CN208548423U - 锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种锂离子电池。所述锂离子电池包括多个电池单体、第一过滤装置和储气装置。所述第一过滤装置用以过滤所述电池单体热失控释放的易燃气体。所述储气装置与所述第一过滤装置的输出端连接。所述储气装置用以储存所述电池单体热失控释放的易燃气体。当所述多个电池单体中有以一个或者多个热失控时，会释放所述易燃气体。通过所述第一过滤装置可以将伴随所述易燃气体喷出的高温颗粒过滤。通过所述储气装置可以将所述易燃气体储存，以避免所述易燃气体释放到环境中污染环境。

Description

锂离子电池

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种锂离子电池。

背景技术

近年来，电动汽车的市场份额稳步提升。锂离子电池具有高电压、高比能量、长循环寿命、对环境无污染等卓越性能，受到电动汽车产业的高度关注，并获得了一定应用。然而，锂离子电池热热失控过程中会产生可燃混合气，如H₂、CO、CH₄等，并积聚在电池内部。在电池内部达到一定压力界限后，安全阀开启，可燃混合气随着电池喷发而释放到外界环境中。在电池喷发过程中，电池表面温度最高可达到1000℃左右，且喷发物中往往伴随着火星，火星表面温度大约为600～1200℃左右。由于电池高温表面以及火星温度远高于气态喷发物的着火温度，一旦喷发物喷射在空气中并与氧气接触，将极易出现着火现象，并引发火灾。另外，即使电池喷发后的气态喷发物不出现着火现象，但如果逐渐积累到一定数量，也将可能会出现***现象，其危害性将更大。因此，电池喷发是引发锂离子电池火灾甚至是***事故的安全隐患之一。锂离子电池热热失控引发的火灾及***事故屡见报道，安全性问题成为阻碍其在动力电源产业大规模商业化应用的主要因素之一。

现有技术中，电池单体、电池模组或者电池包常常设置在一个密封狭小的环境内。当电池单体热失控喷发后会产生高温电解液及喷发物。当电池热失控过程中将易燃气体释放到外界容易引起燃烧甚至***，同时由于含有有毒气体如HF等而对人造成伤害，也会对环境造成一定污染。

实用新型内容

基于此，有必要针对电池热失控后过程中容易将易燃气体释放到外界以容易引起燃烧甚至***，同时由于含有有毒气体如HF等而对人造成伤害，也会对环境造成一定污染的问题，提供一种锂离子电池。

