一種設(shè)有氣動式防脹氣自動補液裝置的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種設(shè)有氣動式防脹氣自動補液裝置的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對環(huán)保意識的逐漸加強以及全球石油的不可再生性，新能源交通工具的開發(fā)越來越普及，尤其是電動交通工具得到了極大的發(fā)展。
[0003]鋰離子電池作為動力電池，與傳統(tǒng)的電池相比，具有循環(huán)性能優(yōu)異、循環(huán)壽命長等突出的優(yōu)點，但是鋰離子電池在實際應(yīng)用過程中，在高溫環(huán)境下容易產(chǎn)生脹氣，而且在脹氣過程中會消耗大量的電解液，進而影響電池的倍率性能和循環(huán)性能，若作為動力電池，最起碼的安全性能不能夠得到保障，極大地制約了其實際應(yīng)用。為了解決這一問題，相關(guān)領(lǐng)域人員采用了材料包覆、電解液配方改善、電池化成工藝改進等方法防止鋰離子電池產(chǎn)生脹氣，雖然在一定程度上取得了改進及優(yōu)化，但是仍然不能完全使其不發(fā)生脹氣情況。
[0004]既然在短時間內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)還不能實現(xiàn)鋰離子電池完全不發(fā)生脹氣情況，我們不妨從如何避免因電池脹氣而引發(fā)安全事故的角度來解決這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種設(shè)有氣動式防脹氣自動補液裝置的鋰離子電池，該鋰離子電池能夠有效解決因電池脹氣引發(fā)的安全隱患以及能夠及時自動補充電解液。
[0006]本發(fā)明的具體技術(shù)方案為:一種設(shè)有氣動式防脹氣自動補液裝置的鋰離子電池，包括電池殼體、電池頂蓋板、正極柱、負極柱以及設(shè)于所述電池殼體內(nèi)部且由正極片、負極片、隔膜和電解液組成的電芯，電池殼體內(nèi)部分為三個腔室，所述三個腔室自電池頂部由下往上分別為電芯腔、備用電解液腔以及氣體緩沖腔，所述備用電解液腔內(nèi)裝有備用電解液，其中分隔所述電芯腔與備用電解液腔的為固定隔板，分隔備用電解液腔與氣體緩沖腔的為氣動彈性薄膜，所述固定隔板上設(shè)有連通電芯腔與備用電解液腔的單向閥A，所述固定隔板和氣動彈性薄膜上設(shè)有連通電芯腔與氣體緩沖腔的單向閥B，所述單向閥A的流通方向為由備用電解液腔流向電芯腔，所述單向閥B貫穿備用電解液腔且其流通方向為由電芯腔流向氣體緩沖腔，單向閥B與固定隔板為固定連接，單向閥B與氣動彈性薄膜為活動連接；所述電池頂蓋板上設(shè)有連通電芯腔與電池外部的單向排氣閥，位于固定隔板底部的單向閥A與單向排氣閥進氣口處均設(shè)有透氣吸濕層。
[0007]當鋰離子電池的電解液被消耗，內(nèi)部產(chǎn)生脹氣時，電芯腔的壓強突然增大，脹氣分別通過單向閥B和單向排氣閥流向氣體緩沖腔和電池外部。由此，氣體緩沖腔內(nèi)的壓強逐漸增大，電芯腔的壓強逐漸變小，當壓強到達一定程度時，單向閥B兩端的壓強相等，電芯腔的脹氣不再流向氣體緩沖腔，只從單向排氣閥排出電池外界，電芯腔的壓強再次逐漸變小，此時，氣體緩沖腔的氣體克服氣動彈性薄膜的阻力，使得氣動彈性薄膜向下凹陷，備用電解液腔受到擠壓，備用電解液通過單向閥A流入電芯腔，最終實現(xiàn)自動對電芯腔的電解液進行補充，而同時電芯腔的脹氣也被排除，內(nèi)部壓強變小，避免了電池的爆炸。
