CN207938693U - 一种新型抗压锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型抗压锂电池，包括电池壳体、电芯和盖体组件，电芯设在电池壳体内，盖体组件设在电池壳体的端部；电池壳体包括外壳体和内壳体，外壳体与内壳体之间形成环形的缓冲腔；外壳体和内壳体之间均匀设有多个加强筋，内壳体上设有若干通向环形腔体的单向安全阀；外壳体上设有与缓冲腔连通的排气阀，该排气阀用于将缓冲腔内的气体排出本实用新型的锂电池当受外部强压时，外壳体向内凹陷，缓冲压力，且加强筋可以防止外壳体过分形变，以保持电池的形态，当由内部过多气体时，内壳体向外膨胀，提供更多的内部空间、避免电池烧坏或***，电池内部产生的气体可以从单向安全阀进入缓冲腔，再由排气阀排出，保证电池稳定有效地工作。

Description

一种新型抗压锂电池

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种新型抗压锂电池。

背景技术

锂离子电池：是一种二次电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

随着锂离子电池在电动汽车和电网储能领域中的应用日趋广泛，锂离子电池的安全事故报道也日益增多：如公交车电池着火事故、电动邮政车着火事故、电动出租车自然事故和电动出租车碰撞起火事故。因此，近年来，锂离子电池的安全性能也越来越受到重视。

通常，锂离子电池安全问题的起因是热失控，随着温度的不断攀升，电池内部发生各种反应，例如：SEI分解，阳极与电解液发生还原反应，阴极与电解液发生氧化反应，电解液自身受热蒸发、分解。各种反应导致电池温度持续上升的同时伴有大量气体生产，导致电池内压急剧升高。

导致锂电池内部高热的原因宏观分为两种：一是内因，即电池内部的电流、电压过大引起的电池内部发生各种化学反应，并产生气体使电池壳体膨胀、***等等；二是外因，即电池受到外部高强压力作用，迫使电池产生形变，电池内部产生局部高热，进而使电池内部的电流、电压异常，造成电池损坏甚至产生火花进而产生火灾等等。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种同时克服锂电池外部原因和内部原因导致电池内部压力增大而引发的电池不安全隐患的新型抗压锂电池。

为实现上述目的，采用以下技术方案：

一种新型抗压锂电池，其特征在于，包括电池壳体、电芯和盖体组件，其中，电芯设置在电池壳体内，盖体组件设置在电池壳体的端部；所述电池壳体包括外壳体和内壳体，外壳体与内壳体之间形成环形的缓冲腔；所述外壳体和内壳体之间均匀设置有多个加强筋，内壳体上还设有若干由内壳体内壁一侧通向环形腔体的单向安全阀；所述外壳体上设置有与所述缓冲腔连通的排气阀，该排气阀用于将缓冲腔内的气体排出。

进一步地，所述盖板组件包括顶盖板、极柱、导电片和导电座，所述顶盖板的两端底部分别安装有极柱，极柱底部通过支架与顶盖板连接，极柱顶端穿过顶盖板并与顶盖板顶面平齐，顶盖板的两端顶部设置有用于容纳导电片和导电座的凹槽，且导电片和导电座依次套设在极柱端部。

进一步地，所述顶盖板周向具有向外延伸的延伸部，该延伸部的厚度小于顶盖板，且延伸部与顶盖板顶面平齐；所述内壳体的顶部低于外壳体的顶部，且内壳体与外壳体的高度差等于延伸部的厚度，使得延伸部的外壁与外壳体内壁固定连接，而顶盖板底部可***内壳体内部并与内壳体的内壁连接。

进一步地，所述支架底部设置有分流片；分流片垂直于支架，且分流片的长度大于内壳体高度的1/2，小于内壳体高度的2/3；所述分流片底部设置有向外延伸的分流吸盘，该分流吸盘与内壳体接触；所述分流片与支架一体成型。

进一步地，所述加强筋采用阻燃性材料所述内壳体采用记忆合金材质。

采用上述方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的电池壳体包括内壳体和外壳体，且内外壳体之间设有多个加强筋，当受外部强压时，外壳体向内凹陷，缓冲压力，且加强筋可以防止外壳体过分形变，以保持电池的形态，当由内部原因产生过多气体时，内壳体向外膨胀，提供更多的内部空间、避免电池烧坏或***，同时，电池内部产生的气体可以从单向安全阀进入到外壳体和内壳体围成的缓冲腔内，设置在外壳体上且与外界连通的排气阀可以将缓冲腔内的气体排出，也可以结合相关设备检测缓冲腔内的气体来确认电池的状态，确保电池安全、可靠地工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A-A方向的剖视示意图。

