TWI793638B - 用於電動車輛之阻燃防爆電池組及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組，包括：至少一電池磚，係由複數個單電池構成，該等單電池電性連接以界定一正極焊接片與一負極焊接片；一電池磚正極導線與一電池磚負極導線，分別電性連接該正極焊接片與該負極焊接片；以及一電池磚蓋與一電池磚容器，由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間足以容納該等複數個電性連接之單電池；其中，該收容空間注滿一阻燃油，並使該等複數個電性連接之單電池浸泡於該阻燃油中，且使該電池磚正極導線與該電池磚負極導線外露於該收容空間，以構成一電池磚總成。基於本發明裝置之實施，能改善電動車輛電池組易於燃燒及爆炸的既有缺陷。

Description

用於電動車輛之阻燃防爆電池組及其製造方法
本創作之技術思想，係利用自然法則的熱傳導性、空氣隔絕性、燃點高、黏度低、電氣絕緣性佳的流體及重力等物理性質，應用於防止電動車輛電池組燃燒或爆炸的製造方法。首先，本創作將具備上列物理性質之流體名為「阻燃油」應用之。其次，在電池組之組裝方法亦有相輔相成的創新設計。
將前項阻燃油注滿電動車輛電力來源的電池磚總成容器及電池組容器中，使每一顆單電池均浸漬在導熱、絕緣及絕氣的阻燃油中，俾電池組內的單電池，若因不特定原因致發生電池極板短路之時，能將短路瞬間極板熔融之顯熱熵(entropy)加以傳導，快速分散由整個電池組的比熱容(Specific heat Capacity)吸收外釋，降低瞬間熔融高溫。避免單電池極板短路熔融熱演變成明火燃燒，最終惡化成連鎖燃燒及至爆炸。本創作根據自然法則的多項物理特性發想，創作出「阻燃油」及電池組的創新組裝方法，應用於電動車輛電池組之製造，改善電動車輛電池組易燃燒或爆炸的重大缺陷，提升電動車輛乘駕安全性，即是本創作的技術領域。
目前電動車輛基於電力能量密度需求，大部分均採用潛藏著燃燒、爆炸風險的二次鋰離子化學電池做為動力來源，既有燃燒、爆炸風險，當然不是電動車輛動力來源的上選。為此，電動車輛製造廠商基於 降低燃燒、爆炸的可能性，多往電池材料安全性能改善方向努力，期能降低電動車輛燃燒或爆炸的風險，惟進展有限，因為較安全的電池材料能量密度通常不高，車輛行駛里程不足，難符市場實際需求。
搜尋經濟部智慧財產局全球專利檢索系統，無本創作電池組之阻燃防爆技術先例可尋，足證「電動車輛電池組之阻燃防爆方法」技術，確屬「製造方法專利所製成之物在該製造方法申請專利前，為國內外未見者」之利用自然法則技術思想之發明創作。本創作之技術於本案申請前，在全球專利檢索系統內，似無先前技術可分析。
惟查，利用自然法則之熱傳導性、空氣阻絕性、電氣絕緣性良好、自燃點高、黏度低的礦油物理性質之應用，目前已知者有電力系統交流高壓變壓器感應線圈之絕緣散熱等應用。上述應用低黏度礦油之技術領域，侷限於電力系統領域。本創作則將低黏度礦油的諸項物理性質，應用在二次化學電池組的阻燃、防爆領域，當然歸類為創新技術發想之新領域。因此，將低黏度礦物油的物理性質應用在電動車電池組之阻燃、防爆之製造方法，本創作當然是電池領域或電動車輛領域的創新者。
本創作對礦物油的應用，屬橫跨電動車輛製造及電池組製造領域的創新應用，可排除申請前已見於刊物者、申請前已公開實施者，或申請前已為公眾所知悉者之疑慮。自非具有電池技術領域或電動車技術領域通常知識者，依申請前之先前技術所能輕易創見或完成者。眾所皆知，具電池技術領域或電動車技術領域之通常知識者非在少數，但該等人士目睹豎立於道路旁電線杆上的電力交流高壓變壓器，並未有所創見或發想出本創作製造方法。搜尋全球專利檢索系統查無相關資料足堪佐證，且未聽聞電動車輛技術領域或電池技術領域者有先前技術之說。
