一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，該結構包括：外殼、底座和繼電器；底座的正極端子和負極端子之間設置鋰離子電池，其改進之處在于，繼電器包括溫度傳感器和信號線，溫度傳感器與鋰離子電池連接；正極端子和負極端子分別與正極連接線和負極連接線連接，繼電器與正極連接線連接。和現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，結構簡單，易于實現(xiàn)，主動防護，能夠及時、快速、有效的進行電路切斷，同時排放惰性氣體進行隔離，防止鋰離子電池因高溫爆炸、燃燒，顯著提高鋰離子電池的安全性。
【專利說明】—種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種安全防護結構，具體涉及一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構。
【背景技術】
[0002]隨著微電子技術的發(fā)展，小型化的設備日益增多，對電源提出了很高的要求。鋰電池憑借著其在諸多方面卓越的性能被人們廣泛的應用于很多方面，例如手機、掌上電腦、筆記本電腦、電動工具、電動車、路燈備用電源、航行燈、攝像機、照相機、家用小電器甚至軍事裝備及衛(wèi)星上。鋰電池也被人們稱之為“最有應用前途的化學電源”，甚至稱為“極限電池”或“最后一代電池”。
[0003]另外，從環(huán)境保護角度來講，由于鉛酸蓄電池等電池原材料的鎘、汞、鉛等元素的存在，世界環(huán)境保護組織早已把這種電池中的這些物質列為有害物質，基于此鋰電池完全可以稱得上是“綠色”電池。
[0004]鋰離子電池的出現(xiàn)及其后來的不斷改進和完善，帶動了相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如移動電話、掌上電腦、照相機、筆記本電腦、以及其他小型便攜式電動器械的迅速發(fā)展。特別是便攜式用電器具的迅速增長，為鋰離子電池的應用開拓了廣闊的前景。目前，這些產(chǎn)品的所使用的電池中60%以上都是鋰離子電池。
[0005]目前電動汽車上應用最廣泛的是鉛酸蓄電池，隨著電動汽車技術的發(fā)展，除環(huán)保角度考慮外，由于鉛酸蓄電池能量密度較低，充電速度較慢，壽命較短等諸多弊端，被其他更加優(yōu)秀的蓄電池所取代是大勢所趨。
[0006]新研發(fā)的電源主要有鈉硫電池、鎳鎘電池、鋰電池、燃料電池、飛輪電池等，這些新型電源的應用，為電動汽車的發(fā)展開辟了更加廣闊的前景。
[0007]隨著環(huán)保要求的不斷提高，國內(nèi)外很多大公司都加緊了對電動汽車的研究。而對電動汽車的研究中最重要的就是對電源的研究。其中大型、大功率鎳氫蓄電池、大型鋰離子電池和大型超級電容器都先后成為電動汽車的重要動力源。人們根據(jù)鋰離子電池體積小、重量輕、能量大的獨特優(yōu)點，把它作為了未來電動汽車用輕型高能動力電池的首選電源。就目前來看，人們對鋰離子電池的前景最為看好，可見，對鋰電池研究還是有很大發(fā)展空間的。
[0008]經(jīng)過幾年對鋰離子電池更為深入的研究，現(xiàn)在也已取得了較大的進步。特別是本世紀以來，大型鋰離子蓄電池開始應用于純電動汽車與混合動力車。這些電動車都有著廣闊的發(fā)展前景，由于電動車的蓬勃發(fā)展，也就促進了鋰離子電池技術的發(fā)展。
[0009]同任何事物度具有兩面性一樣鋰離子電池也不例外，并非盡善盡美，它還存在一些缺點，例如成本還比較高，低溫時放電率也還不高。隨著制備工藝的不斷改進，鋰離子電池的優(yōu)勢會日益明顯。
[0010]本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)鋰離子電池在高溫時容易發(fā)生氧化還原反應，析出金屬鋰，在殼體破裂的情況下與空氣直接接觸會導致燃燒，同時引燃電解液，發(fā)生強烈火焰，氣體急速膨脹，發(fā)生爆炸。
[0011]本發(fā)明人經(jīng)長期觀察、研究發(fā)現(xiàn)，設計了一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，可以有效防止鋰離子電池的爆炸、燃燒。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明的目的是提供一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，可以主動防護，及時、快速、有效的切斷電路降低電池溫度，同時排放惰性氣體將電池進行隔離，防止鋰離子電池因高溫爆炸、燃燒。
[0013]本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的:
