一种锂离子电池燃爆防护装置

本发明涉及锂离子电池，更具体地，涉及一种锂离子电池燃爆防护装置。

背景技术：

1、储能是推动能源转型和碳中和的关键支撑技术，其中，锂电储能具有能密度量大、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽，以可及快速充放、电使寿命用长、环境污染小和不受地形等自然条件限制等优点，新能源汽车、消电费子等产业拉动了锂电池行业迅猛发展，为锂电储能产业发展商定了坚实基础。

2、锂电池作为最常用的新型储能方式，给人们生产和生活带来了极大的便利。但是锂电池的燃爆风险比较大，电动汽车和电动自行车电池燃爆事件时有发生，电池自燃后会产生大量的热量，也会带着烟雾，给附近的人造成伤害，也可能会引发火灾，造成极大的损失。致锂电池燃爆的因素包括过压过流等电气因素，撞击等机械因素造成热失控，或者是析锂引发爆燃风险。目前对锂电池的燃爆防护主要从锂电池的原理出发，通过均衡控制防止锂电池过流过压，通过机械防护等措施防止热失控的发生，但这些防护方法目前尚不能完全防止锂电池发生燃爆。因此，现有技术提出了一种锂离子电池隔膜，包括隔膜基材、设置在隔膜基材上的耐高温聚合物层、无机纳米颗粒层和阻燃层，无机纳米颗粒层设置在隔膜基材表面并与隔膜基材直接接触，阻燃层位于锂离子电池隔膜最外层，具有良好的热稳定性和优异的阻燃性能，可有效提高电池的安全性。然而，该方法仍存在隔热效果较差、容易造成高温损失或伤害等问题。

技术实现思路

1、为解决当前锂离子电池阻燃过程中隔热效果较差、容易造成高温伤害的问题，本发明提出一种锂离子电池燃爆防护装置，在流体阻燃材料流至锂离子表面后，在原有位置形成隔热空气层，隔断锂离子电池燃爆产生的高热向外界传递，在抑制锂电池的进一步燃烧的同时尽可能防止高温带来损失和伤害。

2、为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

3、一种锂离子电池燃爆防护装置，设置于锂离子电池外围，包括设置在锂离子电池外侧面的带孔导热金属层，所述带孔导热金属层的外侧依次为导热阻燃层及外导热层，且带孔导热金属层与导热阻燃层之间通过低熔点导热金属连接，导热阻燃层内存有流体阻燃材料；所述低熔点导热金属熔化后，所述流体阻燃材料流至锂离子电池表面，所述导热阻燃层转换为隔热空气层。

4、本技术方案通过依次连接的带孔导热金属层、导热阻燃层和外导热层；锂离子电池正常工作时，导热材料为其提供良好的散热通道；锂离子电池燃爆时，带孔导热金属层与导热阻燃层之间的低熔点导热金属熔化后，流体阻燃材料流至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧；流体阻燃材料流出来后，其在导热阻燃层中原来的位置形成隔热空气层，阻止热量从锂离子电池传递到最外层，防止外导热层高温造成损失或伤害。

5、优选地，低熔点导热金属设置在带孔导热金属层与导热阻燃层之间，或低熔点导热金属封装在带孔导热金属层的孔洞中。

6、在此，当锂离子电池爆燃时，所述低熔点导热金属层熔化，流入带孔导热金属的孔洞里，或者孔洞中的低熔点导热金属熔化，流体阻燃材料失去低熔点导热金属层的阻挡，经带孔导热金属层流至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧。

7、优选地，所述带孔导热金属层包裹在锂离子电池的至少一个外侧面上，对锂离子电池燃爆形成多方位防护，提升安全性。

8、优选地，所述带孔导热金属层与导热阻燃层连接的一面上设有若干个孔洞，所述孔洞相互贯通并构成容纳流体阻燃材料的流通区域。

9、优选地，所述带孔导热金属层上设有喷射口，用于释放锂离子电池燃爆产生的火焰和高热气体。

10、在此，锂离子电池燃爆产生的火焰和高热气体能够通过指定的喷射口释放出来，火焰和高热气体喷射口可以对准地面或其他空阔的无人区。

11、优选地，所述流体阻燃材料为导热阻燃液体，或为导热阻燃气体，或为导热阻燃液体与导热阻燃气体的混合体；锂离子电池燃爆时，低熔点导热金属熔化，所述流体阻燃材料在重力作用下通过带孔导热金属层的孔洞并覆盖至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧。