電池的種類大致分為化學電池、物理電池、生物電池及燃料電池等，能量密度各不相同，其中化學電池的能量密度最高且無須一再補充燃料。基於電動車輛所需的電力能量極大，因此可重複充-放電的鋰離子二次化學電池，遂成為電動車輛動力來源最佳選擇，因其單位重量或體積能量密度較大。但鋰離子二次電池先天存在燃燒及爆炸風險，電動車輛使用其為動力來源，雖知有風險，惟尚無較佳選項，目前只能加強風險控管，例如增厚電池組之金屬外殼、裝置散熱導管等等因應之。採用電能動力取代內燃機動力之優點，主要係在減少移動溫室氣體排放量，溫室氣體減量，是避免極端氣候惡化的全球共識。
為了支持上述本發明阻燃防爆電池組及其製造方法，本實施例電動車輛之電力來源，基於能量密度考量採用數千顆二次鋰離子化學單顆電池(簡稱單電池)組成。首先將複數顆單電池以並聯方式組裝，使之成為數百瓦小時(wh)的電池磚(簡稱電池磚)組件；其次，將該並聯的電池磚正極朝上，密封於注滿阻燃油的耐衝擊PC(聚碳酸酯/Polycarbonate，簡稱PC)塑膠容器，牽引出正、負極導電線和保險絲，即電池磚總成(簡稱電池磚總成)。再將複數個電池磚總成，以導電線「串接」成為千瓦小時(kwh.)等級的電池組(簡稱電池組)。最後，再由複數個電池組為架構，經有保險絲的導電線「串接」成數拾千瓦小時(kwh.)的電池群組，即可供電動車輛使用。
將前項電池群組安裝固定於電動車輛的金屬底盤上，即成電動車輛所需的電力源。本創作將全部單電池皆採「並聯」法建構出大容量的電池磚總成。而本創作提高電壓(能量)的方法，則是將浸漬在阻燃油中，且置入耐衝擊PC塑膠容器的電池磚總成，經由裝有保險絲的外部導電線「串接」提高電壓製成電池組，然後該電池組再經有保險絲的外部導電 線「串接」複數個以提高電壓(能量)，建構出本創作數拾千瓦小時(kwh.)規格的電池群組，此電池群組具備高電壓、大電流的直流電輸出能量。
本創作技術特色之一，即係該「串接」後電壓高、電流大的電池群組，係採分艙、串接架構，單電池之正極全部朝上豎立，且附有保險絲可斷開電路的安全防護機制。若因交通事故擠壓致毀損電池群組任何一部分，其短路的分壓，僅是遭毀損部位4.2伏特(volt.)單電池電壓，所釋放的瞬間能量僅遭毀損部位電池之化學能總和。本創作外部「串接」電池技術，提供等同「串聯電池」升高電壓的效果，可避免「串聯電池」短路時無法斷開迴路所造成的燃燒、爆炸風險。
本創作電池磚總成以「串接」方式組成正極朝上的電池組，除達到提升電池電壓的「串聯」效果外，更可杜絕電池滲漏電解液的新穎設計，在於避免單電池金屬罐封裝時，若電池罐絕緣圈封裝有瑕疵致密封不良，將導致可燃性電解液滲漏，正極朝上豎立，縱封裝不良亦無電解液滲漏短路的風險。簡言之，若讓電池平躺或正極朝下狀態，可燃性電解液之位能在重力作用下，若密封有瑕疵，必將由瑕疵處滲漏。鋰離子二次電池之電解液既為可燃性，滲漏後，若係傳統正負電極直接串聯，串聯電池之間必有電壓差，將因電解液之導通出現短路放電現象，短路導致的極板熔融能量，有衍生成明火燃燒或爆炸的風險。本創作將電池姿態正極全部朝上豎立保持位能，可完全免除可燃性電解液因重力作用滲漏的可能性，能防免瑕疵電池電解液因重力作用滲漏造成電動車輛電池組短路的技術思想，符合進步性及產業利用性之發明專利要件。
能量守恆眾所皆知，本創作技術思想之一，在正極全部朝上的電池磚總成及電池組容器內注滿阻燃油；使每一單電池皆浸漬在阻燃油中，快速充電時，可即時將超出電池化學反應多餘之能量(廢熱)藉由阻 燃油迅速傳遞外釋，由整個電池組比熱容(Specific heat Capacity)吸收。查表得知，空氣的比熱容量為1,030J/kg；阻燃油的比熱容量為2,200J/kg；兩者相差達一倍，且空氣為熱之不良導體，阻燃油則為熱的導體。本創作將局部瞬間高熱分散由電池組的比熱容吸收，分散熱量是能量守恆現象。