图3为图1中顶盖片的结构示意图。

图4为图1中电池壳体的结构示意图。

其中，附图标识说明：

1—电池壳体， 2—外壳体，

3—内壳体， 4—加强筋，

5—单向安全阀， 6—顶盖板，

7—极柱， 8—导电片，

9—导电座， 10—延伸部，

11—凹槽， 12—支架，

13—分流片， 14—分流吸盘，

15—排气阀。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

参照图1、图2和图4所示，本实用新型提供一种新型抗压锂电池，包括电池壳体1、电芯和盖体组件，其中，电芯设置在电池壳体1内，盖体组件设置在电池壳体1端部；所述电池壳体1包括外壳体2和内壳体3，外壳体2与内壳体3之间形成环形的缓冲腔，在外壳体2和内壳体3之间均匀设置有多个加强筋4，内壳体3上还设有若干由内壳体3内壁一侧通向环形腔体的单向安全阀5；所述外壳体上设置有与所述缓冲腔连通的排气阀15，该排气阀15用于将缓冲腔内的气体排出。单向安全阀5与外壳体2和内壳体3围成的缓冲腔连通，且该单向安全阀5只允许气体从电池壳体内腔流向缓冲腔。可以知道的是，单向安全阀5可以根据实际需要设置一个或者多个，优选地，单向安全阀5沿内壳体3的顶部周向和底部周向均匀设置多个，同时从电芯底部和顶部收集电池内部化学反应产生的气体，延长电池的使用寿命和安全性；同时，排气阀15可以在检修时打开，一方面可以将缓冲腔内的气体排出，更重要的是可以定期打开该排气阀15，再结合相关气体检测设备检测锂电池的是否还能继续安全稳定的工作，预先排出可能的安全隐患，进一步保证用电设备的安全，以及用户的安全。

本实施例的加强筋4为圆柱形，均垂直于外壳体2和内壳体3设置，可以增加支撑的强度，且圆柱形易于加工。

加强筋4采用阻燃性材料，优选比如添加有氢氧化镁的聚丙烯、聚苯乙烯及ABS树脂等，其具有很好的弹性，能够在施加的力消失后迅速恢复形变，且加入阻燃剂的加强筋4具有良好的阻燃和销烟作用。

另外，在一些不易于散热，但是电池工作环境温度较高的情况下，加强筋4也可以采用具有高弹性的合金材料，比如PtAg20合金，铂镍、铂镍铜等合金等，其优点是散热性能较塑料、橡胶更好。

当电池由于电流、或电压过大引起电池高热后才会发生各种不良化学反应，产生气体，因而电池膨胀、鼓包时，多伴随着高热，因此本实用新型的内壳体3采用记忆合金材料，具体的，内壳体3受内部气体等挤压二产生向外的弯曲形变后，当温度恢复后，自然恢复形变，即恢复至初始状态(未弯曲状态)。如此，可以进一步增强锂电池的耐压性能和使用寿命，保证电池稳定、有效的工作。

参照图1、图2和图3所示，所述盖体组件包括顶盖板6，顶盖板6周向具有向外延伸的延伸部10，该延伸部10的厚度小于顶盖板6，且延伸部10与顶盖板6顶面平齐；所述内壳体所述内壳体3的顶部低于外壳体2的顶部，且内壳体3与外壳体2的高度差等于所述延伸部10的厚度，使得延伸部10的外壁与外壳体2的内壁固定连接，而顶盖板6的底部可***内壳体3内部并与内壳体3的内壁连接，如此设置，可以增强电池抵抗外界挤压的性能，当外界强力挤压电池壳体1时，外壳体2首先受力产生形变，受力处向内凹陷，受力点的边缘处则会具有反方向的形变趋势，此时外壳体2与延伸部10之间的连接的可靠性降低，但是由于本实施例的顶盖板6与电池壳体1的内壳体3和外壳体2采用双重固定方式，且内壳体3与外壳体2之间具有缓冲腔，因此当外壳体2与盖板组件的连接的可靠性降低时，内壳体3与盖板组件的连接依然可靠，保障了锂电池在外力作用下的可靠性和工作的安全性。

