CN209896119U - 二次电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种二次电池，包括壳体、顶盖、裸电芯和底托板，所述顶盖密封安装在所述壳体的顶部开口处，所述底托板位于所述裸电芯底部，并封装在所述壳体内部，所述顶盖上还包括正极电极组件、负极电极组件、SSD以及防爆阀；所述底托板包括本体、均匀分散在所述本体上的相变材料以及分布于所述本体上的通气孔。本实用新型利用相变材料，当电芯内部温度升高时，所述相变材料不断吸收热量，发生相变反应，产生不可燃性气体，控制所述电芯内部温度继续上升，避免热失控，另外，当气体量较大时，就会提前触发电芯安全装置，使电芯与外电路切断，达到电芯防护的效果，进一步的，在电池模组中，还能够抑制电芯之间的连锁热扩散，提高电池模组的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，更具体地说是涉及一种包括电池底托板的二次电池。
背景技术
动力电池是新能源汽车产业的重要组成部分，中国新能源汽车产业的快速发展离不开国内动力电池产业的有力支撑。锂离子电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、响应快速等优点，被广泛应用，但同时也具有过充导致发热和燃烧等安全风险、价格高、回收处理困难等问题，锂离子电池的研究主要集中在安全性的提高以及正负极、电解液材料方面。
在提高安全性方面，在电池顶盖上设置有SSD和防爆阀等保护装置，在电池滥用情况下或者随着电池的使用时间增长，电池内部会发生产气和放热副反应，导致电池内容部压力和温度升高，一方面，当内压达到SSD和防爆阀的出发压力下限时，会切断电池内部连接，但即使保护装置触发后，失效电芯由于散热效果的影响仍然不可完全避免出现热失控，另一方面，由于副反应引发的热量累计使得内部温度持续升高，最终也会导致电池的热失控，这也是电池起火爆炸的主要原因，可见，电池的热管理是提高安全性的重要部分，而目前，热管理只在动力电池模组层面有涉及到，而电芯单体层面却没有任何热管理控制，虽然说在多数情况下能够起到一定作用，但是在电池滥用时，很可能会出现热失控，从而热量在相邻电池之间发生连锁热扩散，甚至是起火爆炸的危险。
发明内容
为了解决这一问题，本实用新型提供了一种二次电池，能够自行控制温度，减弱热扩撒，防止单体电池内部热积累，提高电池的安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种二次电池，包括壳体、顶盖、裸电芯和底托板，所述顶盖密封安装在所述壳体的顶部开口处，所述底托板位于所述裸电芯底部，并封装在所述壳体内部，所述顶盖上还包括正极电极组件、负极电极组件、SSD以及防爆阀；所述底托板包括本体、相变材料以及通气孔，所述相变材料均匀分散在所述本体上，所述通气孔设置于所述本体上。
作为本实用新型的进一步改进，所述本体是空心的夹层结构，或多孔结构，或固体薄片；
作为本实用新型的进一步改进，所述相变材料包裹成胶囊状装载在所述本体中空心夹层结构中，或均匀分散在所述本体的各个孔中，还可以是涂覆在所述本体薄片上；
进一步的，所述相变材料为一种或多种具有产气性能的吸热剂，
进一步的，所述相变材料为固体、液体或者固液混合物；
进一步的，所述相变材料的反应温度为70~100℃；
进一步的，所述本体为聚丙烯、硅橡胶、乙丙橡胶或者导热橡胶的一种或者多种材料混合；
进一步的，所述包裹胶囊的包裹物为导热塑料或者铝塑膜，
进一步的，所述底托板可以为矩形、方形、圆形、弓形或其他不规则形状
有益效果
本实用新型公开的一种二次电池，利用包括相变材料的底托板，不仅能够避免裸电芯与壳体之间的干涉，还能在电池滥用，内部温度升高时，所述相变材料不断吸收热量，发生相变反应，产生不可燃性气体，控制所述电芯内部温度继续上升，避免热失控，另外，当气体量较大时，就会提前出发电芯的SSD装置，甚至会冲破防爆阀，使电芯与外电路切断，达到电芯防护的效果，进一步的，在电池模组中，利用包括所述相变材料的底托板能够及时组阻止异常电芯发生热失控，有助于抑制电芯之间的连锁热扩散，提高电池模组的安全性。
附图说明
图1为本实用新型底托板的结构示意图
图2为本实用新型底托板的又一种结构示意图
图3为本实用新型二次电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性的说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或者两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方式或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置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实用新型的限制。
本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非本领域明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者一体的连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图3根据本实用新型实施例的电池模组进行详细描述。
实施例1
如图1和图3所示，本实用新型提供一种二次电池，包括壳体1、顶盖2、裸电芯3和底托板4，所述顶盖2密封安装在所述壳体1的顶部开口处，所述底托板4位于所述裸电芯3底部，并封装在所述壳体1内部，所述顶盖2上还包括正极电极组件、负极电极组件、SSD以及防爆阀；所述底托板4包括本体41、相变材料42以及通气孔43，所述相变材料42均匀分散在所述本体41上，所述通气孔43设置于所述本体41上。
在本实施例中，所述本体41利用聚丙烯材料制成包含四个空心夹层的结构411，将所述相变材料42包裹在导热塑料中制成四个胶囊结构，再将四个将囊结构装载在所述本体41中的四个空心夹层结构内，所述本体41上还设有多个所述通气孔43连通所述空心夹层结构411与所述本体上除空心夹层结构的部分412，并与外部导通；
进一步的，所述底托板可以为矩形、方形、圆形、弓形或其他不规则形状，在本实施例中为矩形结构；
优选的，所述相变材料42选择具有吸热性能并能产生气体的水合盐材料；