本創作阻燃油的灌注量約230公升(liter)且與電池緊密接觸。因此，快速充電時，可將超出化學反應所需之顯熱熵(entropy)，借由比熱容量及導熱性均比空氣佳的阻燃油比熱容(Specific heat Capacity)吸收傳遞，本實施例所填充的阻燃油約230公升(liter)，重量約184公斤(kg)，能吸收的熱量高達404,800焦耳(Joule)的比熱容(Specific heat Capacity)，可常態性實施1C-Rate以上的快速充電，不致因快速充電致使電極板經常處於熱漲冷縮狀態，導致電極板快速老化蓬鬆。本創作實現縮短電動車充電時間，緊急快充10分鐘，行駛200公里將可預期，增加電動車的便利性。
1:單電池
11:正極電池帽
12:絕緣墊圈
13:負極電池罐
14:正極電極板
15:絕緣片
16:負極電極板
2:電池磚
21:電池排
22:正極焊接片
23:負極焊接片
3:電池磚總成
31:PC電池磚蓋
32:PC電池磚容器
33:電池磚正極導線
34:電池磚負極導線
35:電池磚保險絲
4:電池組
41:PC電池組蓋
42:PC電池組容器
43:電池組正極導線
44:電池組負極導線
45:電池組保險絲
〔圖一〕為本發明阻燃防爆裝置之單電池解剖示意圖。
〔圖二〕為本發明阻燃防爆裝置之電池磚示意圖。
〔圖三〕為本發明阻燃防爆裝置之電池磚總成示意圖。
〔圖四〕為本發明阻燃防爆裝置之電池組示意圖。
本發明技術領域所舉之實施例，是一種具備熱傳導性、空氣隔絕性、燃點高、黏度低、電氣絕緣性佳的阻燃油；在單電池極板短路時，能隔絕電池極板內鋰化合物與空氣中的氧分子(O2)接觸，避免明火燃燒，並將極板熔融產生的高溫傳遞至周遭，俾將短路單電池極板熔融的顯熱熵(entropy)迅速傳遞，由周遭電池及阻燃油本 身的比熱容吸收降溫，避免引發連鎖的燃燒、爆炸結果。本創作阻燃油並不侷限於本實施例所列舉的礦物油提煉物，舉凡以人工合成，或具備與本實施例有相同物理性質之流體，皆函攝在本發明創作技術思想之範疇。
本實施例用於說明之阻燃油，可參考通常使用在電力配送系統浸漬高壓變壓器交流感應線圈，使之散熱及隔絕空氣中水氣之絕緣油。本創作將高壓變壓器絕緣油之物理性質，跨領域應用於電動車輛電池組之阻燃、防爆領域之製造方法，係一種利用自然法則技術思想的創新應用與製造方法，滿足「發明，指利用自然法則之技術思想之創作。」之專利法立法意旨。
高壓變壓器絕緣油的電氣絕緣強度高，擊穿電壓值通常高達40KV以上；當單電池外部絕緣材質劣化時可提供額外的絕緣效果。又因阻燃油具備比熱容量大、黏度低的物理性質，因此，當電池之間出現短路或單電池正負極板發生短路造成電池極板熔融時，可用來傳遞極板燒融的瞬間高熱能量，分散由整個電池組吸收，達到降溫阻燃的安全效果，此時，阻燃油的熱傳導性成為導熱介質(不含對流效應)，可將極板短路故障單電池瞬間產生的高熱熵(entropy)，迅速傳遞至周遭常溫區域，由鄰近電池及阻燃油的比熱容吸收降溫，避免單電池熔融瞬間高溫導致連鎖燃燒的劇烈反應，徹底解決電池短路或極板燒融所導致的燃燒或爆炸。
因此，阻燃油注滿於電池組中，其作用是充當電池極板意外短路造成核心燒熔高溫外傳的介質。阻燃油指的是從礦物源提煉，特別是石油分餾物中提取的一種無色無臭高級烷烴。通常閃點265℃以上，燃點300℃以上，其密度大約為0.8g/cm3。本創作實施例 所舉例的阻燃油大致為三大類；第一類為石蠟油，主要為 n -烷烴。第二類為環烷烴油，主要為環烷烴。第三類為芳香烴油，主要為芳香烴。或由上述成分調配、重組或添加相容性成分。使具備本創作技術思想，能隔絕空氣、傳導熱能、阻斷燃燒之物理性質者，均視同本創作電池組的阻燃、防爆介質阻燃油。
