CN106785195A - 一种锂离子动力电池及锂电池模组 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂离子动力电池及锂电池模组,该电池包括保护壳和电芯体,保护壳的端部设有密封盖板,保护壳的外侧设有多个向内凹陷的散热槽,电芯体安装于保护壳内并与散热槽的底端相接触,电芯体与保护壳内侧的相邻两个散热槽之间形成散热通道,密封盖板内设有空腔和气流通道,气流通道的一端与保护壳内部相通,气流通道的另一端与空腔相通,空腔内设有活塞体和弹簧,活塞体上设有用于封堵气流通道的密封塞,弹簧的一端固定在活塞体上、弹簧的另一端固定在空腔的侧壁上,空腔通过竖直通孔与外部相通,竖直通孔的底部设置有环形台阶,环形台阶的上表面焊接有覆盖环形台阶的金属膜。该电池能够在电池内的气体泄放后保持电池正常使用。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域,特别是涉及一种锂离子动力电池及锂电池模组。
背景技术
锂离子电池是继MH-Ni电池后发展起来的新一代充电电池,因具有工作电压高、能量密度大、安全性好、重量轻、自放电小、循环寿命长、无记忆效应、无污染等优点成为新能源汽车开发的重点研究领域。
随着锂离子电池技术的进步及新材料的出现,锂离子电池在安全性比以往的锂离子电池提高很多。因此,锂离子电池越来越往大型化发展。尤其是电动汽车用的锂离子电池,一般采用大型方形电池。而大型方形电池由于面积大,抗鼓胀能力弱,往往因变形而导致整包受损,出现安全事故,导致电池寿命提前结束,不能满足使用要求。同时目前各类锂离子电池的电解液基本上采用碳酸酯基电解液。而采用碳酸酯基电解液的锂离子电池在充放电使用时会产生热量,使电解液分解产生大量气体,随着充放电循环的进行,电池内累积的气体数量越来越多,造成电池内压上升,给电池的安全性带来隐患。
目前,一般锂离子动力电池会在壳体端部设置安全阀,安全阀内设置金属薄片,当电池内压超过设定值后,金属薄片会发生破裂,使得能量散出,从而避免了电池发生***等危险事故发生。但是这种类型的安全阀一旦打开,电池也随之报废,无法再使用。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种锂离子动力电池,能够在电池内的气体泄放后保持电池正常使用。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种锂离子动力电池,包括保护壳和电芯体,所述保护壳的端部设有密封盖板,所述保护壳的外侧设有多个向内凹陷的散热槽,所述电芯体安装于所述保护壳内并与所述散热槽的底端相接触,所述电芯体与所述保护壳内侧的相邻两个散热槽之间形成散热通道,所述密封盖板内设有空腔和气流通道,所述气流通道的一端与所述保护壳内部相通,所述气流通道的另一端与所述空腔相通,所述空腔内设有活塞体和弹簧,所述活塞体上设有用于封堵所述气流通道的密封塞,所述弹簧的一端固定在所述活塞体上、所述弹簧的另一端固定在所述空腔的侧壁上,所述空腔通过竖直通孔与外部相通,所述竖直通孔的底部设置有环形台阶,所述环形台阶的上表面焊接有覆盖所述环形台阶的金属膜。
其中,所述散热槽的开口宽度小于底端宽度。
其中,所述气流通道与所述空腔相通的一端设为喇叭状开口,所述密封塞设为与所述喇叭状开口相匹配的锥台形状。
其中,所述空腔与所述活塞体相对的侧壁上还设有缓冲垫块。
其中,所述弹簧为塔型弹簧。
其中,所述气流通道呈形状。
其中,所述金属膜通过超声波焊接方式焊接。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种锂电池模组,所述锂电池模组包括多个上述任一种的锂离子动力电池,所述多个锂离子动力电池依次叠放固定,所述相邻两个锂离子动力电池的散热槽相对齐设置形成密闭的散热腔,且所述散热腔内设置有绝缘导热硅胶体。
其中,所述散热腔内还设有温度传感器。