所述顶盖板6的两端底部分别安装有极柱7，极柱7底部通过支架12与顶盖板6连接，极柱7顶端穿过顶盖板6并与顶盖板6顶面平齐，顶盖板6的两端顶部设置有用于容纳导电片8和导电座9的凹槽，且导电片8和导电座9均套设在极柱7端部。导电片8配置在极柱7的端部，并形成正极端子，以增加正极端子的接触面积，正极端子接触面积增大后，其接触的电阻相应的减小，也降低了配合的难度。本实施例中的导电片8与极柱7可采用焊接固定，或者先铆接配合后，再进行焊接，或者也可以采用卡簧进行卡接，上述的连接均为现有技术，此处不再赘述。优选的，本实施例采用的是先铆接，再焊接的方式，以此一来，可降低连接时的内阻。

上述的导电片8可以是金属或非金属导电片8，导电片8使电池外壳带正电的方式，在外部钉刺时，会发生电池金属壳体、导电片8优先导通，形成最外层的电流回路，使钉刺时瞬间的产生的大电流在金属导电片8和电池壳体1之间均匀分布，减少电流在电芯内层的分布，进一步减少产热，避免电池热失控。

在支架12底部设置有分流片13，该分流片13用于进一步将极柱上产生的过大电流分流至内壳体3上，避免电池电流过大而造成电芯温度急剧升高，电解液分解，进而产生气体，保障电池的正常使用和安全性能。

上述的分流片13垂直于支架12，且分流片13的长度大于内壳体3高度的1/2，且小于内壳体3高度的2/3，当导流片的长度在该范围内时，可以更均匀地将异常电流引流至内壳体3上，且不会引起内壳体3高热。

为了使分流片13底部能够很好地与内壳体3接触，在分流片13底部设置有向外延伸的分流吸盘14，该分流吸盘14与内壳体接触。

为了使分流效果更好、且易于加工，可以将分流片13与之间一体成型。

本领域技术人员可以知道的是分流片13、支架12以及分流吸吸盘均采用导电材质。

本实用新型工作原理：

本实用新型的电池壳体1包括内壳体3和外壳体2，且内壳体3、外壳体2之间设有多个加强筋4，当受外部强压时，外壳体2向内凹陷，缓冲压力，且加强筋4可以防止外壳体2过分形变，以保持电池的形态，当由内部原因产生过多气体时，内壳体3向外膨胀，提供更多的内部空间、避免电池烧坏或***，同时，电池内部产生的气体可以从单向安全阀5进入到外壳体2和内壳体3围成的环形的缓冲腔，保证电池稳定有效地工作；同时，排气阀15可以在检修时打开，一方面可以将缓冲腔内的气体排出，更重要的是可以定期打开该排气阀15，再结合相关气体检测设备检测锂电池的是否还能继续安全稳定的工作，预先排出可能的安全隐患，进一步保证用电设备的安全，以及用户的安全。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种新型抗压锂电池，其特征在于，包括电池壳体、电芯和盖体组件，其中，电芯设置在电池壳体内，盖体组件设置在电池壳体的端部；其特征在于，所述电池壳体包括外壳体和内壳体，外壳体与内壳体之间形成环形的缓冲腔；所述外壳体和内壳体之间均匀设置有多个加强筋，内壳体上还设有若干由内壳体内壁一侧通向环形腔体的单向安全阀；所述外壳体上设置有与所述缓冲腔连通的排气阀，该排气阀用于将缓冲腔内的气体排出。

2.根据权利要求1所述的新型抗压锂电池，其特征在于，所述盖体组件包括顶盖板、极柱、导电片和导电座，所述顶盖板的两端底部分别安装有极柱，极柱底部通过支架与顶盖板连接，极柱顶端穿过顶盖板并与顶盖板顶面平齐，顶盖板的两端顶部设置有用于容纳导电片和导电座的凹槽，且导电片和导电座依次套设在极柱端部。

3.根据权利要求2所述的新型抗压锂电池，其特征在于，所述顶盖板周向具有向外延伸的延伸部，该延伸部的厚度小于顶盖板，且延伸部与顶盖板顶面平齐；所述内壳体的顶部低于外壳体的顶部，且内壳体与外壳体的高度差等于延伸部的厚度，使得延伸部的外壁与外壳体内壁固定连接，而顶盖板底部可***内壳体内部并与内壳体的内壁连接。

4.根据权利要求2所述的新型抗压锂电池，其特征在于，所述支架底部设置有分流片；分流片垂直于支架，且分流片的长度大于内壳体高度的1/2，小于内壳体高度的2/3；所述分流片底部设置有向外延伸的分流吸盘，该分流吸盘与内壳体接触；所述分流片与支架一体成型。

5.根据权利要求1所述的新型抗压锂电池，其特征在于，所述加强筋采用阻燃性材料；所述内壳体采用记忆合金材质。