本發明創作係一種電動車輛動力電源的安全電池組之製造方法，此方法所製成之電池組具備阻燃、防爆的安全特性。本實施方式係由可充-放電數百次的單顆鋰離子18650圓筒形電池〔圖一〕為基礎，做為本實施方式說明案例其中之一例，但不侷限於鋰離子18650圓筒形單電池方能實施。舉凡類推本創作技術思想或方法，應用自然物理性質為基礎，採用他種可充-放電之二次化學電池、填充阻燃油；將全部單電池採「並聯」分艙隔離，正極朝上豎立，再由附有熔斷機制保險絲的導電線外部「串接」取代傳統正負電極直接「串聯」法，製造出具有阻燃、防爆功能之電動車輛用電池組者，皆為本創作申請發明專利範圍所函攝。
二次鋰離子單電池(1)係由一片帶正電的正極電極板(14)，以及一片帶負電的負極電極板(16)，中間隔著一片不導電，卻能讓陰離子穿梭以填補正極放電所形成電洞之絕緣片(15)(簡稱絕緣片)。把上述正極電極板(14)置於內側、絕緣片(15)放中間、負極電極板(16)在外側，捲繞，裝入一圓筒形金屬負極電池罐(13)，罐中注入適量油溶性電解液，再將正極電極板(14)之導電片外引至正極電池帽(11)點焊，並以絕緣墊圈(12)(簡稱絕緣圈)將正極電池帽(11)與充當電池負極的金屬罐體(13)行電性隔離，即成單電池(1)〔圖一〕。單電池(1)於封裝後，具備阻斷空氣之氣密性，正極材料主要係由碳酸鋰及鎳、鈷、錳等前驅材料構成。二次鋰離子單電池正-負極間的電 壓差，充滿電時為4.2V.；放電下限電壓則不能低於3.0V.；否則無法再次充電；標稱電壓為3.7V.；本實施例鋰離子單電池18650規格，目前最佳標稱容量為3,400mAh.。本實施例計算電池組能量的計算式(volt*mAh./1,000=wh.)係以充滿電4.2volt.為計算基礎。
二次鋰離子電池因為鋰元素強烈的親氧性，甚至能與水的氧原子劇烈氧化反應，因此電解液只能採用不含氧的六氟磷酸鋰(LiPF6)油溶性可燃液體，無法採用不燃的水溶性電解液。若正極與負極間發生短路燒熔時，高溫將破壞金屬罐體上端的絕緣圈之密封性，若滲入空氣，必造成鋰化合物與滲入之空氣中的氧分子產生劇烈氧化反應，導致明火燃燒，甚至爆炸。此時，油溶性電解液扮演助燃劑的腳色，此為油溶性電解液鋰離子電池易燃的關鍵因素及缺點。但因二次鋰離子電池的能量密度遠高於水溶性電解液的他類化學二次電池，縱有燃燒、爆炸的潛在風險，電動車輛仍得在風險與實用之間進行困難的選擇。民航客機規定，乘客若攜帶包含鋰離子電池在內的電子產品，須乘客隨身攜帶登機，不接受以託運行李方式運送，即係考量鋰離子電池在貨艙中的風險無法控管之因素。
二次鋰離子單電池極板縱短路熔融，若未與空氣中的氧分子接觸，只會有極板熔融現象，僅在電池金屬罐內累積高溫，不會有明火或爆炸，此時本發明阻燃油的熱傳導性發揮作用，迅速將單電池核心瞬間熔融高溫外傳分散，由本創作之阻燃油及其他單電池的比熱容量吸收降溫，不致造成短路單電池燃燒、爆炸或波及相鄰接單電池的連鎖燃燒反應。鋰的熔點為180℃；阻燃油(環烷基礦物油)的燃點則300℃以上。電池極板熔融溫度若及時經由阻燃油將熱傳導外釋吸收，且與空氣中的氧分子確實隔離阻絕，即可避免短路演變成 明火燃燒，能防止擴大演變成爆炸的嚴重結果。本發明創作阻燃油所應用的物理法則為熱傳導效應，公式如下：公式：
Figure 110121892-A0305-02-0011-2
(計算單位時間內通過單位面積的熱通量)。
其中：
Figure 110121892-A0305-02-0011-3
代表熱通量密度，單位W．m-2。
k 代表材料的熱導率，單位W．m-1．K-1。
▽T 代表溫度梯度，單位K．m-1。