12、优选地，还设有加压装置，用于在锂离子电池燃爆时对导热阻燃层内部施加压力，加速流体阻燃材料流向锂离子电池表面。

13、优选地，所述流体阻燃材料为导热硅胶，所述导热金属材料可以选择钢铁、铝合金等。

14、在此，由于导热硅胶具有较好的导热、电绝缘性能，在锂离子电池正常工作时，导热硅胶能够与带孔导热金属层和外导热层一起构成散热通道，从内向外进行导热；锂离子电池燃爆时，导热硅胶在重力作用下通过带孔导热金属层的孔洞覆盖至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧的同时阻隔电流。

15、本发明还提出一种锂离子电池，所述锂离子电池外围设有上述的锂离子电池燃爆防护装置。

16、本发明还提出一种带电池的车辆，所述车辆采用锂离子电池进行储能，所述锂离子电池外围设有上述的锂离子电池燃爆防护装置。

17、与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

18、本发明提出一种锂离子电池燃爆防护装置，设置于锂离子电池外围，包括设置在锂离子电池外侧面的带孔导热金属层，所述带孔导热金属层的外侧依次为导热阻燃层及外导热层，且带孔导热金属层与导热阻燃层之间通过低熔点导热金属连接，导热阻燃层内存有流体阻燃材料；锂离子电池正常工作时，导热材料为其提供良好的散热通道；锂离子电池燃爆时，带孔导热金属层与导热阻燃层之间的低熔点导热金属熔化后，流体阻燃材料流至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧；流体阻燃材料流出来后，其在导热阻燃层中原来的位置形成隔热空气层，阻止热量从锂离子电池传递到最外层，防止外导热层高温造成损失或伤害。

技术特征：

1.一种锂离子电池燃爆防护装置，设置于锂离子电池(1)外围，其特征在于，包括设置在锂离子电池(1)外侧面的带孔导热金属层(2)，所述带孔导热金属层(2)的外侧依次为导热阻燃层(3)及外导热层(4)，且带孔导热金属层(2)与导热阻燃层(3)之间通过低熔点导热金属(5)连接，导热阻燃层(3)内存有流体阻燃材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，所述低熔点导热金属(5)设置在带孔导热金属层(2)与导热阻燃层(3)之间，或低熔点导热金属(5)封装在带孔导热金属层(2)的孔洞中。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，所述带孔导热金属层(2)包裹在锂离子电池(1)的至少一个外侧面上。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，所述带孔导热金属层(2)与导热阻燃层(3)连接的一面上设有若干个孔洞，所述孔洞相互贯通并构成容纳流体阻燃材料的流通区域。

5.根据权利要求3或4所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，所述带孔导热金属层(2)上设有喷射口(21)，用于释放锂离子电池(1)燃爆产生的火焰和高热气体。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，流体阻燃材料为导热阻燃液体，或为导热阻燃气体，或为导热阻燃液体与导热阻燃气体的混合体。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，还设有加压装置，用于在锂离子电池(1)燃爆时对导热阻燃层(3)内部施加压力，加速流体阻燃材料流向锂离子电池表面。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池燃爆防护装置，其特征在于，所述流体阻燃材料为导热硅胶。

9.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池外围设有如权利要求1至8任一项所述的锂离子电池燃爆防护装置。

10.一种带电池的车辆，所述车辆采用锂离子电池进行储能，其特征在于，所述锂离子电池外围设有如权利要求1至8任一项所述的锂离子电池燃爆防护装置。

技术总结本发明提出一种锂离子电池燃爆防护装置，涉及锂离子电池技术领域，设置于锂离子电池外围，包括设置在锂离子电池外侧面的带孔导热金属层，所述带孔导热金属层的外侧依次为导热阻燃层及外导热层，且带孔导热金属层与导热阻燃层之间通过低熔点导热金属连接，导热阻燃层内存有流体阻燃材料；锂离子电池正常工作时，导热材料为其提供良好的散热通道；锂离子电池燃爆时，带孔导热金属层与导热阻燃层之间的低熔点导热金属熔化后，流体阻燃材料流至锂离子电池表面，阻止锂离子电池进一步燃烧；流体阻燃材料流出来后，其在导热阻燃层中原来的位置形成隔热空气层，阻止热量从锂离子电池传递到最外层，防止外导热层高温造成损失或伤害。技术研发人员：付青受保护的技术使用者：中山大学技术研发日：技术公布日：2024/7/29