一种软包锂电池防火结构的制作方法

文档序号:10896743
一种软包锂电池防火结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜和位于铝塑膜内的电芯,所述铝塑膜与电芯之间设置有防火层和相变层,其中所述防火层的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂;该电池结构针对电池一旦出现过热而可能产生的起火意外状况,通过合理的结构改良,尤其是通过防火层和相变层相配的设计,当软包锂离子二次电池内部电芯出现过热时,防火层外层在高温下及时熔化破裂,防火层内的灭火剂就可覆盖在电芯、极片表面,防止电芯活性物质进一步剧烈反应,避免起火燃烧爆炸等事故。
【专利说明】
一种软包锂电池防火结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及软包锂离子二次电池技术领域,特别是一种针对软包锂电池的防火结构。
【背景技术】
[0002]铝塑膜软包锂离子二次电池具有高容量和高适应性的特点,因此广泛应用在消费类电子产品、动力和储能电池上。铝塑膜软包锂离子二次电池在制作时需要铝塑膜外壳成型,在成模冲坑时产生R角。而电池使用过程中,R角处容易产生破裂,使电池发生燃烧甚至爆炸。另外软包锂电池在短路和大电流长时间工作条件下,极耳密封处会产生大量热量,容易熔化极耳处的铝塑膜密封层,造成电解液漏液,电池短路,起火燃烧甚至爆炸。因此有必要设计新的技术以解决上述问题。