本創作阻燃油屬液態性質，液體之熱傳導方式另有熱對流效應。因並聯單電池兩兩間緊密鄰接，灌注在電池磚總成或電池組的阻燃油僅佔21%空間，且被各個單電池分隔，僅剩縫隙相通。由於電池極板短路之熔融熱熵(entropy)迅速即被阻燃油的比熱容(Specific heat Capacity)吸收並傳遞，不待緩慢的對流效應作用，已將熔融高熱以梯度方式傳遞由鄰接的常溫單電池二次吸收，因此，熱對流效應於本實施例幾可忽略。
在說明實施方式前，先簡介本創作將全部單電池正極朝上豎立之技術創新之必要。正極朝上豎立，可杜絕單電池製程若出現絕緣墊圈(12)有瑕疵，避免電解液滲漏短路風險。因為單電池若係平放或正極朝下姿態，可燃性電解液將因重力效應而自瑕疵處滲漏，此時，電池組將因滲漏電解液而導通短路，基於電解液屬可燃性質，即有燃燒或爆炸風險。本創作將單電池全部採並聯組裝，在於提高電池組容量；而電壓之提高，本創作則採用外部「串接」方式而非正負電極直接「串聯」方式為之，避免電池組故障時無法斷開短路電流。其優點，在於並聯之各單電池間電位相同，任意兩相鄰接單電池間的電位差為零，沒有短路風險。本創作製造方法增大了電池的可用容量，卻能有效避免電池組短路電壓差瞬間放電的風險。提高電池電壓，本創作以外部「串接」取代一般「串聯」法提高電 池組電壓，其優點在於短路時，有保險絲可斷開外部「串接」電池組間迴路，阻斷電池組燃燒或爆炸的風險；傳統正負電極直接「串聯」法並無斷開機制。
首先，如〔圖二〕所示，本創作以20個單電池(1)正極朝上豎立，並聯成一片電池排(21)，再將4片電池排(21)並聯，組成一個具有一正極焊接片(22)與一負極焊接片(23)之電池磚(2)，該電池磚(2)即成為一個電位相同，電壓僅4.2VDC的大容量低電壓元件。其次，如〔圖三〕所示，取該電池磚(2)置入耐衝擊PC電池磚容器(32)中，焊接正極焊接片(22)，並牽引出包含保險絲(35)在內之電池磚正極導線(33)，另焊接負極焊接片(23)，並牽引出電池磚負極導線(34)；注滿阻燃油於該耐衝擊PC工程塑膠容器(32)中，以耐衝擊PC電池磚蓋(31)密封之，即成為電壓4.2VDC容量1.14kwh.的電池磚總成(3)備用。
如〔圖四〕所示，將前項電池磚總成(3)以4個單元為一組，皆正極朝上，組裝「串接」成一個電池組(4)，該電池組之輸出電壓因採用「串接」方式而達到16.8VDC容量4.56kwh.。本創作外部「串接」組裝技術，使電池組(4)內之單電池能夠全部正極朝上豎立，防免電解液滲漏風險。將4個電池磚總成(3)之電池磚正極導線(33)及電池磚負極導線(34)，前後一一串接，成為電池組(4)；因串接線路設有一保險絲(35)，短路時，可斷開串接之電池磚總成(3)。又因為每一個電池磚總成(3)內之單電池，皆採正極向上豎立並聯方式組裝，縱遭交通意外擠壓，甚至耐衝擊PC塑膠電池磚容器(32)與耐衝擊PC電池磚蓋(31)遭破壞，頂多產生複數個單電池極板短路4.2V.的瞬間顯熱量熵(entropy)，不會有連鎖短路的現象，有別於通常「串聯電池」欠缺保險絲可斷開的16.8VDC之短路電流能量。復因電池磚總成(3)內部注滿阻燃油，可隔絕空氣的氧與單電池極板的鋰元素接觸， 且能傳導電池熔融瞬間高熱使之外釋吸收，可防免注滿阻燃油的電池組(4)燃燒或爆炸。
最後，則將前述16.8VDC容量4.56kwh.的電池組(4)以20個為單位，皆正極朝上，安裝在電動車輛堅固底盤的金屬框架內，以電池組正極導線(43)及電池組負極導線(44)串接成一組包含電池組保險絲(45)在內，足夠本實施例電動車行駛數百公里的電池群組(Group)。此電池群組之電壓為336VDC容量91.4kwh。因電動車輛底盤框架的20個電池組(4)，各自密封於耐衝擊PC塑膠電池組容器(42)及同材質PC電池組蓋(41)內，並浸漬在阻燃油中，且每個電池組(4)均是由單電池並聯而成的電池磚總成(3)所建構，更全部正極朝上豎立組裝，縱遭意外擠壓損壞，僅會造成單電池(1)極板4.2V.的熔融溫度(鋰的熔點為180℃)之累加。在正常使用條件下，電動車輛意外燃燒、爆炸風險，即能由本創作的阻燃油及「分艙、串接」且單電池正極朝上豎立的新穎設計而克服，有效提升電動車輛使用安全性。