[0008]作為優(yōu)選，所述備用電解液腔的側(cè)壁設(shè)有手動開關(guān)式注液孔。當備用電解液室的電解液用盡時，可通過注液孔添加備用電解液。
[0009]作為優(yōu)選，所述氣體緩沖腔的頂部設(shè)有手動開關(guān)式排氣孔。當氣體緩沖腔的壓強過大時，通過開啟手動開關(guān)式排氣孔，可防止電池因嚴重脹氣而爆炸。
[0010]作為優(yōu)選，位于所述備用電解液腔和氣體緩沖腔之間的正極柱外壁和負極柱外壁上均設(shè)有絕緣套。絕緣套的設(shè)置能夠防止正極柱和負極柱與備用電解液和脹氣接觸。
[0011]作為優(yōu)選，所述的正極柱、負極柱、單向閥B、單向排氣閥與氣動彈性薄膜的連接處設(shè)有O型密封圈。
[0012]作為優(yōu)選，所述備用電解液腔的備用電解液中含有氣體消除劑。氣體消除劑可以減小電芯后續(xù)脹氣的產(chǎn)生。
[0013]作為優(yōu)選，所述單向閥A、單向閥B與單向排氣閥均設(shè)有最小開啟壓力值。對單向閥A、單向閥B與單向排氣閥設(shè)置合理的最小開啟壓力值，能夠更加有效地排除電池的脹氣和對電芯腔進行補液。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)對比，本發(fā)明的有益效果是:通過在電池殼體內(nèi)設(shè)置氣動式防脹氣自動補液裝置，能夠有效地防止鋰離子電池因脹氣而引發(fā)的安全事故，提高了電池的安全性能；此外，備用電解液的設(shè)置可以自動及時地向電芯腔內(nèi)補充電解液，保障了鋰離子電池的循環(huán)性能和倍率性能。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標記為:電池殼體1、電池頂蓋板2、正極柱3、負極柱4、電芯腔11、備用電解液腔12、氣體緩沖腔13、固定隔板14、氣動彈性薄膜15、單向閥A 16、單向閥B 17、單向排氣閥18、透氣保濕膜19、手動開關(guān)式注液孔20、手動開關(guān)式排氣孔21、絕緣套22、O型密封圈23。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步的描述。
[0018]實施例1
如圖1所示:一種設(shè)有氣動式防脹氣自動補液裝置的鋰離子電池，包括電池殼體1、電池頂蓋板2、正極柱3、負極柱4以及設(shè)于所述電池殼體內(nèi)部且由正極片、負極片、隔膜和電解液組成的電芯，電池殼體內(nèi)部分為三個腔室，所述三個腔室自電池頂部由下往上分別為電芯腔11、備用電解液腔12以及氣體緩沖腔13，所述備用電解液腔內(nèi)裝有備用電解液，備用電解液腔的備用電解液中含有氣體消除劑。位于所述備用電解液腔和氣體緩沖腔之間的正極柱外壁和負極柱外壁上均設(shè)有絕緣套22。分隔所述電芯腔與備用電解液腔的為固定隔板14，分隔備用電解液腔與氣體緩沖腔的為氣動彈性薄膜15，所述固定隔板上設(shè)有連通電芯腔與備用電解液腔的單向閥A16，所述固定隔板和氣動彈性薄膜上設(shè)有連通電芯腔與氣體緩沖腔的單向閥B17，所述單向閥A的流通方向為由備用電解液腔流向電芯腔，所述單向閥B貫穿備用電解液腔且其流通方向為由電芯腔流向氣體緩沖腔，單向閥B與固定隔板為固定連接，單向閥B與氣動彈性薄膜為活動連接；所述電池頂蓋板上設(shè)有連通電芯腔與電池外部的單向排氣閥18，位于固定隔板底部的單向閥A與單向排氣閥進氣口處均設(shè)有透氣吸濕層19。所述的正極柱、負極柱、單向閥B、單向排氣閥