CN112467292A - 一种锂离子电池安全阻燃防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种锂离子电池安全阻燃防护装置，包括外壳，外壳内侧壁开设有多个容纳槽，容纳槽内填充有阻燃物，外壳内侧壁附有一层多个容纳槽的有机膜。本发明结构简单，易于操作使用，而且对外部设备无苛刻要求，有效阻止锂离子电池因不当使用引发的燃烧、膨胀、***等现象。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池阻燃技术领域，尤其涉及一种锂离子电池安全阻燃防护装置。
背景技术
随着对锂离子电池的深入研究，为了满足不同应用的需求，锂离子电池向着高能量密度、高循环寿命、快充以及适应不同高低温环境等方向的发展。然而，任何事物都有两面性。锂离子电动汽车也不例外，给人们带来方便、环保的同时也带来了安全问题，近几年频频出现电动汽车的自然事故，给人们带来了恐慌，引起了相关部门的高度关注，并出台关于电动车以及锂电池安全相关政策，一个新事物的发展，由于资源、技术的不完善，难免会存在磕磕碰碰。
电动汽车的自然事故，无非是由于单体电芯的滥用造成热失控引起的，当电芯过充或者温度过高时，电解液发生分解，大量副反应发生，温度持续升高造成隔膜的加剧收缩，使得正负极片接触引发燃烧，产生大量气体，严重时引发电芯***。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种锂离子电池安全阻燃防护装置。
本发明提出的一种锂离子电池安全阻燃防护装置，包括外壳，外壳内侧壁开设有多个容纳槽，容纳槽内填充有阻燃物，外壳内侧壁附有一层多个容纳槽的有机膜。
优选的，所述阻燃物纳米干粉与有机阻燃剂的混合物。
优选的，所述纳米干粉为纳米气凝胶、纳米氢氧化铝和纳米纳米氧化铝的一种或多种材料的混合。
优选的，所述有机阻燃剂为甲基膦酸二甲酯、1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-(三氟甲基)戊烷的一种或多种的混合剂阻燃溶液。
优选的，所述外壳采用金属壳。
优选的，所述外壳为方形铝壳、圆柱钢壳或圆柱铝壳。
优选的，所述容纳槽具有圆形截面或多边形截面。
优选的，所述多个容纳槽相互连通。
优选的，所述有机膜为LDPE低密度聚乙烯，熔点为110～125℃。
本发明提出的一种锂离子电池安全阻燃防护装置，结构简单，易于操作使用，而且对外部设备无苛刻要求，有效阻止锂离子电池因不当使用引发的燃烧、膨胀、***等现象。本发明工作原理为：当锂离子电池由于滥用引发温度急剧上升时，当温度达到有机膜的熔化温度，有机膜熔化并释放出纳米干粉与有机阻燃剂的混合物将裸电芯包裹，其中纳米干粉将裸电芯包裹与外界隔离，有机阻燃剂混合物受热分解，释放出捕获燃烧反应中的氢氧自由基，终止自由基链式燃烧反应。
附图说明
图1为实施例中一种锂离子电池安全阻燃防护装置的俯视图；
图2为图1中E-E向截面图；
图3实施例中一种锂离子电池安全阻燃防护装置的侧视图；
图4为图3中F-F向截面图；
图5为实施例中一种锂离子电池安全阻燃防护装置中外壳的结构示意图。
具体实施方式
参照图1-图5，本发明提出一种锂离子电池安全阻燃防护装置，包括外壳1，外壳1内侧壁开设有多个容纳槽2，容纳槽2内填充有阻燃物3，外壳1内侧壁附有一层多个容纳槽2的有机膜4。
本实施例中，所述阻燃物3纳米干粉与有机阻燃剂的混合物。所述纳米干粉为纳米气凝胶、纳米氢氧化铝和纳米纳米氧化铝的一种或多种材料的混合。本实施例中，所述有机阻燃剂为甲基膦酸二甲酯、1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-三氟甲基-3-戊酮、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-三氟甲基戊烷的一种或多种的混合剂阻燃溶液。
本实施例中，所述外壳1采用金属壳，一侧或两侧设有开口。所述外壳1为方形铝壳，在其他实施例中，外壳也可为圆柱钢壳或圆柱铝壳。
本实施例中，所述容纳槽2具有圆形截面，所述多个容纳槽2相互连通，也可不相互连通。在其他实施例中，容纳槽2可具有多边形截面。
本实施例中，所述有机膜4为LDPE低密度聚乙烯，熔点为110～125℃。
本发明在使用时，当锂离子电池由于滥用引发温度急剧上升时，当温度达到有机膜4的熔化温度，有机膜4熔化并释放出纳米干粉与有机阻燃剂的混合物将裸电芯包裹，其中纳米干粉将裸电芯包裹与外界隔离，有机阻燃剂混合物受热分解，释放出捕获燃烧反应中的氢氧自由基，终止自由基链式燃烧反应。
由于传统阻燃添加剂均为加入到电解液中，其起到作用阻燃剂的添加量约为15％～35％，大量的阻燃剂加入到电解液电解液中会严重影响电芯的电化学性能，尤其是电芯的循环性能大打折扣。本发明将阻燃添加剂与电解液分隔开，在不影响电解液正常性能配方的同时，并且起到阻燃安全的作用，本发明结构简单，能有效地对锂离子电池因不正当使用高温、过充等引起的燃烧起到阻燃、防护的作用。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，包括外壳(1)，外壳(1)内侧壁开设有多个容纳槽(2)，容纳槽(2)内填充有阻燃物(3)，外壳(1)内侧壁附有一层多个容纳槽(2)的有机膜(4)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述阻燃物(3)纳米干粉与有机阻燃剂的混合物。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述纳米干粉为纳米气凝胶、纳米氢氧化铝和纳米纳米氧化铝的一种或多种材料的混合。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述有机阻燃剂为甲基膦酸二甲酯、1,1,1,2,2,4,5,5,5-九氟-4-(三氟甲基)-3-戊酮、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-十氟-3-甲氧基-4-(三氟甲基)戊烷的一种或多种的混合剂阻燃溶液。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述外壳(1)采用金属壳。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述外壳(1)为方形铝壳、圆柱钢壳或圆柱铝壳。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述容纳槽(2)具有圆形截面或多边形截面。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述多个容纳槽(2)相互连通。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的锂离子电池安全阻燃防护装置，其特征在于，所述有机膜(4)为LDPE低密度聚乙烯，熔点为110～125℃。
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