本發明創作之一大特點，即係能杜絕電動車用電池組內的任何一顆單電池，因極板短路熔融衍生成明火燃燒及至爆炸。本發明創作無須改變電動車用電池組內原本的安全保護元件，僅須在目前電動車用電池組添加具熱傳導性、電器絕緣性、空氣隔絕性、燃點高、黏度低的阻燃油，使每一單電池的周遭浸漬阻燃油，即能提供電動車用電池組之阻燃及防爆安全功能，大大增加電動車輛乘駕人的安全性。
本發明阻燃油係由環烷基礦物油提煉或合成而得，成本低廉，本發明應用環烷基礦物油原本具備的物理性質，提升電動車輛的安全性能，當然是一件具有進步性及產業利用性的發明，更是一種自然法則技術思想的新穎製造方法，符合「製造方法專利所製成之 物在該製造方法申請專利前，為國內外未見者。」所定義之發明專利構成要件。
按電動車輛電池組之燃燒及爆炸現象，系電池經並聯、串聯等加工組合之後，增高電壓，加大能量，才會在特定條件下造成短路燃燒或爆炸，例如電池漏液導通電流或交通意外撞擊擠壓等。串聯越多顆電池，電壓越高，並聯越多顆電池，瓦小時能量越大。本實施例電壓336VDC，充滿電時能量為91.4kwh.；足夠一般家庭一個月的用電需求量。
本實施例係由6,400顆單電池，經並聯及「串接」成電池磚總成〔圖三〕，再由電池磚總成「串接」成電池組〔圖四〕，最後再由20個電池組「串接」成為「電池群組」所構成。此電池群組於充滿電時之電壓為336VDC，有效能量為91.4kwh.。採「分艙串接、正極朝上」方式組裝，使電池組內的所有單電池均為「並聯」架構，再以外部「串接」方式，達到等同「串聯」提高電壓的效果。本創作提高電壓，因採分艙隔離且增加保險絲熔斷機制，可避開電池正負電極直接串聯的風險，使本創作電池群組內的6,400顆單電池，全部處於等同「並聯」的零電位差狀態，若短路，電池組任何一個故障部分的分電壓為4.2V.，預先防免意外時，出現串聯電池之高電壓差短路能量，導致瞬間釋放大電流的燃燒風險，此造就本創作電池組具備阻燃、防爆的性能。
以上實施方式；呈現從一顆單電池開始，利用熱傳導性、空氣隔絕性、電氣絕緣性以及重力效應等自然法則，經一個步驟、一個步驟組裝實施，即可建構出由高達6,400顆正極朝上單電池所組成的電動車輛電池群組，具備阻然、防爆的安全性能。本發明創新電動車輛電池組的設 計概念，確實是兼具進步性、新穎性以及產業利用性的製造方法。
Figure 110121892-A0305-02-0002-1
〔圖三〕電池磚總成示意圖。
3:電池磚總成
31:PC電池磚蓋
32:PC電池磚容器
33:電池磚正極導線
34:電池磚負極導線
35:電池磚保險絲

Claims (19)

  1. 一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組，包括：至少一電池磚，係由複數個單電池構成，該等單電池電性連接以界定一正極焊接片與一負極焊接片；一電池磚正極導線與一電池磚負極導線，分別電性連接該正極焊接片與該負極焊接片；以及一電池磚蓋與一電池磚容器，由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間足以容納該等複數個電性連接之單電池；其中，由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間注滿一阻燃油，並使該等複數個電性連接之單電池浸泡於該阻燃油中，且使該電池磚正極導線與該電池磚負極導線外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，以構成一電池磚總成；其中該阻燃油係由石蠟基礦物油、環烷烴油、芳香烴油至少其中之一者所構成、或者該阻燃油具有熱傳導性、空氣隔絕性、電氣絕緣性且燃點在300℃以上及/或閃點係在265℃以上。
