CN111640891A - 一种锂离子电池装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种锂离子电池装置及其制作方法，解决了目前锂电池容易热失控引起燃烧，以及燃烧后无法及时进行消防与降温，导致火灾频繁发生的问题。包括：电池箱体；电池模组，设置在所述电池箱体的内部；以及液体灭火剂，设置在所述电池箱体的内部，构造为对所述电池模组降温和灭火，其中，所述电池模组浸泡在所述液体灭火剂中。液体灭火剂可以起到降低电池表面温度、对热失控失火的消防及抑制电池复燃的作用。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池装置及其制作方法。
背景技术
目前，我国的锂离子电池行业仍在快速发展，储能与新能源汽车也仍然具有很高的热度。但由于当前常用的电化学储能体系，如锂离子电池储能体系存在安全隐患，无法从本质上保证使用安全性，有关电池热失控燃烧后的消防以及在失火前抑制火灾的发生依然是锂电池领域的热点问题。研究表明电池热失控燃烧是由于电池内部在高温下隔膜、电解质等成分发生反应所造成的，如果在异常升温或灭火时对电池进行有长效地降温，可以降低火灾发生的可能以及抑制电池的复燃，从而有效地提高灭火的效率。
对于目前的电池模块，多是采用风冷等方式利用空气进行散热，考虑到空气的低热容，对出现异常的电池单体通常无法起到很好的散热效果，无法避免热失控的发生；而出现热失控火灾后则是通过气体灭火剂，如七氟丙烷等，对电池模块进行灭火，气体灭火剂可以很好地扑灭电池的明火，但是由于气体灭火剂无法长效吸热，经常会出现复燃的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种锂离子电池装置及其制作方法，解决了目前锂电池容易热失控引起燃烧，以及燃烧后无法及时进行消防与降温，导致火灾频繁发生的问题。
本发明一实施例提供的一种锂离子电池装置，包括：电池箱体；电池模组，设置在所述电池箱体的内部；以及液体灭火剂，设置在所述电池箱体的内部，构造为对所述电池模组降温和灭火，其中，所述电池模组浸泡在所述液体灭火剂中。
在本发明一种实施方法中，所述电池模组上设置有安全阀，其中所述液体灭火剂没过所述安全阀。
在本发明一种实施方法中，所述电池箱体包括多个散热片，设置在所述电池箱体的底部，构造为对所述电池模组进行散热。
在本发明一种实施方法中，其特征在于，多个所述散热片焊接在所述电池箱底部远离所述电池箱顶部的一侧。
在本发明一种实施方法中，所述电池箱体包括多个散热孔，设置在所述电池箱体的顶部，构造为对所述电池模组进行散热。
在本发明一种实施方法中，所述电池箱体的材质为金属板金；和/或所述电池箱体采用焊接工艺制成。
在本发明一种实施方法中，所述电池箱体的顶部使用螺丝固定在所述电池箱体的侧壁上。
在本发明一种实施方法中，所述电池模组包括多个电池单体，其中多个所述电池单体按照预设顺序排列。
一种如上述所述的锂离子电池的制备方法，包括：获取一电池箱主体；获取一电池模组，将所述电池模组放置在所述电池箱主体中；在所述电池箱主体中灌入液体灭火剂；以及将所述电池箱顶部焊接在所述电池箱主体上，以形成电池箱体。
在本发明一种实施方法中，在所述电池箱主体的底面上焊接多个散热片。
在本发明一种实施方法中，液体灭火剂的灌入高度为：没过电池模组的安全阀或与电池模组的安全阀持平。
本发明实施例提供的一种锂离子电池装置及其制备方法，该锂离子电池装置包括电池箱体、电池模组和液体灭火剂。电池模组设置在电池箱体内部。液体灭火剂设置在电池箱体的内部，其中电池模组浸泡在液体灭火剂之中，将液体灭火剂浸没电池模组，可以对电池模组起到良好的降温与灭火处理，液体灭火剂的材料需具有较高的分解温度、较大的热容以及高绝缘性，可以及时吸收电池模组的热量并抑制火焰的燃烧，起到对电池模组降温、以及对电池模组热失控失火进行灭火以及抑制电池复燃的作用。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置的结构示意图；其中图1(a)为俯视图；图1(b)为立体图；
图2所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置底部的结构示意图；
图3所示为本发明另一实施例提供的一种锂电池装置底部的结构示意图；
图4所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置顶部的结构示意图；
图5所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置的电池箱体的结构示意图；
图6所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
