本實(shí)用新型涉及一種具有防爆功能的鋰電池包，屬于鋰電池安全以及新能源儲能技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程加快，一系列的環(huán)境問題相繼浮出水面，能源危機(jī)和環(huán)境污染也已成為制約我國發(fā)展的重要矛盾，因此，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，推動儲能技術(shù)創(chuàng)新已經(jīng)成為國家重點(diǎn)發(fā)展戰(zhàn)略。鋰離子電池是儲能領(lǐng)域最重要的技術(shù)之一，在光伏發(fā)電以及電動汽車領(lǐng)域均有廣泛的應(yīng)用。

市面現(xiàn)有的鋰電池主要有磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈷酸鋰電池等，工作時(shí)采用的散熱方式主要是空氣冷卻，然而空氣的對流換熱系數(shù)較小，換熱效果不明顯，鋰電池在充放電過程中會因電化學(xué)反應(yīng)以及物質(zhì)傳遞產(chǎn)生熱量，如果這些熱量未及時(shí)排出而大量累積，會進(jìn)一步造成電池溫度上升，反應(yīng)加快，影響電池壽命，一旦遇到某個電芯溫度急劇上升的情況，無法保證電池組整體的安全。除此之外，部分鋰電池(如三元鋰電池)如內(nèi)部短路，正極材料遇水或者發(fā)生嚴(yán)重?cái)D壓變形，會產(chǎn)生明火，更嚴(yán)重地，可能會引發(fā)熱失控，最終導(dǎo)致電池劇烈燃燒甚至造成電池組連環(huán)爆炸。

提高鋰電池包的安全性，可以通過改善電池包材料的力學(xué)性能和阻燃性能來實(shí)現(xiàn)。李軒科(CN 103073836A)和易靜(易靜.瀝青基炭纖維ABS/樹脂導(dǎo)熱復(fù)合材料的制備研究[D].武漢科技大學(xué),2013.)等人制備了一系列一維碳纖維/高分子復(fù)合材料并研究了復(fù)合材料的導(dǎo)熱性能及抗沖擊性能，在此基礎(chǔ)上，胡妞(胡妞,李布楠,高本征.炭纖維/樹脂復(fù)合材料導(dǎo)熱性能的數(shù)值模擬[J].當(dāng)代化工,2014,43(12):2636-2639.)等人計(jì)算了一維碳纖維/環(huán)氧樹脂界面熱阻的大小，結(jié)果表明，上述復(fù)合材料在特定方向上具有出色 的室溫?zé)釋?dǎo)率及抗沖擊強(qiáng)度。由于這些獨(dú)特的性質(zhì)，將上述復(fù)合材料用在鋰電池包內(nèi)部，既可以使熱量沿一定路線定向傳導(dǎo)，又能保證電池結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，然而現(xiàn)有文獻(xiàn)中并未見到這種復(fù)合材料在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于，克服現(xiàn)有鋰電池包散熱困難，整體機(jī)械強(qiáng)度不足，難以同時(shí)做到防水和透氣的缺點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種鋰電池包，包括外殼蓋子、殼體、電池架、分流器、電池電路保護(hù)板、熱電偶、采樣線、通信線和動力線，所述電池架用于固定電芯，所述電芯通過動力線連接為電池組，所述電池組的正極通過動力線引至所述電池包的正極端子，所述電池組的負(fù)極通過動力線與分流器一極連接，所述分流器的另一極通過導(dǎo)線引致電池包的負(fù)極端子，所述電池電路保護(hù)板通過采樣線與電芯、分流器以及熱電偶相連，負(fù)責(zé)監(jiān)測電芯及分流器的電壓和溫度，并通過通信線將采集數(shù)據(jù)傳至電池包外。

優(yōu)選地，所述電芯為磷酸鐵鋰電芯、鈷酸鋰電芯、三元鋰電芯或聚合物鋰電芯。

優(yōu)選地，所述電池架為一維碳纖維改性阻燃高分子復(fù)合材料。

優(yōu)選地，所述高分子復(fù)合材料的基體為阻燃環(huán)氧樹脂或阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。