当电芯产生热量时，温度逐渐上升，当热量达到相变温度70℃时，所述相变材料42迅速吸收热量，发生相变反应，产生不可燃性气体；所述相变材料42不断吸收热量，控制电芯内部的温度继续上升，避免热失控，另外，当产气量较大时，会提前触发电池的SSD装置，甚至会冲破防爆阀，使电芯与外电路切断，达到电芯防护的效果。
进一步的，在电池模组中，利用包括所述相变材料42的底托板4能够及时组阻止异常电芯发生热失控，有助于抑制电芯之间的连锁热扩散，提高电池模组的安全性。
实施例2
如图2所示，本实用新型提供一种二次电池，包括壳体1、顶盖2、裸电芯3和底托板4，所述顶盖2密封安装在所述壳体1的顶部开口处，所述底托板4位于所述裸电芯3底部，并封装在所述壳体1内部，所述顶盖2上还包括正极电极组件、负极电极组件、SSD以及防爆阀；所述底托板4包括本体41、相变材料42以及通气孔43，所述相变材料42均匀分散在所述本体41上，所述通气孔43设置于所述本体41上。
在本实施例2中，所述本体41是利用聚丙烯材料制成的固体薄板，将所述相变材料42涂覆在本体41的上表面和下表面，所述通气孔43为贯穿所述本体41的多个通孔，均匀分布在所述本体41上；
进一步的，所述底托板可以为矩形、方形、圆形、弓形或其他不规则形状，在本实施例中为矩形结构；
优选的，所述相变材料42选择具有吸热性能并能产生气体的水合盐材料；
当电芯产生热量时，温度逐渐上升，当热量达到相变温度70℃时，所述相变材料42迅速吸收热量，发生相变反应，产生不可燃性气体；所述相变材料42不断吸收热量，控制电芯内部的温度继续上升，避免热失控，另外，当产气量较大时，会提前触发电池的SSD装置，甚至会冲破防爆阀，使电芯与外电路切断，达到电芯防护的效果。
进一步的，在电池模组中，利用包括所述相变材料42的底托板4能够及时组阻止异常电芯发生热失控，有助于抑制电芯之间的连锁热扩散，提高电池模组的安全性。
进一步的，所述通气孔43可以为多个均匀分散在所述本体41上筛网状通孔，也可以是一个较大的通孔。
为了证明本实用新型的二次电池的有益效果和性能优点，发明人还将上述不同构造的底托板装配成二次电池，并装配成电池模组做了性能测试，各个二次电池其他部件均相同，不同的是所包括的底托板的类型，
不同二次电池、模组类型及测试项目如表1所示，测试结果如表2所示：
表1
针对电芯1、电芯2和对比电芯1进行的过充测试和加热测试，均是按照《GBT31485-2015DO电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》的要求进行测试的。
针对模组1、模组2和对比模组1进行的加热测试和针刺测试，均是按照《GBT31485-2015DO电动汽车用动力蓄电池安全要求及试验方法》的要求进行测试的。
表2 测试结果
根据以上测试结果可以看出，本实用新型提供的包括相变材料的底托板的二次电池的性能远远高于包括普通底托板的二次电池，可明显提高电芯及电池模组的安全性能。
应该了解，上述实施例仅仅用于解释本发明，而不应对本发明形成一定的限制，本领域的技术人员应该了解，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种二次电池，包括壳体、顶盖、裸电芯和底托板，所述顶盖密封安装在所述壳体的顶部开口处，所述底托板位于所述裸电芯底部，并封装在所述壳体内部，所述顶盖上还包括正极电极组件、负极电极组件、SSD以及防爆阀；其特征在于，所述底托板包括本体、相变材料以及通气孔，所述相变材料均匀分散在所述本体上，所述通气孔设置于所述本体上。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述本体是空心的夹层结构，或多孔硬质泡棉结构，或固体薄片结构。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述相变材料包裹成胶囊状装载在所述本体中的空心夹层结构中，或均匀分散在所述本体的各个孔中，还可以是涂覆在所述本体薄片上。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述相变材料为一种或多种具有产气性能的吸热剂。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述相变材料为固体、液体或者固液混合物。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述相变材料的反应温度为70~100℃。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述本体为聚丙烯、硅橡胶、乙丙橡胶或者导热橡胶的一种或者多种材料混合。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述包裹胶囊的包裹物为导热塑料或者铝塑膜。
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| CN201920092151.2U CN209896119U (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 二次电池 |
Publications (1)
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ID=68991000
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114464918A (zh) * | 2022-01-18 | 2022-05-10 | 苏州清陶新能源科技有限公司 | 一种电池包 |
| CN115295971A (zh) * | 2022-10-09 | 2022-11-04 | 楚能新能源股份有限公司 | 一种电池的防护结构 |
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2019
- 2019-01-21 CN CN201920092151.2U patent/CN209896119U/zh active Active
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| CN114464918B (zh) * | 2022-01-18 | 2023-11-14 | 苏州清陶新能源科技有限公司 | 一种电池包 |
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