[0014]本發(fā)明提供的一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，所述結構包括:外殼2、底座6和繼電器12 ;所述底座6的正極端子7和負極端子8之間設置鋰離子電池1，其改進之處在于，所述繼電器12包括溫度傳感器13和信號線14，所述溫度傳感器13與所述鋰離子電池I連接；所述正極端子7和負極端子8分別與正極連接線10和負極連接線11連接，所述繼電器12與所述正極連接線10連接。
[0015]其中，所述外殼2為Ω型，頂部設有進氣口 4和排氣口 5，底部設有安裝孔3。
[0016]其中，所述底座6設有與所述安裝孔3相匹配的安裝孔3’。
[0017]其中，所述外殼2與所述底座6通過螺栓連接。
[0018]其中，所述繼電器12與所述正極連接線10連接，并導出正極連出線15。
[0019]其中，所述正極連出線15和負極連接線11與外部電路連接。
[0020]其中，所述鋰離子電池I為圓柱形，其兩端為正、負極。
[0021]其中，所述溫度傳感器13通過所述底座6的孔9固定設置在所述鋰離子電池I上，所述孔9位于所述正極端子7和負極端子8的中心軸線的一側。
[0022]其中，所述繼電器12通過所述溫度傳感器13控制電路閉合或斷開。
[0023]其中，所述信號線14通過所述溫度傳感器13控制，發(fā)出向所述外殼2內(nèi)排放惰性氣體的指令。
[0024]與現(xiàn)有技術比，本發(fā)明達到的有益效果是:
[0025]1、本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，結構簡單，易于實現(xiàn)。
[0026]2、本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，可以有效避免外部對電池造成傷害。
[0027]3、本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，主動防護，能夠及時、快速、有效的進行電路切斷。
[0028]4、本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，可以排放惰性氣體將鋰離子電池進行有效隔離。
[0029]5、本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，防止鋰離子電池因高溫爆炸、燃燒，顯著提高鋰離子電池的安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是:本發(fā)明提供的鋰離子電池結構示意圖；
[0031]圖2是:本發(fā)明提供的外殼結構示意圖；[0032]圖3是:本發(fā)明提供的外殼仰視圖；
[0033]圖4是:本發(fā)明提供的外殼側視剖視圖；
[0034]圖5是:本發(fā)明提供的底座結構示意圖；
[0035]圖6是:本發(fā)明提供的底座側視圖；
[0036]圖7是:本發(fā)明提供的繼電器結構示意圖；
[0037]圖8是:本發(fā)明提供的繼電器側視圖；
[0038]圖9是:本發(fā)明提供的鋰離子電池、底座、繼電器裝配結構正視圖；
[0039]圖10是:本發(fā)明提供的鋰離子電池、底座、繼電器裝配結構側視圖；
[0040]圖11是:本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構總裝結構示意圖；
[0041]圖12是:本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構總裝結構正視圖；
[0042]圖13是:本發(fā)明提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構總裝結構側視圖；
[0043]其中:1、鋰離子電池；2、外殼；3、安裝孔；3’、安裝孔；4、進氣口 ；5、排氣口 ；6、底座；7、正極端子；8、負極端子；9、孔；10、正極連接線；11、負極連接線；12、繼電器；13、溫度傳感器；14、信號線；15、正極接出線。
【具體實施方式】
[0044]下面結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0045]本實施例以用于鋰離子電池的雙重安全防護結構為例，如圖1至圖13所示，本發(fā)明實施例提供的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構包括:鋰離子電池1、外殼2、安裝孔
3、安裝孔3’、進氣口 4、排氣口 5、底座6、正極端子7、負極端子8、孔9、正極連接線10、負極連接線11、繼電器12、溫度傳感器13、信號線14、正極接出線15。
[0046]其中，鋰離子電池I為圓柱形，其兩端分別為正極和負極，見附圖1。