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，都属于本发明保护的范围。
图1所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置的结构示意图。
如图1(a)和图1(b)所示，该锂离子电池装置包括电池箱体1、电池模组2和液体灭火剂3。其中电池箱体1用于盛放电池模组2和液体灭火剂3，且可以对电池模组2起到保护作用，防止外界的磕碰和水氧影响电池模组2的使用寿命。电池模组2设置在电池箱体1内部，换言之，电池箱体1包裹在电池模组2的外部，电池模组2用于存储电能。液体灭火剂3可以设置在电池箱体1的内部，其中电池模组2浸泡在液体灭火剂3之中，液体灭火剂3可以为液体状，将液体灭火剂3浸没电池模组2，可以对电池模组2起到良好的降温与灭火处理，液体灭火剂3的材料需具有较高的分解温度、较大的热容以及高绝缘性，可以及时吸收电池模组2的热量并抑制火焰的燃烧，起到对电池模组2降温、以及对电池模组2热失控失火进行灭火以及抑制电池复燃的作用。
可以理解，液体灭火剂3液体状，具体地，可以采用氟化酮、氟化醚、氟化酯等氟化物及其混合物材料作为液体灭火剂3，液体灭火剂3具体采用何种材料可以根据实际的需求进行选择，只要在该材料可以保证液体灭火剂3具有较高分解温度、高绝缘性和抑制火焰等性能的前提下，本发明对液体灭火剂3的具体材质不作限定。
本发明一实施例中，电池模组2上设置有安全阀，安全阀一般设置在电池模组2靠近电池箱体1顶部的位置上，优选地，液体灭火剂3要没过安全阀。换言之，液体灭火剂3要尽可能多的填满电池箱体1的内部空间，因此可以增大液体灭火剂3与电池模组2的接触面积，从而提高消防与降温的效率。
可以理解，液体灭火剂3的水平面可以与安全阀持平，或者液体灭火剂3的水平面可以高于安全阀的位置。液体灭火剂3水平面的高度是可以根据实际的情况进行设定的，在只要能保证液体灭火剂3可以起到散热和消防作用的前提下，本发明对液体灭火剂3的水平面的高度不作限定。
还可以理解，电池模组2可以包括安全阀，但不仅限于包括安全阀。电池模组2还可以根据产品的需求包括其它的工件，本发明对电池模组2的具体结构不作限定。
图2所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置底部的结构示意图。图3所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置底部的结构示意图。
如图2和图3所示，电池箱体1还可以包括多个散热片4，多个散热片4可以设置在电池箱体1的底部11，多个散热片4可以通过焊接技术固定在电池箱体1底部远离电池箱体1顶部的一侧，作用为增大电池箱体1与外部空气的接触面积，从而增强散热效率。
可以理解，电池箱体1可以为金属板，但电池箱体1不仅仅限于用金属板材质制成，电池箱体1的具体材质可以根据实际的需求进行选择，本发明对电池箱体1的具体材质不作限定。
还可以理解，散热片4可以为金属片，但散热片4不仅仅限于为金属材质，散热片4的材质可以根据实际的需求进行选择，本发明对散热片4的具体材质不作限定。散热片4的形状可以为矩形、圆形或不规则图形等，在不影响散热效果的前提下，本发明对散热片4的形状不作限定。多个散热片4可以按照预设排布方式分布在电池箱体1的底部11，例如矩阵排列或者同心圆排列的方式等，多个散热片4在电池箱底部的具体排列方式可以根据实际的需求进行选择，本发明对多个散热片4的具体排列方式不作限定。
图4所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置顶部的结构示意图。
如图4所示，锂离子电池装置还可以包括多个散热孔5，多个散热孔5设置在电池箱体1的顶部12，散热孔5的作用为使电池箱内的空气和外部空气进行流通，进而可以具有发挥散热的功能。将多个散热孔5设置在电池箱顶部，还可以防止液体灭火剂3的外漏，延长液体灭火剂3的使用寿命。
可以理解，散热孔5的形状可以为以下形状中的一种或多种：矩形、圆形和三角形。散热孔5的形状可以是多样的，可以是根据实际的产品进行选择设定的，本发明对散热孔5的具体形状不作限定。还可以理解，多个散热孔5在电池箱体1顶部的分布方式可以按照预设的形状进行分布，例如矩阵排列或者同心圆排列的方式等，多个散热孔5在电池箱底部的具体排列方式可以根据实际的需求进行选择，本发明对多个散热孔5的具体排列方式不作限定。
本发明一实施例中，电池箱体1的材质可以为金属板。电池箱体1可以为长方体或正方体等。电池箱体1的各个面可以通过焊接工艺固定制作而成。例如，电池箱体1的四周和底部可以通过焊接形成电池箱体1主体，电池箱体1的顶部12可以通过使用螺丝的方式固定在电池箱主体上。使用焊接方式制成电池箱主体可以更加牢固，不易松散，液体灭火剂3不会从缝隙中渗出。使用螺丝的方式将电池箱体1的顶部12和电池箱主体固定，易与拆装，对于电池模组2的维修和与液体灭火剂的补注等都更加方便快捷。