優(yōu)選地，所述外殼殼體為阻燃PC合金和/或阻燃ABS合金。

優(yōu)選地，所述一維碳纖維為表面活化處理的瀝青碳纖維。

優(yōu)選地，所述一維碳纖維伸展取向一致。

優(yōu)選地，所述電池架設(shè)置有圓形空隙和\或星形空隙。

優(yōu)選地，所述空隙的排布方向與碳纖維伸展方向相同。

優(yōu)選地，所述殼體頂部設(shè)置有防水通風(fēng)的凹槽結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型提供的鋰電池包，具有優(yōu)異的散熱性能，可以通過碳纖維導(dǎo)路將電芯充放電過程中產(chǎn)生的熱量定向散發(fā)至電池包外部，杜絕因熱量累積帶 來的安全隱患，并能保證一旦某個電芯過熱甚至爆炸后釋放的大量熱不影響周圍電芯的工作環(huán)境，除此之外，所述鋰電池包機(jī)械性能良好，可耐受電芯爆炸產(chǎn)生的沖擊，阻燃性好，能避免電芯著火而引起的鋰電池包整體燃燒。所述鋰電池包殼體頂部特殊的凹槽結(jié)構(gòu)既可防水又不會妨礙電池包內(nèi)部熱空氣向外對流。本實(shí)用新型工藝簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕，在光伏發(fā)電以及電動汽車等新能源儲能技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種鋰電池包結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1所示鋰電池包的殼體與電池架的配合示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。

如圖1和圖2所示，鋰電池包包括外殼蓋子1、殼體2、電池架3、分流器、電池電路保護(hù)板、熱電偶、采樣線、通信線4和動力線，所述電池架3用于固定電芯，本實(shí)施例中的電芯為磷酸鐵鋰電芯、鈷酸鋰電芯、三元鋰電芯或聚合物鋰電芯，所述電芯通過動力線連接為電池組，電池組的正極通過動力線引至所述電池組的正極端子21，電池組的負(fù)極通過動力線與分流器一極連接，分流器的另一極通過導(dǎo)線引致電池包的負(fù)極端子22，所述電池電路保護(hù)板通過采樣線與電芯、分流器以及熱電偶相連，負(fù)責(zé)監(jiān)測電芯及分流器的電壓和溫度，并通過通信線4將采集數(shù)據(jù)傳至電池包外。

本實(shí)施例中的電池架3設(shè)置有圓形空隙和\或星形空隙，電池架3的材料為一維碳纖維改性阻燃高分子復(fù)合材料，其中一維碳纖維31為表面活化處理的瀝青碳纖維，一維碳纖維伸展取向一致。高分子復(fù)合材料的基體32為環(huán)氧樹脂或阻燃ABS。

本實(shí)施例中的殼體2的材料為阻燃PC合金和/或阻燃ABS合金，殼體2 上部設(shè)置有凹槽，凹槽底端有合頁鏈接。

本實(shí)施例中的電池架3設(shè)置有空隙，所述空隙的排布方向與碳纖維伸展方向相同。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的鋰電池包的工作過程為：鋰電池充放電過程會產(chǎn)生熱量，由于高分子復(fù)合材料的基體32的熱導(dǎo)率小，碳纖維增強(qiáng)相31的軸向熱導(dǎo)率大，因此鋰電池產(chǎn)生的熱量會通過電池架3內(nèi)部的碳纖維31軸向經(jīng)電池殼流出電池外部，而沿徑向流動比較困難，且由于星形空隙的存在，電芯之間熱量的交互流動現(xiàn)象進(jìn)一步減弱，避免了因熱量累積帶來的安全隱患，同時(shí)，一旦某電芯因熱失控而燃燒甚至爆炸，具有阻燃性的電池架3會在第一時(shí)間將火焰熄滅，并且減弱爆炸膨脹對其它鋰電池造成的沖擊，保證電池組其它部分的安全運(yùn)行，以此降低電池爆炸帶來的危害。外殼蓋子1的凹槽在電池包涉水時(shí)可以起到防水作用，而電池包內(nèi)部溫度上升時(shí)，熱空氣可通過凹槽排除包外。

以上對本實(shí)用新型所提供的一種電池包進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做了進(jìn)一步闡述，必須指出，以上實(shí)施例的說明不用于限制而只是用于幫助理解本實(shí)用新型的核心思想，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，對本實(shí)用新型進(jìn)行的任何改進(jìn)以及與本產(chǎn)品等同的替代方案，也屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。