CN219144291U - 电池中心管及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池中心管，包括管体，所述管体内设有冷却物质或能够与电解液反应的反应物质，所述电池中心管还包括设置于所述管体外壁上的安全结构，所述安全结构包括基座及设置在所述基座内的合金块，所述管体的外壁上设有开孔，所述安全结构安装于所述开孔处。本实用新型通过在基座内设置合金块，避免合金块直接填充在管体的开孔处，防止合金块和管体两种不同金属接触后形成原电池，腐蚀后导致密封性不足的问题，提高了电池的稳定性和使用寿命。本实用新型还公开了一种电池。

Description

电池中心管及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池中心管及电池。

背景技术

随着新能源汽车及储能行业的快速发展，二次电池成为研究的热点。锂离子电池由于具有高电压、高比能量、良好的循环性能和清洁无污染等优点，被广泛应用于电动汽车和储能领域。锂离子电池的安全性能为其最重要的指标之一。

传统的锂电池一旦发生热失控很难中途停止，即使向电池喷灭火剂也很难熄灭，其最主要的原因是外部灭火剂很难进入电池内部，电池持续放电产热，直到锂电池内部的能量释放完毕才能停止产热。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型的目的在于提供一种电池中心管及电池，通过在电池中心管外壁开孔处设置安全结构，当电池发生热失控，电池中心管上安全结构里的低温合金由于高温被融化冲破，冷却物质或反应物质从开孔释放至中心管外以对电池进行降温，阻止热失控的进行；通过在基座内设置合金块，避免合金块直接填充在中心管的开孔处。防止合金块和中心管两种不同金属接触后形成原电池，腐蚀后导致密封性不足的问题，提高了电池的稳定性和使用寿命。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

本实用新型提供一种电池中心管，包括管体，所述管体内设有冷却物质或能够与电解液反应的反应物质，所述电池中心管还包括设置于所述管体外壁上的安全结构，所述安全结构包括基座及设置在所述基座内的合金块，所述管体的外壁上设有开孔，所述安全结构安装于所述开孔处，当电池发生热失控，在升温后所述合金块融化，所述管体内的冷却物质或反应物质从所述开孔释放至所述管体外以对电池进行降温。

作为一种实施方式，所述基座上设有与所述开孔相连通的开口，所述合金块设置在所述开口处并覆盖堵住所述开口。

作为一种实施方式，所述安全结构还包括密封圈，所述密封圈密封设置于所述合金块与所述基座之间。

作为一种实施方式，所述基座的正面与所述管体的管壁连接，所述基座的背面设有多个安装壁，所述密封圈夹设在所述基座的背面与所述安装壁之间。

作为一种实施方式，所述管体具有沿其长度方向的两端，其至少一端的外壁上设置有一个所述安全结构。

作为一种实施方式，所述安全结构距离所述管体的靠近一端的端面的距离为20mm～200mm。

作为一种实施方式，所述安全结构距离所述管体的靠近一端的端面的距离与所述管体的总长度的比例为1：20～1：5。

作为一种实施方式，所述基座为铝材质或钢材质，所述管体为铝材质或钢材质；所述基座和所述管体为同种材质。

作为一种实施方式，所述管体的外壁上设置固定座，所述基座与所述固定座通过焊接固定。

作为一种实施方式，所述合金块的材质为铅锡合金或锡铋合金。

作为一种实施方式，所述合金块的熔点为90℃～160℃。

作为一种实施方式，所述冷却物质为水，所述反应物质为无机碱、有机碱、强碱弱酸盐溶液、有机酸或无机酸溶液。

本实用新型还提供一种电池，包括如上所述的电池中心管。

本实用新型有益效果在于：通过在管体的开孔处安装一安全结构，安全结构的基座内设有合金块，当电池发生热失控，在升温后合金块融化，管体内的冷却物质或反应物质从开孔释放至管体外以对电池进行降温，从源头切断锂电池的短路放电产热，能够抑制锂电池热失控的持续发生，大大降低电池热失控带来的损失；通过在基座内设置合金块，避免合金块直接填充在管体的开孔处，防止合金块和管体两种不同金属接触后形成原电池，腐蚀后导致密封性不足的问题，提高了电池的稳定性和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一实施例的安全结构的背面结构示意图；

图2为图1的正面结构示意图；

图3为图2的剖面图；

图4为图1安装于管体的安装示意图；

图5为图1安装于管体两端的示意图；

图6为本实用新型的电池的剖面示意图；

图7为本实用新型的另一实施例的安全结构的爆炸图；

图8为图7组装后的安全结构立体图；

图9为本实用新型的另一实施例的安全结构的立体图；

图10为图9的剖面图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的特定实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的描述，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。