可以理解，电池模组2可以包括多个电池单体，多个电池单元可以按照预设的顺序排列。电池单体的具体数量和排列顺序可以根据实际的产品需求进行设定，本发明对电池单体的具体数量和排列顺序不作限定。
本发明一实施例中，电池模组2可以为1800Ah锂离子电池模组2。其中该电池模组2可以由30个电池单体，每个电池单体可以为60Ah。30个电池单体可以采用3并10串的方式进行排列。电池箱体1形状可以为长方体，具体尺寸为566mm×440mm×274mm。电池箱体1底部的金属板与散热片4焊接相连，金属板长度为20mm宽度为566mm，厚度为3mm，散热片4的数量可以为55个，每个散热片4之间的间距为5mm。电池箱体1内可设置有60L的液体灭火剂3，并将电池模组2全部覆盖。
图6所示为本发明一实施例提供的一种锂电池装置的制备方法的流程示意图。
如图5所示，该锂离子电池装置的制备方法包括：
步骤01：制作或购买一电池箱主体。
步骤02：制作或购买一电池模组2，将电池模组2放置在电池箱主体中。电池模组2可以包括多个池单体，多个电池单元可以按照预设的顺序排列。电池模组2的作用为储存并提供电能。电池模组2可以包括安全阀。
步骤03：在电池箱主体中灌入液体灭火剂3。液体灭火剂3可以为液体状，将液体灭火剂3浸没电池模组2，可以对电池模组2起到良好的降温与灭火处理，液体灭火剂3的材料需具有较高的分解温度、较大的热容以及高绝缘性，可以及时吸收电池模组2的热量并抑制火焰的燃烧，起到对电池模组2降温、以及对电池模组2热失控失火进行灭火以及抑制电池复燃的作用。液体灭火剂3的水平面没过安全阀，可以增大液体灭火剂3与电池模组2的接触面积，从而提高消防与降温的效率。
步骤04：将电池箱体1顶部焊接在电池箱主体上，以形成电池箱体1。电池箱体1顶部可以包括多个散热孔5，多个散热孔5设置在电池箱体1的顶部12，散热孔5的作用为使电池箱内的空气和外部空气进行流通，进而可以具有发挥散热的功能。
将电池模组2设置在电池箱体1内，并灌入没过电池模组2的液体灭火剂3，起到降低电池表面温度、对热失控失火的消防及抑制电池复燃的作用。
本发明一实施例中，在步骤01：制作或购买一电池箱主体后，进一步包括步骤05：在电池箱主体的底面上焊接多个散热片4。多个散热片4可以通过焊接技术固定在电池箱体1底部远离电池箱体1顶部的一侧，作用为增大电池箱体1与外部空气的接触面积，从而增强散热效率。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (10)
1.一种锂离子电池装置，其特征在于，包括：
电池箱体；
电池模组，设置在所述电池箱体的内部；以及
液体灭火剂，设置在所述电池箱体的内部，用于对所述电池模组降温和灭火，其中，所述电池模组浸泡在所述液体灭火剂中。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，所述电池箱体包括多个散热片，设置在所述电池箱体的底部，用于对所述电池模组进行散热。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，所述电池箱体包括多个散热孔，设置在所述电池箱体的顶部，所述散热孔用于对所述电池模组进行散热。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，所述电池箱体的材质为金属板；所述电池箱体采用焊接工艺制成。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，所述电池箱体的顶部使用螺丝固定在所述电池箱体的侧壁上。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，所述电池模组包括多个电池单体，其中多个所述电池单体按照预设顺序排列。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池装置，其特征在于，电池模组包括安全阀，所述液体灭火剂没过电池模组的安全阀或与电池模组的安全阀持平。
8.一种锂离子电池装置的制备方法，其特征在于，包括：
获取一电池箱主体；
获取一电池模组，将所述电池模组放置在所述电池箱主体中；
在所述电池箱主体中灌入液体灭火剂；以及
将所述电池箱顶部焊接在所述电池箱主体上，以形成电池箱体。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池装置的制备方法，其特征在于，所述电池箱主体的底面上焊接多个散热片。
10.根据权利要求8所述的锂离子电池装置的制备方法，其特征在于，液体灭火剂的灌入高度为：没过电池模组的安全阀或与电池模组的安全阀持平。
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