一种锂离子电池，包括：

多个电池单体；

第一过滤装置，用以过滤所述多个电池单体热失控释放的易燃气体；

储气装置，与所述第一过滤装置连接，所述易燃气体经过所述第一过滤装置过滤后，储存于所述储气装置。

在一个实施例中，所述电池单体的表面设置有第一安全阀，所述易燃气体通过所述第一安全阀进入所述第一过滤装置。

在一个实施例中，还包括第一单向输出装置，连接于所述储气装置和所述第一过滤装置之间，用以控制所述易燃气体进入所述储气装置。

在一个实施例中，还包括第二单向输出装置，设置于所述储气装置的出口。

在一个实施例中，还包括控制装置，与所述第一单向输出装置和所述第二单向输出装置电连接，用以控制所述第一单向输出装置和所述第二单向输出装置的开闭。

在一个实施例中，还包括第二安全阀，设置于所述储气装置的表面。

一种锂离子电池，包括：

至少一个电池模组，所述电池模组包括电池模组壳体和多个电池单体，所述电池模组壳体定义一个第一容纳腔，所述多个电池单体收纳于所述电池模组壳体；

至少一个第二过滤装置，与所述至少一个电池模组连接，用以过滤所述多个电池单体热失控释放的易燃气体；

储气装置，与所述至少一个第二过滤装置连接，所述易燃气体经过所述第二过滤装置过滤后，储存于所述储气装置。

在一个实施例中，还包括：

至少一个第三单向输出装置，连接于所述第二过滤装置和所述储气装置之间，所述易燃气体依次经过所述第二过滤装置、所述第三单向输出装置后储存于所述储气装置。

在一个实施例中，包括：

电池包，包括电池包壳体和多个电池模组，所述电池包壳体定义一个第二容纳腔，所述多个电池模组收纳于所述第二容纳腔；

至少一个第三过滤装置，与所述电池包连接，用以过滤所述多个电池模组热失控释放的易燃气体；

储气装置，与所述至少一个第三过滤装置连接，所述易燃气体经过所述第三过滤装置过滤后储存于所述储气装置。

在一个实施例中，还包括第四单向输出装置，连接于所述第三过滤装置和所述储气装置之间，所述易燃气体依次经过所述第三过滤装置和所述第四单向输出装置后储存于所述储气装置。

在一个实施例中，所述电池模组包括电池模组壳体和多个电池单体，所述电池模组壳体定义一个第一容纳腔，所述多个电池单体收纳于所述第一容纳腔。

本申请实施例提供的所述锂离子电池，当所述多个电池单体中有以一个或者多个热失控时，会释放所述易燃气体。通过所述第一过滤装置可以将伴随所述易燃气体喷出的高温颗粒过滤。通过所述储气装置可以将所述易燃气体储存，以避免所述易燃气体释放到环境中，引起燃烧甚至***，对人构成危害，并污染环境。

附图说明

图1为本申请实施例提供的锂离子电池示意图；

图2为本申请另一个实施例提供的锂离子电池示意图；

图3为本申请另一个实施例提供的锂离子电池示意图；

图4为本申请另一个实施例提供的锂离子电池示意图。

附图标记说明：

锂离子电池10

电池单体100

第一安全阀110

第一单向输出装置120

第二单向输出装置130

第三单向输出装置140

第四单向输出装置150

储气装置200

第一过滤装置210

第二过滤装置220

第三过滤装置230

控制装置300

安全阀310

电池模组400

电池模组壳体410

第一容纳腔420

电池包500

电池包壳体510

第二容纳腔520

连通管600

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的锂离子电池进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参见图1，本申请实施例提供一种锂离子电池10。所述锂离子电池10包括多个电池单体100、第一过滤装置210和储气装置200。所述第一过滤装置210用以过滤所述电池单体100热失控释放的易燃气体。所述储气装置200与所述第一过滤装置210的输出端连接。所述储气装置200用以储存所述电池单体100热失控释放的易燃气体。

本实施例中，所述锂离子电池10可以用于电动车、轮船、飞机、潜艇，也可用于储能。所述多个电池单体100可以成矩阵排列。所述电池单体100出现热失控时，从所述电池单体100释放出包括高温颗粒物，以及氢气、一氧化碳、甲烷等易燃气体。所述第一过滤装置210可以将所述高温颗粒过滤，以避免所述高温颗粒进入所述储气装置200，引起所述储气装置200中的气体燃烧甚至***。

在一个实施例中，所述储气装置200的壳体可以由耐高温耐压力的材料制成。所述储气装置200可以为椭圆形罐体，也可以为立方体。在一个实施例中，所述第一过滤装置210可以为耐高温玻璃纤维或玻璃棉材料。玻璃纤维或玻璃棉的孔径较小，可以有效避免高温颗粒进入环境中引燃可燃性气体而引起燃烧甚至***，同时避免单向装置发生堵塞现象。

在一个实施例中，所述多个电池单体100均与一个连通管600连接。所述连通管600依次连接所述第一过滤装置210、所述储气装置200。

本申请实施例提供的所述锂离子电池10，当所述多个电池单体100中有一个或者多个热失控时，会释放所述易燃气体。通过所述第一过滤装置210可以将伴随所述易燃气体喷出的高温颗粒过滤。通过所述储气装置200可以将所述易燃气体储存，在所述易燃气体冷却后，可以在合适的环境下，如空旷处释放所述易燃气体。也可以由专门人员将储气装置200的气体收集并特殊处理。

