CN214013102U - 防爆电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种防爆电池，包括：箱体；设置在箱体之中的电池模组，电池模组包括第一区域和第二区域，第一区域包括电池模组中所有的电极，第二区域包括电池模组中所有的泄压阀；覆盖电池模组的第一区域的第一浇封层，第一浇封层具有第一开口，第一开口对应泄压阀，以使泄压阀经第一开口排气；覆盖电池模组的第二区域的第二浇封层，第二浇封层的抗冲击强度小于泄压阀打开时的冲击强度，以在泄压阀打开时冲破第二浇封层；设置于第一浇封层与第二浇封层之间的隔离层，用于将第一浇封层与第二浇封层隔开，以在泄压阀打开后未冲破第二浇封层时冲开第二浇封层。该防爆电池可以确保泄压阀打开时能提供排气通道，确保电池模组的安全使用，且结构简单，易于规模化生产。

Description

防爆电池

技术领域

本实用新型涉及电池安全技术领域，尤其涉及一种防爆电池。

背景技术

蓄电池电源的安全性和稳定性在电池的快速发展和应用中越来越受到人们的重视，比如，当在煤矿井下使用蓄电池电源时，如果蓄电池电源的潜在着火点与环境中的爆炸性混合物直接接触，将存在极大发生燃烧和爆炸性事故的风险，从而影响煤矿井下的安全。因此，如何提供一种高安全可靠性的电池对于煤矿井下的安全来说是十分重要的。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种防爆电池，包括：箱体；设置在所述箱体之中的电池模组，所述电池模组包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述电池模组中所有的电极，所述第二区域包括所述电池模组中所有的泄压阀；覆盖所述电池模组的所述第一区域的第一浇封层，所述第一浇封层具有第一开口，所述第一开口对应所述泄压阀，以使所述泄压阀经第一开口排气；至少覆盖所述电池模组的所述第二区域的第二浇封层，所述第二浇封层的抗冲击强度小于泄压阀打开时的冲击强度，以在泄压阀打开时冲破第二浇封层；设置于所述第一浇封层与所述第二浇封层之间的隔离层，所述隔离层用于将所述第一浇封层与所述第二浇封层隔开，以在泄压阀打开后未冲破第二浇封层时冲开所述第二浇封层。

本实用新型的防爆电池，能够通过第一浇封层和第二浇封层对电池模组进行浇封保护，有效实现对电池模组中潜在点火源的隔离，大幅降低燃烧和爆炸等极端事故的发生几率；并设置隔离层将第一浇封层与第二浇封层隔开，避免在泄压阀打开后未冲破第二浇封层时因第一浇封层与第二浇封层粘连无法冲开第二浇封层的情况，可以在第二浇封层没有被冲破的情况下依然可以冲开第二浇封层，从而可以确保泄压阀打开时能提供排气通道，提高电池模组的安全防护等级，确保电池模组的安全使用，且结构简单，易于规模化生产。

进一步地，所述隔离层与所述第一浇封层和/或所述第二浇封层之间的粘连强度小于泄压阀打开后未冲破第二浇封层时可以冲开所述第二浇封层的冲击强度。

进一步地，所述箱体可以为防爆箱体，所述防爆箱体包括：箱体本体；设置在所述箱体本体之上的防爆盖，其中，所述防爆盖通过螺栓与所述箱体本体相连，且覆盖所述电池模组的浇封层和所述防爆盖之间存在自由空间。

进一步地，还包括：设置在所述箱体本体之中的压力检测器，所述压力检测器检测到所述箱体本体之内压力大于预设阈值时，控制切断所述防爆电池与外界电路的电气连接；设置在所述防爆盖或所述箱体本体之上的至少一个泄压装置，以确保当所述箱体内部压力升高时及时进行泄压，减小对电池模组的影响。

进一步地，还包括：设置在所述防爆盖与所述箱体本体之间的密封条。

进一步地，还包括：支撑件，所述支撑件用于支撑并固定所述电池模组。

进一步地，所述第一浇封层、所述第二浇封层填充满在所述电池模组与所述箱体的侧壁与底部之间的空间，以使其与所述防爆箱体本体的紧密贴合和固定所述电池模组。

进一步地，还包括：设置在所述自由空间之中控制模组，设置在所述自由空间之中控制模组，所述控制模组与所述压力检测器相连，用于在所述压力检测器检测到所述箱体本体之内压力大于预设阈值时，控制切断所述防爆电池与外界电路的电气连接。

