柱电池 - Google Patents

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徐士民
陈洁玲
马毅
唐联兴
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Abstract

本实用新型公开了一种安全高容量圆柱电池，包括电池壳、电池壳内的电芯，所述电芯上端与电池壳之间位置处设置有灭火层和绝缘片，所述电芯上端连接有正、负极极柱，所述正、负极极柱伸出电池壳外，所述电池壳内侧壁粘结有绝缘层，所述电池壳外表面均匀分布有散热鳍片，所述电池壳上下端两侧位置开有电池固定孔；该电池针对高容量电池的工作要求，通过合理的结构改良，尤其是通过灭火层、绝缘片、绝缘层作为安全保护结构，配合散热鳍片设计，当电芯内部温度高于灭火层熔点时，灭火层内灭火剂会覆盖到电芯，防止电芯过热引起的电芯短路燃烧事故。

Description

一种安全高容量圆柱电池
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别是一种针对大容量电池防火防爆进行改良的电池。
背景技术
圆柱型锂离子二次电池广泛应用于电子产品、电动工具、电动汽车和储能。大容量锂电池使用过程中，电芯内部会产生大量热量，降低电池使用效率和安全，同时，锂电池短路会造成电池起火燃烧爆炸事故。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种安全高容量圆柱电池。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种安全高容量圆柱电池，包括电池壳、电池壳内的电芯，所述电芯上端与电池壳之间位置处设置有灭火层和绝缘片，所述电芯上端连接有正、负极极柱，所述正、负极极柱伸出电池壳外，所述电池壳内侧壁粘结有绝缘层，所述电池壳外表面均匀分布有散热鳍片，所述电池壳上下端两侧位置开有电池固定孔。
作为一个优选项，所述灭火层包括低熔点聚合物材料制成的灭火外层和填充在灭火外层内的有机溶剂灭火剂，所述灭火层位于绝缘片上方。
作为一个优选项，所述电池壳外表面开有防爆槽。
作为一个优选项，所述防爆槽数量为三个，并且均匀分布在电池壳外壁中间位置处。
作为一个优选项，所述正、负极极柱内均设有快速熔断器。
作为一个优选项，所述正、负极极柱分别包括极柱螺母和极柱螺栓，所述极柱螺母的前部为带内螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ，所述极柱螺栓前部为带外螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ，所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，所述快速熔断器置于带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内，该快速熔断器两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ、耐大电流弹簧Ⅱ接触。
本实用新型的有益效果是：该电池针对高容量电池的工作要求，通过合理的结构改良，尤其是通过灭火层、绝缘片、绝缘层作为安全保护结构，配合散热鳍片设计，当电芯内部温度高于灭火层熔点时，灭火层内灭火剂会覆盖到电芯，防止电芯过热引起的电芯短路燃烧事故，此外通过防爆槽设计，当电池短路起火爆炸时，均匀分布在电池壳外壁中间的防爆槽可以被电池壳内高压气体冲破，防止或减小电池爆炸，另外通过快速熔断器设计，当电池发生短路或超出额定电流时候，快速熔断器在大电流条件下，迅速熔断，实现电池正负极柱内部断路，实现电池断路，保护电池进一步受到大电流损失和破坏。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型在组合状态时的示意图；
图3是本实用新型中正、负极极柱的结构分解图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明，在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时，本发明则可能仍可实现，即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向，相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的，由于熟知的其它技术已经很容易理解，因此它们并未被详细描述。参照图1、图2，一种安全高容量圆柱电池，包括电池壳1、电池壳1内的电芯2，其中电池壳1材料可为铝壳，厚度一般为2毫米。所述电芯2上端与电池壳1之间位置处设置有灭火层3和绝缘片4，所述电芯2上端连接有正、负极极柱5，所述正、负极极柱5伸出电池壳1外，所述电池壳1内侧壁粘结有绝缘层6，其中绝缘层6可采用聚丙烯绝缘层，用于防止电芯极耳接触电池内壁引起电芯2短路。所述电池壳1外表面均匀分布有散热鳍片7，其中散热鳍片7材料可以为铝合金，散热鳍片7厚度一般为1毫米，宽度2毫米，高度为13毫米。所述电池壳1上下端两侧位置开有电池固定孔11，其中电池固定孔11孔直径大约为2毫米。作为优选项，所述灭火层3包括低熔点聚合物材料制成的灭火外层和填充在灭火外层内的有机溶剂灭火剂，所述灭火层3位于绝缘片4上方。其中灭火外层可采用熔点170℃绝缘高聚物材料，有机溶剂灭火剂可以是四氯化碳，当电芯2内部温度高于170℃时候，灭火层3的灭火外层熔化破裂，灭火外层内的有机溶剂灭火剂覆盖在电芯2内部极片表面，阻止电芯2内部活性物质进一步燃烧，起到阻止和减小电池燃烧爆炸危险的作用，大大提高安全性。参照图2，电池可通过连接电池壳1的电池固定孔11，可以实现圆柱电池串并联组成不同需求电源，且不影响电池的安全性。