在一个实施例中，所述电池单体100的表面设置有第一安全阀110。每个所述第一安全阀110设置于一个所述电池单体100的表面。从所述电池单体100释放的所述易燃气体依次通过所述第一安全阀110、所述第一过滤装置210进入所述储气装置200。可以理解，所述第一安全阀的表面可以套设有连通管600。所述第一过滤装置210可以设置于所述连通管600。所述连通管600可以再与所述储气装置200连通。

请参见图2，在一个实施例中，每一个所述电池单体100可以通过一个连通管600连接一个所述第一过滤装置210、第一单向输出装置120，然后与所述储气装置200连接。因此可以避免所述易燃气体引起不同的所述电池单体100***。

在一个实施例中，锂离子电池10还包括所述第一单向输出装置120。所述第一单向输出装置120连接于所述储气装置200和所述第一过滤装置210之间。所述第一单向输出装置120用以控制所述易燃气体进入所述储气装置200。

在一个实施例中，所述锂离子电池10的表面设置有第一安全阀110。所述易燃气体通过所述第一安全阀110进入所述第一过滤装置210。

在一个实施例中，当所述电池单体100发生热失控时，会产生所述易燃气体。所述易燃气体的压力达到所述第一安全阀110的压力阈值时，所述第一安全阀110可以开启。此时储存在所述电池单体100内部的所述易燃气体通过所述第一安全阀110输出，并且经过所述第一过滤装置210过滤后进入所述第一单向输出装置120。因而可以避免所述第一单向输出装置120被堵塞。所述易燃气体经过所述第一单向输出装置120进入所述储气装置200。可以理解，当所述易燃气体的压力达到所述第一单向输出装置120开启的压力阈值时，所述第一单向输出装置120开启。所述第一安全阀110可以起到向外界输出所述易燃气体的作用，同时可以避免外界异物进入所述电池单体100内部。

在一个实施例中，所述锂离子电池10还包括第二单向输出装置130。所述第二单向输出装置130设置于所述储气装置200的出口。在一个实施例中，所述第二单向输出装置130可以为单向阀。当所述储气装置200中储存的所述易燃气体的压力达到所述第二单向输出装置130的压力阈值时，所述第二单向输出装置130开启，可以释放部分所述易燃气体。以避免所述储气装置200由于压力过大引起***。所述第二单向输出装置130还可以避免外界气体进入所述储气装置200。

在一个实施例中，所述锂离子电池10还包括控制装置300。所述控制装置300与所述第一单向输出装置120和所述第二单向输出装置130电连接。所述控制装置300用以控制所述第一单向输出装置120和所述第二单向输出装置130的开闭。当所述储气装置200中的压力趋于稳定时，可以判断所述电池单体100释放所述易燃气体完成。此时可以通过所述控制装置300控制所述第一单向输出装置120关闭，将所述易燃气体储存于所述储气装置200中。当所述储气装置200中的气压达到所述储气装置200的极限压力时，所述控制装置300可以控制所述第二单向输出装置130开启，将所述易燃气体排放至可回收设备中，以避免所述易燃气体对环境造成污染。

在一个实施例中，所述锂离子电池10还包括第二安全阀310。所述第二安全阀310设置于所述储气装置200的表面。所述第二安全阀310可以具有一定的压力阈值。所述第二安全阀310的压力阈值可以大于所述第二单向输出装置130的压力阈值。当所述第二单向输出装置130无法开启时，所述安全阀310可以降低所述储气装置200中的气压，避免所述储气装置200***。