区别于现有技术的情况,本发明的有益效果是:通过在保护壳的外侧设置向内凹陷的散热槽,保护壳内侧的相邻两个散热槽与电芯体之间形成散热通道,散热通道用来为电池内部产生的热量提供释放空间,使得电池内部压力尽量维持在预定范围内,而如果压力超过预定范围,以将电池的内压控制在设定的范围内,当电池内压增高时,通过气流通道以及活塞体和弹簧的协作,可以使得金属膜破裂,进而泄放气体,泄放气体后,活塞体上的密封塞又会堵住气流通道,防止电池漏液,保证电池的正常工作,不会使电池一次性报废。只需要再次焊接上金属膜即可,因此,能够在电池内的气体泄放后保持电池正常使用,可以增加电池的抗鼓胀能力,同时加大电池散热面积,有效提高电池安全性能,并能有效延长电池的工作寿命。
附图说明
图1是本发明实施例锂离子动力电池的外部结构示意图。
图2是本发明实施例锂离子动力电池的剖视示意图。
图3是本发明实施例锂离子动力电池另一个实施例的剖视示意图。
图4是本发明实施例锂离子动力电池的密封盖板的结构示意图。
图5是本发明实施例锂离子动力电池的密封盖板另一个实施例的结构示意图。
图6是本发明实施例锂电池模组的结构示意图。
图7是图6的局部结构放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参阅图1和图2,本发明实施例的锂离子动力电池包括保护壳1和电芯体2。
保护壳1的端部设有密封盖板3,保护壳1的外侧设有多个向内凹陷的散热槽11,电芯体2安装于保护壳1内并与散热槽11的底端相接触,电芯体2与保护壳1内侧的相邻两个散热槽11之间形成散热通道12。
由于散热槽11向保护壳1内凹陷,因此,电芯体2在保护壳1内除了和散热槽11的底端接触外,不会与保护壳1内的其他地方接触,即电芯体2不与保护壳1内部相邻两个散热槽11之间的散热通道12接触。散热通道12用来为电池内部产生的热量提供一个释放空间,而散热槽11本身也增加了保护壳1的抗变形能力,所以通过设置散热槽11能够减小电池内部压力的增加,增加电池的抗鼓胀能力,同时加大电池散热面积,有效提高电池安全性能。
保护壳1可以采用铝制或钢制材料制造,因此,在保护壳1的外侧设置散热槽11的加工工艺比较简单,只需要对保护壳1的外侧滚压进行冲突成型即可,不需要增加额外的材料,不会影响保护壳1的强度,也不会增加保护壳1的重量,制作成本低,生产效率高。
考虑到散热槽11会影响到电芯体2与保护壳1的接触面积,因此,散热槽11的开口宽度可以大于底端宽度,如图3所示,在一个实施例中,散热槽11的开口宽度大于底端宽度,以尽量增加电芯体2与保护壳1的接触面积。
如图4所示,密封盖板3内设有空腔31和气流通道32,气流通道32的一端与保护壳1内部相通,气流通道32的另一端与空腔31相通,气流通道32优选为呈形状。空腔31内设有活塞体33和弹簧34,活塞体33上设有用于封堵气流通道32的密封塞35,弹簧34的一端固定在活塞体33上、弹簧34的另一端固定在空腔31的侧壁上,空腔31通过竖直通孔36与外部相通,竖直通孔36的底部设置有环形台阶37,环形台阶37的上表面焊接有覆盖环形台阶37的金属膜38。在本发明中,金属膜38优选为通过超声波焊接方式焊接,以保证焊接质量。
密封盖板3密封保护壳1的上端开口,电池内部压力处于正常范围时,活塞体33受到弹簧34的弹力紧抵气流通道32,使得活塞体33上的密封塞35密封气流通道32。当电池内部压力超过设定压力值后,气体从气流通道32排出,对密封塞35产生反向作用力,使得活塞体33压缩弹簧34,当活塞体33移动一段距离后,竖直通孔36与气流通道32相通,过高的气压使得金属膜38破裂,从而气体排出电池,能够降低电池内部的压力,使得电池不会***。而气体受到金属膜38的阻挡后不会瞬间往外排出,可以降低瞬间冲出的气体所造成的伤害。泄放气体后,活塞体33再次受到弹簧34的弹力紧抵气流通道32,使得气流通道32再次被密封塞35密封,可以防止电解液外漏,不会使电池报废。但是如果需要再次使用电池,需要在竖直通孔36内的环形台阶37的上表面再次焊接一片新的金属膜38即可。