进一步地，还包括：设置在所述自由空间之中的温度检测模组和温度调节装置。

进一步地，所述控制模组还分别与所述温度检测模组和所述温度调节装置连接，其中：所述控制模组，还用于在通过所述温度检测模组检测到所述自由空间的温度超过预设温度阈值时，通过所述温度调节装置对所述自由空间进行降温，从而使所述自由空间的温度小于所述预设温度阈值。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的防爆电池的结构示意图。

附图标记说明：

箱体100、防爆盖110、螺栓120、密封条130、电池模组200、电极210、泄压阀220、第一浇封层300、第二浇封层400、隔离层500、压力检测器600、至少一个泄压装置700、控制模组800、温度检测模组900、温度调节装置1000和支撑件1100。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

以下实施例中以防爆电池为锂离子电池进行示例，或者也可以为其他任意可能的可充电电池，对此不作限制。

下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的防爆电池。

图1是本实用新型一个实施例的防爆电池的结构示意图。

如图1所示，该防爆电池包括：箱体100、电池模组200、第一浇封层300、第二浇封层400和隔离层500。

其中，电池模组200设置在箱体100之中，电池模组100包括第一区域和第二区域，第一区域包括电池模组200中所有的电极210，第二区域包括电池模组200中所有的泄压阀220；第一浇封层300覆盖电池模组的第一区域，第一浇封层300具有第一开口，第一开口对应泄压阀220，以使泄压阀220经第一开口排气；至少覆盖电池模组200的第二区域的第二浇封层400，第二浇封层400的抗冲击强度小于泄压阀220打开时的冲击强度，以在泄压阀220打开时冲破第二浇封层400；隔离层500设置于第一浇封层300与第二浇封层400之间，隔离层500用于将第一浇封层300与第二浇封层400隔开，以在泄压阀打开后未冲破第二浇封层400时冲开第二浇封层400。

在本实施例中，锂离子电池具有体积小、重量轻、比能量大等特点，因此，本实施例中的电池模组200可以是基于单体锂离子电池组合而成的。

在一些实施例中，可将单体锂离子电池通过串联或并联连接方式进行连接之后与相应的保护电路一起构成电池模组200。

本实用新型实施例中的防爆电池架构设计方式，由于第二浇封层400的抗冲击强度小于泄压阀202打开时的冲击强度，因此，在电池模组200的泄压阀220打开时，产生的压力可以将第二浇封层400破坏，从而进行泄压。另外，产生的压力即使将第二浇封层400破坏，第一浇封层300仍然能够有效保护单体锂离子电池的正负极端子，实现潜在点火源与爆炸性气体的有效隔离，大幅降低了燃烧和爆炸等极端事故的概率，提升了防爆电池的安全保护性能，且结构简单。

进一步地，为了避免在泄压阀202打开后未冲破第二浇封层400时因第一浇封层300与第二浇封层400粘连无法冲开第二浇封层400，本实用新型实施例中还设置了隔离层500，可以将第一浇封层300与第二浇封层400隔开。由于隔离层500与第一浇封层300和/或第二浇封层400之间的粘连强度小于泄压阀202打开后未冲破第二浇封层400时可以冲开第二浇封层400的冲击强度，例如，隔离层500与第一浇封层300和/或与第二浇封层400的接触面可以为光滑的表面，因此，可以在第二浇封层400没有被冲破的情况下依然可以冲开第二浇封层400，确保泄压阀打开时能提供排气通道，进一步提升防爆电池的安全保护性能。

在一些实施例中，本实施例中的第一浇封层300、第二浇封层400和隔离层500中所使用的浇封化合物可以是相同的，也可以是不同的。比如，本实施例中的第一浇封层300、第二浇封层400和隔离层500使用的材料可以为具有电气绝缘和阻燃特性的材料，比如硅胶或环氧树脂。其中，硅胶是一种高活性吸附材料，属非晶态物质，主要成分是二氧化硅，化学性质稳定，不燃烧且绝缘性好；环氧树脂是指分子中含有两个以上环氧基团的一类聚合物的总称，它是环氧氯丙烷与双酚A或多元醇的缩聚产物，由于环氧基的化学活性，可用多种含有活泼氢的化合物使其开环，固化交联生成网状结构，因此它是一种热固性树脂。因此，硅胶或环氧树脂具有耐高温、阻燃性能好、防爆性以及绝缘性好等特点。