请参见图3，本申请实施例还提供另一种锂离子电池10。所述锂离子电池10包括至少一个电池模组400、至少一个第二过滤装置220和储气装置200。所述电池模组400包括电池模组壳体410和多个电池单体100。所述电池模组壳体410定义一个第一容纳腔420。所述多个电池单体100收纳于所述电池模组壳体410。所述至少一个第二过滤装置220与所述至少一个电池模组400连接。所述至少一个第二过滤装置220用以过滤所述多个电池单体100热失控释放的易燃气体。所述储气装置200与所述至少一个第二过滤装置220连接。所述易燃气体经过所述第二过滤装置220过滤后，储存于所述储气装置200。

在一个实施例中，所述电池模组壳体410可以为硬质聚酯材料。当所述电池模组400热失控后，所述电池模组400向所述第一容纳腔420释放所述易燃气体。所述易燃气体通过所述第二过滤装置220过滤后进入所述储气装置200。所述储气装置200可以储存所述电池模组400中释放的易燃气体，因而可以保护环境，避免安全隐患。

在一个实施例中，所述第二过滤装置220的输出端与连通管600连接。所述连通管600还与所述储气装置200连接。所述易燃气体经过所述第二过滤装置220过滤后进入所述连通管600。所述易燃气体通过所述连通管600储存于所述储气装置200。

在一个实施例中，所述锂离子电池10还包括至少一个第三单向输出装置140。所述第三单向输出装置140接于所述第二过滤装置220和所述储气装置200之间。所述易燃气体依次经过所述第二过滤装置220、所述第三单向输出装置140后储存于所述储气装置200。

在一个实施例中，所述第三单向输出装置140可以为单向阀。所述第一容纳腔420积累的所述易燃气体的气压达到所述第三单向输出装置140的压力阈值后，所述第三单向输出装置140开启。所述易燃气体通过所述第二过滤装置220过滤后进入所述第三单向输出装置140，可以避免所述第三单向输出装置140被堵塞。所述第二过滤装置220可以与所述第三单向输出装置140配合构成安装元件。所述安装元件的更换和修理更为方便。

请参见图4，本申请实施例还提供另一种锂离子电池10。所述锂离子电池10包括电池包500和至少一个第三过滤装置230。所述电池包500包括电池包壳体510和多个电池模组400。所述电池包壳体510定义一个第二容纳腔520。所述多个电池模组400收纳于所述第二容纳腔520。所述至少一个第三过滤装置230与所述电池包500连接。所述至少一个第三过滤装置230用以过滤所述多个电池模组400热失控释放的易燃气体。所述储气装置200与所述至少一个第三过滤装置230连接。所述易燃气体经过所述第三过滤装置230过滤后储存于所述储气装置200。

在一个实施例中，所述电池包壳体510可以为硬质聚酯材料。从所述第二第二容纳腔520输出的所述易燃气体经过所述第三过滤装置230的再次过滤后进后进入所述储气装置200。所述第三过滤装置230可以过滤所述易燃气体中的高温颗粒物，避免设置于管道的后续元器件被阻塞而出现危险。因而提高所述锂离子电池10的安全性。在一个实施例中，所述第三过滤装置230可以设置于所述电池模组壳体410的表面，以便于更换和修理。

在一个实施例中，所述至少一个第三过滤装置230与连通管600连接。所述连通管600与所述储气装置200连接。所述易燃气体经过所述第三过滤装置230过滤后进入所述连通管600。通过所述连通管600所述易燃气体进入所述储气装置200。

在一个实施例中，所述锂离子电池10还包括第四单向输出装置150。所述第四单向输出装置150连接于所述第三过滤装置230和所述储气装置200之间。所述易燃气体依次经过所述第三过滤装置230和所述第四单向输出装置150后储存于所述储气装置200。

在一个实施例中，所述储气装置200的入口还可以设置所述第一向输出装置120。因此，可以进一步保证所述储气装置200不会反向流动进入所述电池包500中，以提高所述锂离子电池10的安全性。

在一个实施例中，所述电池模组400包括电池模组壳体410和多个电池单体100。所述电池模组壳体410定义一个第一容纳腔420。所述多个电池单体100收纳于所述第一容纳腔420。