  2. 如請求項1之阻燃防爆電池組，進一步包含：一電池組蓋與一電池組容器，由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間足以容納至少二個電池磚總成，且該等電池磚總成電性連接以界定一電池組正極導線與一電池組負極導線，且使該電池組正極導線與該電池組負極導線外露於由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間。
  3. 如請求項2之阻燃防爆電池組，其中由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間注滿該阻燃油，使該等電池磚總成浸泡於該阻燃油中。
  4. 如請求項1之阻燃防爆電池組，其中進一步包括一電池磚保險絲，係配置在外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收 容空間的該電池磚正極導線與該電池磚負極導線其中之一。
  5. 如請求項1之阻燃防爆電池組，其中該等單電池電性並聯以界定該正極焊接片與該負極焊接片，且該等單電池皆以正極朝上置入由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，利用重力效應而避免電解液滲漏。
  6. 一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組，包括：複數個電池磚總成，每一電池磚總成，包括：一電池磚，係由複數個單電池電性並聯構成，該等單電池電性連接一電池磚正極導線與一電池磚負極導線；以及一電池磚蓋與一電池磚容器，而該等單電池皆以正極朝上組裝置入由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，並使該電池磚正極導線與該電池磚負極導線外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間；以及一電池組蓋與一電池組容器，使該等複數個電池磚總成以正極朝上組裝置入由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間，且電性串接以界定一電池組正極導線與一電池組負極導線，且使該電池組正極導線與該電池組負極導線外露於由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間。
  7. 如請求項2或6之阻燃防爆電池組，進一步包括至少一電池磚保險絲，係配置在兩個電池磚總成電性連接之間。
  8. 如請求項2或6之阻燃防爆電池組，進一步包括一電池組保險絲，係配置在外露於由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間的該電池組正極導線與該電池組負極導線其中之一。
  9. 如請求項6之阻燃防爆電池組，其中由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間或由該電池組蓋與該電池組容器所界定 的收容空間注滿一阻燃油。
  10. 如請求項9之阻燃防爆電池組，其中該阻燃油係由石蠟基礦物油、環烷烴油、芳香烴油至少其中之一者所構成。
  11. 如請求項9之阻燃防爆電池組，其中該阻燃油具有熱傳導性、空氣隔絕性、電氣絕緣性且燃點在300℃以上及/或閃點係在265℃以上。
  12. 如請求項1或6之阻燃防爆電池組，其中該等容器與該等蓋係由聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)構成。