另外的实施例，参照图1、图2的一种安全高容量圆柱电池，其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括电池壳1、电池壳1内的电芯2，所述电芯2上端与电池壳1之间位置处设置有灭火层3和绝缘片4，所述电芯2上端连接有正、负极极柱5，所述正、负极极柱5伸出电池壳1外，所述电池壳1内侧壁粘结有绝缘层6，所述电池壳1外表面均匀分布有散热鳍片7，所述电池壳1上下端两侧位置开有电池固定孔11。所述电池壳1外表面开有防爆槽8，作为出现爆炸意外时的泄压口。当电池发生短路起火爆炸时，电池内部高压气体积聚，例如压力超过1.2MPa时，电池壳内高压气体可以冲破防爆槽8泄出电池壳1，减小电池壳内气体压力，防止或减小电池爆炸。作为优选项，所述防爆槽8数量为三个，并且均匀分布在电池壳1外壁中间位置处，可提高泄压效率。
另外的实施例，参照图1、图2的一种安全高容量圆柱电池，包括电池壳1、电池壳1内的电芯2，所述电芯2上端与电池壳1之间位置处设置有灭火层3和绝缘片4，所述电芯2上端连接有正、负极极柱5，所述正、负极极柱5伸出电池壳1外，所述电池壳1内侧壁粘结有绝缘层6，所述电池壳1外表面均匀分布有散热鳍片7，所述电池壳1上下端两侧位置开有电池固定孔11。参照图3，所述正、负极极柱5内均设有快速熔断器9，一旦电流过大时，快速熔断器9就可及时熔断实现断路，进一步提高电池安全性。作为优选项，所述正、负极极柱5分别包括极柱螺母51和极柱螺栓52，其中极柱螺栓52前部的材料可采用绝缘塑料。所述极柱螺母51的前部为带内螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ91，所述极柱螺栓52前部为带外螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ92，所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，所述快速熔断器9置于带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内，该快速熔断器9两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ91、耐大电流弹簧Ⅱ92接触，保证快速熔断器9安装稳固以及与正、负极极柱5保持通路。当圆柱电池发生短路或超出额定电流时候，安装在极柱螺母51与极柱螺栓52内、的快速熔断器9在大电流通过，以及耐大电流弹簧Ⅰ91、耐大电流弹簧Ⅱ92施加的压力下，迅速熔断，实现圆柱电池正负极柱内部断路，实现电池断路，保护电池进一步受到大电流损失和破坏。
根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种安全高容量圆柱电池，包括电池壳（1）、电池壳（1）内的电芯（2），其特征在于：所述电芯（2）上端与电池壳（1）之间位置处设置有灭火层（3）和绝缘片（4），所述电芯（2）上端连接有正、负极极柱（5），所述正、负极极柱（5）伸出电池壳（1）外，所述电池壳（1）内侧壁粘结有绝缘层（6），所述电池壳（1）外表面均匀分布有散热鳍片（7），所述电池壳（1）上下端两侧位置开有电池固定孔（11）。
2.根据权利要求1所述的一种安全高容量圆柱电池，其特征在于：所述灭火层（3）包括由采用熔点170℃的聚合物材料制成的灭火外层和填充在灭火外层内的有机溶剂灭火剂，所述灭火层（3）位于绝缘片（4）上方。
3.根据权利要求1所述的一种安全高容量圆柱电池，其特征在于：所述电池壳（1）外表面开有防爆槽（8）。
4.根据权利要求3所述的一种安全高容量圆柱电池，其特征在于：所述防爆槽（8）数量为三个，并且均匀分布在电池壳（1）外壁中间位置处。
5.根据权利要求1所述的一种安全高容量圆柱电池，其特征在于：所述正、负极极柱（5）内均设有快速熔断器（9）。
6.根据权利要求5所述的一种安全高容量圆柱电池，其特征在于：所述正、负极极柱（5）分别包括极柱螺母（51）和极柱螺栓（52），所述极柱螺母（51）的前部为带内螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅰ（91），所述极柱螺栓（52）前部为带外螺纹的中空部，位于该中空部内设有耐大电流弹簧Ⅱ（92），所述带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部螺纹连接，所述快速熔断器（9）置于带内螺纹的中空部与带外螺纹的中空部内，该快速熔断器（9）两端分别与耐大电流弹簧Ⅰ（91）、耐大电流弹簧Ⅱ（92）接触。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107732035A (zh) * 2017-09-29 2018-02-23 北京航空航天大学 一种热失控防御电池壳
WO2018098900A1 (zh) * 2016-11-29 2018-06-07 宇龙计算机通信科技(深圳)有限公司 一种防爆电池以及电池装置

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