术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或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。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是为了区别属性类似的元件，而不是指示或暗示相对的重要性或者特定的顺序。

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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。

本实用新型提供一种电池中心管，如图1及图4所示，包括管体1，管体1内设有冷却物质或能够与电解液反应的反应物质，电池中心管100还包括设置于管体1外壁上的安全结构2，安全结构2包括基座21及设置在基座21内的合金块24，管体1的外壁上设有开孔12，安全结构2安装于开孔12处，当电池发生热失控时，在升温过程中，合金块24融化，管体1内的冷却物质或反应物质从开孔12释放至管体1外以外对电池进行降温。当管体1的中空腔内填充有冷却物质时，合金块24融化后，冷却物质进入电池内部，对电解进行降温灭火，阻断或延缓电池的热失控；当管体1的中空腔内填充有反应物质时，合金块24融化后，反应物质进入电池内部，能够与电解液反应阻止热失控。进一步地，本实用新型通过在基座21内设置合金块24，避免合金块24直接填充在管体1的开孔12处，由于合金块24和管体1为两种不同金属，其接触后在电解液中会形成原电池，时间长了会腐蚀，导致密封性不足的问题，大大提高了电池的稳定性和使用寿命。更进一步地，本实用新型的安全结构2是通过将合金块24放置于基座21后再安装于管体1上，便于工业化量产，且工艺成熟，能够提升产品密封合格率。

作为一种实施方式，如图2及图4所示，基座21上设有与开孔12相连通的开口22，合金块24的尺寸与开口22的尺寸相配合，合金块24设置在开口22处并覆盖堵住开口22。当电池正常工作时，合金块24堵住了开口22，确保管体1内的物质不会渗出，当电池发生热失控后，电池温度升高使得合金块24融化，管体1内的冷却物质或反应物质能够从管体1的开孔12处流出，再通过开口22流入到电解液中。

作为一种实施方式，如图7及图8所示，安全结构2还包括密封圈25，密封圈25压紧密封于合金块24与基座21之间，提高装置的密封性，且密封圈25隔开了合金块24和基座21之间的直接接触，可以有效阻止原电池的产生，避免腐蚀，进一步提高装置的可靠性。具体地，密封圈25为非金属材料，优选PP或氟橡胶。

作为一种实施方式，如图3及图10所示，基座21的正面与管体1的管壁连接，基座21的背面设有多个安装壁23，安装壁23可以设置为“L”形的倒钩，密封圈25夹设在基座21的背面与倒钩之间。合金块24安装于开口22内，且由密封圈25隔开与基座21的直接接触，倒钩能够进一步固定合金块24于开口22内，防止合金块24从基座21内脱落。具体地，如图1所示，倒钩由开口22的侧壁一次性向内弯折成型，工艺简单、成型快速，最后在开口22的四周形成四个倒钩。

作为一种实施方式，如图5所示，管体1具有沿其长度方向的两端，其至少一端的外壁上设置有一个安全结构。进一步地，管体1的两端的外壁上分别设置有一个安全结构2。更进一步的，管体1上的开孔12设置为与安全结构2配合的矩形孔，如图4所示。具体地，如图1所示，安全结构2为矩形结构，开孔12为与其配合的矩形孔，图8及图9的安全结构为两端为圆弧状的长条形结构，开孔12也为两端为圆弧状的长条形。

作为一种实施方式，安全结构2设置在靠近管体1两端的位置，每个安全结构2距离管体1的靠近一端的端面的距离为20～200mm，或为50mm～100mm。

作为一种实施方式，每个安全结构2距离管体1的靠近一端的端面的距离与管体1的总长度的比例为1：20～1：5，或为1：20～1：10。

作为一种实施方式，基座21为铝材质或钢材质，管体1为铝材质或钢材质。具体地，基座21和管体1选择同一种材质的金属，能够阻止原电池的产生。当管体1为铝材质时，基座21也为铝材质；当管体1为钢材质时，基座21也为钢材质。

作为一种实施方式，如图4所示，管体1的外壁上设置固定座11，基座21与固定座11通过焊接固定。具体地，在管体1的开孔12处焊接固定座11，再将安全结构2焊接至固定座11上。进一步的，安全结构2激光焊接于固定座11上，且固定座11与管体1的材质相同，能够阻止原电池的产生。进一步地，如图1及图4所示，安全结构2的四周设置为第一阶梯结构26，固定座11的内腔顶部设置为与第一阶梯结构26配合的第二阶梯结构13，将安全结构2安装于固定座11上，第一阶梯结构26抵接于第二阶梯结构13上，再在第一阶梯结构26与第二阶梯结构13的连接处焊接固定，实现了将安全结构2安装于管体1外壁上。