在一些实施例中，箱体100可以为防爆箱体或者非防爆金属防护箱体，其中，如图1所示，防爆箱体100包括：箱体本体和设置在箱体本体之上的防爆盖110，其中，防爆盖110通过螺栓120与箱体本体相连，且覆盖电池模组200的浇封层和防爆盖110之间存在自由空间。

在一些实施例中，为了进一步提高防爆电池的安全可靠性，避免气体在箱体100内聚集导致过高的压力进而破坏箱体100和对电池模组200造成影响，如图1所示，本实施例中的防爆电池还可以包括：压力检测器600和至少一个泄压装置700。

压力检测器600设置在箱体本体之中，压力检测器600检测到箱体本体之内压力大于预设阈值时，控制切断防爆电池与外界电路的电气连接。其中，预设阈值可以根据实际情况进行设置，在此不做具体限定。

本实施例中的压力检测器600的数量可以为一个或者多个，为了提高测试压力的准确性，本实施例可在电池模组200和防爆盖110之间的自由空间内中设置多个压力传感器600。

需要说明是的，压力检测器600的设置方式有很多种，在此不做具体限定。

作为一种可能实现的方式，本实施例中的压力传感器600可以设置在防爆箱体的侧壁。

作为另一种可能实现的方式，本实施例的压力传感器600可以设置在防爆箱体的防爆盖 110上。

至少一个泄压装置700设置在防爆盖110或箱体本体之上，以确保当箱体内部压力升高时及时进行泄压，减小对电池模组200的影响。

在一些实施例中，泄压装置可以例如为阻火器、单向阀或阻火器与单向阀的组合结构，对此不作限制。其中，阻火器是用来阻止易燃气体和易燃液体蒸汽的火焰蔓延的安全装置。单向阀又称止回阀或逆止阀，用于防止气体逆向流动；单向阀有直通式和直角式两种，直通式单向阀用螺纹连接安装在管路上；直角式单向阀有螺纹连接、板式连接和法兰连接三种形式。

在本实施例中，如图1所示，控制模组800与压力传感器600连接，本实施例中的控制模组800用于接收压力传感器600发送的压力，并确定压力是否达到压力阈值，如果达到，则控制切断防爆电池与外界电路的电气连接，同时泄压装置700可将覆盖电池模组200的浇封层和防爆盖110之间的自由空间内的压力泄放至外界，从而避免气体在自由空间中聚集导致产生过高压力从而对防爆箱体造成影响，进一步提高了防爆电池的可靠性和安全性。

在一些实施例中，为了提高防爆电池的可靠性和安全性，如图1所示，还包括：温度检测模组900和温度调节装置1000。控制模组800分别与温度检测模组900和温度调节装置1000相连，用于在温度检测模组800检测到自由空间的温度超过预设温度阈值时，通过温度调节装置900对自由空间进行降温，从而使自由空间的温度小于预设温度阈值。

其中，需要说明的是，本实施例中的控制模组800、温度检测模组900和温度调节装置 1000可以设置在防爆箱体的相同侧的侧壁上，也可以设置防爆箱体的不同侧的侧壁上。在实际应用中，可以根据实际需求设置控制模组800、温度检测模组900和温度调节装置1000 在防爆箱体内的安装位置，对此不做具体限定。

在一些实施例中，为了提高本防爆电池的密封性，如图1所示，还包括：设置在防爆盖110与箱体本体之间的密封条130。可以理解的是，密封条130可以设置在防爆盖110与箱体本体之间，以封闭防爆盖110与箱体本体之间的间隙。其中，密封条130可以包括本体、至少两个上支脚和至少两个下支脚。其中，至少两个上支脚分别间隔开设在本体的上端，至少两个上支脚分别止抵防爆盖110，至少两个下支脚分别间隔开设在本体的下端，至少两个下支脚分别止抵箱体本体。