【发明内容】

[0003]为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种软包锂电池防火结构。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜和位于铝塑膜内的电芯,所述铝塑膜与电芯之间设置有防火层和相变层,其中所述防火层的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂。
[0006]作为一个优选项,所述相变层位于电芯上表面中部位置处,所述防火层包括有分布在电芯上表面的相变层前、后端位置处的顶面位置防火层和位于电芯前端的顶端位置防火层。
[0007]作为一个优选项,所述铝塑膜的四边位置处包覆有密封层,所述铝塑膜的上、下侧表面处伸出有散热鳍片。
[0008]作为一个优选项,所述相变层为内装相变材料的层状密封结构,所述相变层外层为绝缘导热高聚物。
[0009]作为一个优选项,所述防火层外层的厚度为0.2?1mm,所述顶面位置防火层的厚度为2?5毫米,所述顶端位置防火层的厚度与电芯的厚度相同。
[0010]作为一个优选项,所述密封层的材料为绝缘导热防水聚合物,所述密封层的四角位置处开有电池固定孔。
[0011 ]作为一个优选项,所述相变层内的相变材料体积为相变层体积80?90%,所述相变层的外层绝缘导热高聚物厚度为0.2?1mm,所述相变层的厚度为2?5mm。
[0012]本实用新型的有益效果是:该电池结构针对电池一旦出现过热而可能产生的起火意外状况,通过合理的结构改良,尤其是通过防火层和相变层相配的设计,当软包锂离子二次电池内部电芯出现过热时,防火层外层在高温下及时熔化破裂,防火层内的灭火剂就可覆盖在电芯、极片表面,防止电芯活性物质进一步剧烈反应,避免起火燃烧爆炸等事故,此外通过密封层有效保证软包锂电池R角和极耳密封处漏液,而相变层和散热层配合可提高电池散热效率,提高电芯使用效率。
【附图说明】
[0013]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0014]图1是本实用新型的结构不意图;
[0015]图2是本实用新型中电芯部分的结构示意图;
[0016]图3是本实用新型中组合成电池组的结构示意图。
【具体实施方式】
[0017]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。为透彻的理解本发明,在接下来的描述中会涉及一些特定细节。而在没有这些特定细节时,本发明则可能仍可实现,即所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。此外需要说明的是,下面描述中使用的词语“前端”、“后端”、“上侧”和“下侧”指的是附图中的方向,词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向,相关技术人员在对上述方向作简单、不需要创造性的调整不应理解为本申请保护范围以外的技术。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定实际保护范围。而为避免混淆本发明的目的,由于熟知的制造方法、电路分布等技术已经很容易理解,因此它们并未被详细描述。参照图1、图2、图3,一种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜I和位于铝塑膜I内的电芯2,其中电池的前端作为接线端,设置有与电芯I连接的极耳。所述铝塑膜I与电芯2之间设置有防火层3和相变层4,其中所述防火层3的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂。例如防火层3的外层可采用熔点低于170°C绝缘高聚物材料,防火层3的内层所采用的灭火剂可为四氯化碳。相变层4中的相变材料可吸收电池产生的热量,可减轻电池的过热现象,有利于散热。当软包锂离子二次电池在电池短路和大电流情况下,电池内部的电芯2温度急剧上升,电芯2的正极材料在高温下分解,产生氧,电池内部活性物质燃烧,当电池内部温度持续升高到170°C时候,高温使得防火层3的外层立即熔化破裂,防火层3内层的有机溶剂灭火剂覆盖在电芯I极片表面,防止电芯I进一步剧烈反应,起火燃烧爆炸,导致安全事故。
[0018]另外的实施例,参照图1、图2、图3的一种软包锂电池防火结构,其中此处所称的“实施例”是指可包含于本申请至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例包括铝塑膜I和位于铝塑膜I内的电芯2,所述铝塑膜I与电芯2之间设置有防火层3和相变层4,其中所述防火层3的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂,所述相变层4位于电芯2上表面中部位置处,所述防火层3包括有分布在电芯2上表面的相变层4前、后端位置处的顶面位置防火层31和位于电芯2前端的顶端位置防火层32。防火层3的布置更针对性,能提高防火效率。所述防火层3外层的厚度为0.2?1mm,所述顶面位置防火层31的厚度为2?5毫米,所述顶端位置防火层32的厚度与电芯2的厚度相同,在保证防火效果的前提下,使整个结构更紧凑。
[0019]另外的实施例,参照图1、图2、图3的一种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜I和位于铝塑膜I内的电芯2,所述铝塑膜I与电芯2之间设置有防火层3和相变层4,其中所述防火层3的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂,所述相变层4为内装相变材料的层状密封结构,所述相变层4外层为绝缘导热高聚物。这种相变层4的设计可提高相变层4的吸热传热效率,同时保证相变层4的结构强度。例如相变层4可采用内装填有Phase Change Material Products Limited公司的相变材料,材料体积为相变层4体积85%,其中相变层4装填有型号X30相变温度为30 0C的固态相变材料。当电池温度在30 V时候,电池产生热量可以及时被相变层4中的相变材料吸收,相变层4中的相变材料发生相变,保持电池温度恒温在30 0C ;当电池持续放热温度超过30 0C时候,相变层4中的相变材料就不足以吸收电池产生的热量,而当相变层4中的相变材料全部在30°C完成相变后,相变层4中的相变材料继续吸收电池产生的热量,并传递给外界散热。作为优选项,所述相变层4内的相变材料体积为相变层4体积80?90%,所述相变层4的外层绝缘导热高聚物厚度为0.2?Imm,所述相变层4的厚度为2?5_,可在保证吸热传热效率的前提下,使电池结构更紧凑。
[0020]另外的实施例,参照图1、图2、图3的一种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜I和位于铝塑膜I内的电芯2,所述铝塑膜I与电芯2之间设置有防火层3和相变层4,其中所述防火层3的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂,所述铝塑膜I的四边位置处包覆有密封层5,所述铝塑膜I的上、下侧表面处伸出有散热鳍片6。密封层5可以防止铝塑膜软包电池R角处和铝塑膜密封边漏液,提高电池安全性,而散热鳍片6则保证电池的散热效果,尤其是相变层4中的相变材料续吸收电池产生的热量后就可以传递给散热鳍片6散热。散热鳍片6的材料可以为不锈钢散热鳍片6底部厚度可以是0.3毫米,散热鳍片6高度可以是0.7毫米,密封层5和散热鳍片6可采用注塑工艺整体密封固定。所述密封层5的材料为绝缘导热防水聚合物,所述密封层5的四角位置处开有电池固定孔7,电池通过电池固定孔7可实现电池串、并联成电池组。
[0021 ]根据上述原理,本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此,本实用新型并不局限于上面揭示和描述的【具体实施方式】,对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。
【主权项】
1.一种软包锂电池防火结构,包括铝塑膜(I)和位于铝塑膜(I)内的电芯(2),其特征在于:所述铝塑膜(I)与电芯(2)之间设置有防火层(3)和相变层(4),其中所述防火层(3)的外层为低熔点聚合物外层,所述防火层的内层为有机溶剂灭火剂。2.根据权利要求1所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述相变层(4)位于电芯(2)上表面中部位置处,所述防火层(3)包括有分布在电芯(2)上表面的相变层(4)前、后端位置处的顶面位置防火层(31)和位于电芯(2)前端的顶端位置防火层(32)。3.根据权利要求1所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述铝塑膜(I)的四边位置处包覆有密封层(5),所述铝塑膜(I)的上、下侧表面处伸出有散热鳍片(6)。4.根据权利要求1或2所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述相变层(4)为内装相变材料的层状密封结构,所述相变层(4)外层为绝缘导热高聚物。5.根据权利要求2所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述防火层(3)外层的厚度为0.2?1mm,所述顶面位置防火层(31)的厚度为2?5毫米,所述顶端位置防火层(32)的厚度与电芯(2)的厚度相同。6.根据权利要求3所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述密封层(5)的材料为绝缘导热防水聚合物,所述密封层(5)的四角位置处开有电池固定孔(7)。7.根据权利要求4所述的一种软包锂电池防火结构,其特征在于:所述相变层(4)内的相变材料体积为相变层(4)体积80?90%,所述相变层(4)的外层绝缘导热高聚物厚度为0.2?1mm,所述相变层(4)的厚度为2?5mm。
【文档编号】H01M2/02GK205582974SQ201620091052
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年1月29日
【发明人】徐士民, 陈洁玲, 马毅, 唐联兴
【申请人】广东精进能源有限公司
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