作为一种实施方式，合金块24的材质为铅锡合金或锡铋合金，或为锡铋合金。合金块24的材质为低熔点合金属材料。

作为一种实施方式，合金块24的熔点为90℃～160℃，或为100℃～120℃。

作为一种实施方式，冷却物质为水，反应物质为无机碱、有机碱、强碱弱酸盐溶液、有机酸或无机酸溶液。

在本实施例中，所述无机碱、有机碱、强碱弱酸盐包括：氨基钾、氨基钠、氢化钾、氢化钠、氢氧化钾、氢氧化钠、其它金属的氢氧化物、丁基锂、二异丙基氨锂格氏试剂、烷基铜锂、甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、氨水、甲胺、吡啶或其它能催化酯类水解的碱的一种或多种。

进一步地，所述无机酸、有机酸包括：硫酸、硝酸、高氯酸、氢溴酸、氢碘酸、高溴酸、氯酸、溴酸、氟硅酸、氯铅酸、偏磷酸、锇酸、高锰酸、硒酸、高铁酸、氟硼酸、氟磺酸、氰酸、硫氰酸、偏高碘酸、2，4，6-三硝基苯酚、2，4，6-三硝基苯甲酸、三氟乙酸、三氯乙酸、甲磺酸、苯磺酸、KMD酸、2-氯乙硫醇或其它能催化酯类水解的酸的一种或多种。

作为一种实施方式，安全结构2的表面积与管体1的总表面积(除两端外)的比例为1：20～1：5，或为1：20～1：10。安全结构2的表面积具体指合金块24的内侧面，即与管体1内的冷却物质或反应物质接触的一面。安全结构2的表面积为2m m²～20m m²，或为8m m²～12mm²。

本实用新型还提供一种电池，如图6所示，包括上述的电池中心管100。电池还包括外壳4及填充于外壳4内的电解液3，电池中心管100安装于外壳4内。当电池发生热失控时，在升温过程中，合金块24融化，管体1内的冷却物质或反应物质从开孔12释放至管体1外的电解液3中，实现对电池降温，抑制锂电池热失控的持续发生，大大降低电池热失控带来的损失。

本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型通过在管体1的开孔12处设置安全结构2，安全结构2包括基座21及设置于基座21内的合金块24，当电池发生热失控，管体1上安全结构2里的低温合金由于高温被融化冲破，管体1内的冷却物质或反应物质流入电池内，阻止热失控的进行。

(2)本实用新型的安全结构2是通过设置基座21装有合金块24后放入管体1外壁上，便于工业化量产，工艺成熟，提升产品密封合格率。另外，基座21和合金块24之间增加了一道密封圈25，可充分保证密封，也可以阻止原电池的产生，进一步提高电池中心管100的密封性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限定，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池中心管，包括管体(1)，所述管体(1)内设有冷却物质或能够与电解液反应的反应物质，其特征在于，所述电池中心管(100)还包括设置于所述管体(1)外壁上的安全结构(2)，所述安全结构(2)包括基座(21)及设置在所述基座(21)内的合金块(24)，所述管体(1)的外壁上设有开孔(12)，所述安全结构(2)安装于所述开孔(12)处。

2.如权利要求1所述的电池中心管，其特征在于，所述基座(21)上设有与所述开孔(12)相连通的开口(22)，所述合金块(24)设置在所述开口(22)处并覆盖堵住所述开口(22)。

3.如权利要求2所述的电池中心管，其特征在于，所述安全结构(2)还包括密封圈(25)，所述密封圈(25)密封设置于所述合金块(24)与所述基座(21)之间。

4.如权利要求3所述的电池中心管，其特征在于，所述基座(21)的正面与所述管体(1)的管壁连接，所述基座(21)的背面设有多个安装壁(23)，所述密封圈(25)夹设在所述基座(21)的背面与所述安装壁(23)之间。

5.如权利要求1所述的电池中心管，其特征在于，所述管体(1)具有沿其长度方向的两端，其至少一端的外壁上设置有一个所述安全结构(2)。

6.如权利要求5所述的电池中心管，其特征在于，所述安全结构(2)距离所述管体(1)的靠近一端的端面的距离为20mm～200mm。

7.如权利要求5所述的电池中心管，其特征在于，所述安全结构(2)距离所述管体(1)的靠近一端的端面的距离与所述管体(1)的总长度的比例为1：20～1：5。

8.如权利要求1所述的电池中心管，其特征在于，所述管体(1)的外壁上设置固定座(11)，所述基座(21)与所述固定座(11)通过焊接固定。

9.如权利要求1所述的电池中心管，其特征在于，所述合金块(24)的熔点为90℃～160℃。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池中心管(100)。

Images