  13. 一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組之製造方法，包含下列步驟：將複數個單電池電性連接以構成一電池磚，該電池磚具有一正極焊接片與一負極焊接片；分別電性連接一電池磚正極導線與一電池磚負極導線至該正極焊接片與該負極焊接片；將該電池磚置入由一電池磚蓋與一電池磚容器所界定的收容空間；注入一阻燃油至由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，使該等複數個電性連接的單電池浸泡於該阻燃油中；以及使該電池磚正極導線與該電池磚負極導線外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，蓋合該電池磚蓋與該電池磚容器，以構成一電池磚總成；其中該阻燃油係由石蠟基礦物油、環烷烴油、芳香烴油至少其中之一者所構成、或者該阻燃油具有熱傳導性、空氣隔絕性、電氣絕緣性且燃點在300℃以上及/或閃點係在265℃以上。
  14. 如請求項13之製造方法，更包括下列步驟： 電性連接複數個電池磚總成以界定一電池組正極導線與一電池組負極導線，並將該等複數個電池磚總成置入由一電池組蓋與一電池組容器所界定的收容空間；注入該阻燃油至由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間，使該等複數個電池磚總成浸泡於該阻燃油中；以及使該電池組正極導線與該電池組負極導線外露於由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間，蓋合該電池組蓋與該電池組容器，以構成一阻燃防爆電池組。
  15. 一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組之製造方法，包含下列步驟：將複數個單電池電性並聯以構成一電池磚，該電池磚具有一正極焊接片與一負極焊接片；分別電性連接一電池磚正極導線與一電池磚負極導線至該正極焊接片與該負極焊接片；將該等單電池皆以正極朝上組裝置入由一電池磚蓋與一電池磚容器所界定的收容空間；以及使該電池磚正極導線與該電池磚負極導線外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間，蓋合該電池磚蓋與該電池磚容器，以構成一電池磚總成。
  16. 如請求項15之製造方法，更包括下列步驟：電性串接複數個電池磚總成以界定一電池組正極導線與一電池組負極導線，並將該等複數個電池磚總成以正極朝上組裝置入由一電池組蓋與一電池組容器所界定的收容空間；以及使該電池組正極導線與該電池組負極導線外露於由該電池組蓋與 該電池組容器所界定的收容空間，蓋合該電池組蓋與該電池組容器，以構成一阻燃防爆電池組。
  17. 如請求項14或16之製造方法，更包括下列步驟：配置一電池組保險絲至外露於由該電池組蓋與該電池組容器所界定的收容空間的該電池組正極導線與該電池組負極導線其中之一。
  18. 如請求項13或15之製造方法，更包括下列步驟：配置一電池磚保險絲至外露於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間的該電池磚正極導線與該電池磚負極導線其中之一。
  19. 一種用於電動車輛之阻燃防爆電池組之製造方法，用於製造如請求項6之阻燃防爆電池組，其中該單電池以正極朝上組裝置於由該電池磚蓋與該電池磚容器所界定的收容空間是利用重力效應避免電解液滲漏。
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