进一步的,在本实施例中,空腔31与活塞体33相对的侧壁上还设有缓冲垫块39,缓冲垫块39具有一定弹性,可以对活塞体33起到限位和缓冲作用,防止活塞体34碰撞空腔31的侧壁。
弹簧34可以为塔型弹簧,塔型弹簧在空腔31内进入杂物后不会被杂物卡死,以免带来气体不能泄放的风险。
考虑到气流通道32的密封性,如图5所示,气流通道32与空腔31相通的一端可以设为喇叭状开口,密封塞35设为与喇叭状开口相匹配的锥台形状。保证密封塞35能够完全密封堵住气流通道32。
本发明还提供一种锂电池模组,如图6和图7所示,锂电池模组包括多个上述实施例的锂离子动力电池100,多个锂离子动力电池100依次叠放固定,相邻两个锂离子动力电池100的散热槽11相对齐设置形成密闭的散热腔101,且散热腔101内设置有绝缘导热硅胶体102。也就是说,多个锂离子动力电池100的外侧相互连接,相邻两个锂离子动力电池100上的散热槽11相对应,从而刚好形成体积2倍于散热槽11的散热腔101。
由于多个锂离子动力电池100之间不是完全接触,散热腔101形成导热结构,增加电池的散热空间,提高安全性能,延长使用寿命。
如图7所示,在散热腔101内还设有温度传感器103,通过温度传感器103探测相邻两个锂离子动力电池100之间的温度,这样为电池中间位置点进行温度取样,提高温度取样精度,有利于电池的散热处理。
通过上述方式,本发明实施例的锂离子动力电池及锂电池模组通过在保护壳上设置散热槽,同时在保护壳的端部设置密封盖板,可以为电池内部产生的热量提供释放空间,以及在电池内亚超过预定值时,进行气体泄放但不会报废电池,从而能够在电池内的气体泄放后保持电池正常使用。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种锂离子动力电池,其特征在于,包括保护壳和电芯体,所述保护壳的端部设有密封盖板,所述保护壳的外侧设有多个向内凹陷的散热槽,所述电芯体安装于所述保护壳内并与所述散热槽的底端相接触,所述电芯体与所述保护壳内侧的相邻两个散热槽之间形成散热通道,所述密封盖板内设有空腔和气流通道,所述气流通道的一端与所述保护壳内部相通,所述气流通道的另一端与所述空腔相通,所述空腔内设有活塞体和弹簧,所述活塞体上设有用于封堵所述气流通道的密封塞,所述弹簧的一端固定在所述活塞体上、所述弹簧的另一端固定在所述空腔的侧壁上,所述空腔通过竖直通孔与外部相通,所述竖直通孔的底部设置有环形台阶,所述环形台阶的上表面焊接有覆盖所述环形台阶的金属膜。
2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述散热槽的开口宽度小于底端宽度。
3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述气流通道与所述空腔相通的一端设为喇叭状开口,所述密封塞设为与所述喇叭状开口相匹配的锥台形状。
4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述空腔与所述活塞体相对的侧壁上还设有缓冲垫块。
5.根据权利要求1、3或4所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述弹簧为塔型弹簧。
6.根据权利要求1所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述气流通道呈形状。
7.根据权利要求1所述的锂离子动力电池,其特征在于,所述金属膜通过超声波焊接方式焊接。
8.一种锂电池模组,其特征在于,所述锂电池模组包括多个根据权利要求1至7任一项所述的锂离子动力电池,所述多个锂离子动力电池依次叠放固定,所述相邻两个锂离子动力电池的散热槽相对齐设置形成密闭的散热腔,且所述散热腔内设置有绝缘导热硅胶体。
9.根据权利要求8所述的锂电池模组,其特征在于,所述散热腔内还设有温度传感器。
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