[0047]外殼2為Ω形，內(nèi)部中空，頂部設有進氣口 4和排氣口 5，底部設有安裝孔3，見附圖2至附圖4。
[0048]底座6為一長方形平板，依次設有正極端子7、9和負極端子8，正極端子7和負極端子8相對設置在同一軸線上，孔9設置在軸線的一側，正極端子7和負極端子8之間設置鋰離子電池I并固定于底座6上；正極連接線10和負極連接線11分別與正極端子7和負極端子8連接，并且從底座6的背面導出；負極連接線11與外部電路連接，正極連接線10與繼電器12連接；孔9的直徑大小約為1.5mm,底座6設有與外殼2相匹配的安裝孔3’，其直徑大小約為8_，通過螺栓與外殼2連接，見附圖5至附圖13。
[0049]繼電器12固定在底座6的背面，其上設有溫度傳感器13和信號線14，溫度傳感器13穿過孔9固定在鋰離子電池I的表面，監(jiān)測鋰離子電池I的溫度變化；繼電器12的一端導入正極連接線10，另一端導出與外部電路相接的正極連出線15 ;當溫度傳感器13監(jiān)測到鋰離子電池I的溫度達到預設危險溫度時，對繼電器12和信號線14發(fā)出指令，繼電器12斷開正極連接線10與正極連出線15的連接，同時信號線14發(fā)出指令向外殼2內(nèi)排放惰性氣體，將鋰離子電池I進行隔離；當鋰離子電池I溫度降低并達到安全工作溫度要求時，繼電器12閉合電路，信號線14發(fā)出指令將外殼2內(nèi)的惰性氣體抽出，使電池正常工作。這樣可以有效防止鋰離子電池I的爆炸、燃燒，從而達到保護鋰離子電池I的目的。
[0050]最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】進行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應涵蓋在本發(fā)明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，所述結構包括:外殼(2)、底座(6)和繼電器(12);所述底座(6)的正極端子(7)和負極端子(8)之間設置鋰離子電池(1)，其特征在于，所述繼電器(12)包括溫度傳感器(13)和信號線(14)，所述溫度傳感器(13)與所述鋰離子電池(I)連接；所述正極端子(7)和負極端子(8)分別與正極連接線(10)和負極連接線(11)連接，所述繼電器(12 )與所述正極連接線(10 )連接。
2.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述外殼(2)為Ω型，頂部設有進氣口(4)和排氣口(5)，底部設有安裝孔(3)。
3.如權利要求2所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述底座(6)設有與所述安裝孔(3)相匹配的安裝孔(3’)。
4.如權利要求3所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述外殼(2 )與所述底座(6 )通過螺栓連接。
5.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述繼電器(12)與所述正極連接線(10)連接，并導出正極連出線(15)。
6.如權利要求5所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述正極連出線(15)和負極連接線(11)與外部電路連接。
7.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述鋰離子電池(I)為圓柱形，其兩端為正、負極。
8.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述溫度傳感器(13 )通過所述底座(6 )的孔(9 )固定設置在所述鋰離子電池(I)上，所述孔(9 )位于所述正極端子(7 )和負極端子(8 )的中心軸線的一側。
9.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述繼電器(12)通過所述溫度傳感器(13)控制電路閉合或斷開。
10.如權利要求1所述的用于鋰離子電池的雙重安全防護結構，其特征在于，所述信號線(14)通過所述溫度傳感器(13)控制，發(fā)出向所述外殼(2)內(nèi)排放惰性氣體的指令。
【文檔編號】H01M10/65GK103500857SQ201310452345
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權日:2013年9月27日
【發(fā)明者】楊凱, 王麗娜, 劉皓, 王松岑, 李大賀, 高飛, 胡晨, 惠東, 來小康 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院