在一个实施例中，所述第二过滤装置220设置于所述电池模组壳体410的表面。所述多个电池单体100热失控释放的所述易燃气体依次经过所述第二过滤装置220、所述第三过滤装置230进入所述储气装置200。

在一个实施例中，所述电池单体100的表面可以设置所述第一安全阀110。所述第一容纳腔420积累的所述易燃气体的气压达到所述第三单向输出装置140的压力阈值后，所述第三单向输出装置140开启。所述易燃气体通过所述第一过滤装置210过滤后进入所述第二容纳腔520。当所述第二容纳腔520的气压达到所述第五单向输出装置150的开启压力时，所述易燃气体从所述第五单向输出装置150输出，并进入所述第二过滤装置220进行再次过滤，以提高安全性。所述第一过滤装置210可以与所述第二单向输出装置130配合构成安装元件。所述安装元件的更换和修理更为方便。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为本专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (11)

1.一种锂离子电池，其特征在于，包括：

多个电池单体(100)；

第一过滤装置(210)，用以过滤所述多个电池单体(100)热失控释放的易燃气体；

储气装置(200)，与所述第一过滤装置(210)连接，所述易燃气体经过所述第一过滤装置(210)过滤后，储存于所述储气装置(200)。

2.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池单体(100)的表面设置有第一安全阀(110)，所述易燃气体通过所述第一安全阀(110)进入所述第一过滤装置(210)。

3.如权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第一单向输出装置(120)，连接于所述储气装置(200)和所述第一过滤装置(210)之间，用以控制所述易燃气体进入所述储气装置(200)。

4.如权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第二单向输出装置(130)，设置于所述储气装置(200)的出口。

5.如权利要求4所述的锂离子电池，其特征在于，还包括控制装置(300)，与所述第一单向输出装置(120)和所述第二单向输出装置(130)电连接，用以控制所述第一单向输出装置(120)和所述第二单向输出装置(130)的开闭。

6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第二安全阀(310)，设置于所述储气装置(200)的表面。

7.一种锂离子电池，其特征在于，包括：

至少一个电池模组(400)，所述电池模组(400)包括电池模组壳体(410)和多个电池单体(100)，所述电池模组壳体(410)定义一个第一容纳腔(420)，所述多个电池单体(100)收纳于所述电池模组壳体(410)；

至少一个第二过滤装置(220)，与所述至少一个电池模组(400)连接，用以过滤所述多个电池单体(100)热失控释放的易燃气体；

储气装置(200)，与所述至少一个第二过滤装置(220)连接，所述易燃气体经过所述第二过滤装置(220)过滤后，储存于所述储气装置(200)。

8.如权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，还包括：

至少一个第三单向输出装置(140)，连接于所述第二过滤装置(220)和所述储气装置(200)之间，所述易燃气体依次经过所述第二过滤装置(220)、所述第三单向输出装置(140)后储存于所述储气装置(200)。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括：

电池包(500)，包括电池包壳体(510)和多个电池模组(400)，所述电池包壳体(510)定义一个第二容纳腔(520)，所述多个电池模组(400)收纳于所述第二容纳腔(520)；

至少一个第三过滤装置(230)，与所述电池包(500)连接，用以过滤所述多个电池模组(400)热失控释放的易燃气体；

储气装置(200)，与所述至少一个第三过滤装置(230)连接，所述易燃气体经过所述第三过滤装置(230)过滤后储存于所述储气装置(200)。

10.如权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，还包括第四单向输出装置(150)，连接于所述第三过滤装置(230)和所述储气装置(200)之间，所述易燃气体依次经过所述第三过滤装置(230)和所述第四单向输出装置(150)后储存于所述储气装置(200)。

11.如权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池模组(400)包括电池模组壳体(410)和多个电池单体(100)，所述电池模组壳体(410)定义一个第一容纳腔(420)，所述多个电池单体(100)收纳于所述第一容纳腔(420)。