在一些实施例中，为了对电池模组200进行进一步固定，并有助于电池模组200的散热，如图1所示，本实施例中的防爆电池还可以包括：支撑件1100，支撑件1100用于支撑并固定电池模组200。

在本实施例中，支撑件1100的形状与电池模组200相对应。当电池模组200的形状为四边形时，支撑件1100可以包括四条边框，支撑件1100的形状可以为四边形。

根据本实用新型实施例的防爆电池，能够通过第一浇封层和第二浇封层对电池模组进行浇封保护，有效实现对电池模组中潜在点火源的隔离，大幅降低燃烧和爆炸等极端事故的发生几率；并设置隔离层将第一浇封层与第二浇封层隔开，避免在泄压阀打开后未冲破第二浇封层时因第一浇封层与第二浇封层粘连无法冲开第二浇封层的情况，可以在第二浇封层没有被冲破的情况下依然可以冲开第二浇封层，从而可以确保泄压阀打开时能提供排气通道，提高电池模组的安全防护等级，确保电池模组的安全使用，且结构简单，易于规模化生产。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种防爆电池，其特征在于，包括：

箱体；

设置在所述箱体之中的电池模组，所述电池模组包括第一区域和第二区域，所述第一区域包括所述电池模组中所有的电极，所述第二区域包括所述电池模组的中所有的泄压阀；

覆盖所述电池模组的所述第一区域的第一浇封层，所述第一浇封层具有第一开口，所述第一开口对应所述泄压阀，以使所述泄压阀经第一开口排气；

覆盖所述电池模组的所述第二区域的第二浇封层，所述第二浇封层的抗冲击强度小于泄压阀打开时的冲击强度，以在泄压阀打开时冲破所述第二浇封层；以及

设置于所述第一浇封层与所述第二浇封层之间的隔离层，所述隔离层用于将所述第一浇封层与所述第二浇封层隔开，以在泄压阀打开后未冲破所述第二浇封层时冲开所述第二浇封层。

2.如权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述隔离层与所述第一浇封层和/或所述第二浇封层之间的粘连强度小于泄压阀打开后未冲破所述第二浇封层时冲开所述第二浇封层的冲击强度。

3.如权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述箱体为防爆箱体，所述防爆箱体包括：

箱体本体；

设置在所述箱体本体之上的防爆盖，其中，所述防爆盖通过螺栓与所述箱体本体相连，且覆盖所述电池模组的浇封层和所述防爆盖之间存在自由空间。

4.如权利要求3所述的防爆电池，其特征在于，还包括：

设置在所述箱体本体之中的压力检测器，所述压力检测器检测到所述箱体本体之内压力大于预设阈值时，控制切断所述防爆电池与外界电路的电气连接；

设置在所述防爆盖或所述箱体本体之上的至少一个泄压装置，以确保当所述箱体内部压力升高时及时进行泄压，减小对电池模组的影响。

5.如权利要求3所述的防爆电池，其特征在于，还包括：

设置在所述防爆盖与所述箱体本体之间的密封条。

6.如权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，还包括：

支撑件，所述支撑件用于支撑并固定所述电池模组。

7.如权利要求3所述的防爆电池，其特征在于，所述第一浇封层、所述第二浇封层填充满在所述电池模组与所述箱体的侧壁与底部之间的空间，以使其与所述防爆箱体本体的紧密贴合和固定所述电池模组。

8.如权利要求4所述的防爆电池，其特征在于，还包括：

设置在所述自由空间之中控制模组，所述控制模组与所述压力检测器相连，用于在所述压力检测器检测到所述箱体本体之内压力大于预设阈值时，控制切断所述防爆电池与外界电路的电气连接。

9.如权利要求8所述的防爆电池，其特征在于，还包括：

设置在所述自由空间之中的温度检测模组和温度调节装置。

10.如权利要求9所述的防爆电池，其特征在于，所述控制模组还分别与所述温度检测模组和所述温度调节装置连接，其中：

所述控制模组，还用于在通过所述温度检测模组检测到所述自由空间的温度超过预设温度阈值时，通过所述温度调节装置对所述自由空间进行降温，从而使所述自由空间的温度小于所述预设温度阈值。

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