一种高安全性耐高温电池组的制作方法

本发明属于电池技术领域，特别是涉及一种高安全性耐高温电池组。

背景技术：

现有的电池组组合方式，尤其是采用圆柱型单体电池的电池组，一般的结构形式是：采用聚丙烯等塑料等绝缘材料作为端板，两个端板将若干个电池夹持，再通过拉杆等零件将端板拉紧从而得到结构稳定的电池组。

当采用此种结构时，若电池组中个别单体电池发生内短路等故障时，该单体将产生高温，聚丙烯等塑料材质制作的端板在高温下会发生软化、变形，最终其夹持作用会失效，电池组结构垮塌，造成电池组内各单体电池直接接触，极易发生外部短路，引发更大的事故。

目前，现有技术未解决聚丙烯等塑料材质的端板在高温下软化、变形等问题，需要一种新型电池组结构，即使在电池组中个别单体电池失效时电池组结构也不会坍塌、并保证单体电池不会发生外部短路等问题。

技术实现要素：

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种高安全性耐高温电池组。

本发明的目的是提供一种具有极高的安全性，耐高温，结构稳定，双保护，灭火性能优良，且组装方便，成本低廉，适用范围广等特点的安全性耐高温电池组。

本发明电池组的组合结构包括单体电池、端板、绝缘环、拉杆。绝缘环嵌入端板上的孔中，单体电池端部嵌入绝缘环中，绝缘环在端板和单体电池之间起绝缘和定位作用。

本发明高安全性耐高温电池组所采取的技术方案是：

一种高安全性耐高温电池组，其特点是：高安全性耐高温电池组包括单体电池、端板、绝缘环、拉杆，绝缘环嵌入端板上的孔中，单体电池端部嵌入绝缘环中，绝缘环在端板和单体电池之间起绝缘和定位作用，拉杆连接紧固端单体电池两端的板，单体电池连接形成电池组。

本发明高安全性耐高温电池组还可以采用如下技术方案：

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：端板材质为铝合金、钛合金、镁合金、铜合金或不锈钢。

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：端板材质为金属，在金属表面采用阳极氧化、煮黑、涂覆涂层措施获得绝缘层。

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：绝缘环材质为塑料或陶瓷。

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：绝缘环材质为聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚砜、聚苯硫醚或玻璃钢。

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：端板表面附着有灭火剂胶囊，胶囊材料为热熔胶。

所述的高安全性耐高温电池组，其特点是：灭火剂材料为粒径小于20μm的磷酸二氢铵超细粉、硫酸铵超细粉和氯化钠超细粉的混合物。

本发明具有的优点和积极效果是：

高安全性耐高温电池组由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明由于采用了金属材质作为端板，本发明所述的电池组具有非常优秀的结构稳定性。由于金属端板采用阳极氧化、煮黑、涂覆涂层等措施获得了绝缘层，并且在电池和端板之间设计有材质为塑料或陶瓷等材料的绝缘环，这样在电池和端板之间就有了两道绝缘保护措施，使得电池不会与金属端板之间形成短路。

当电池组在高温环境下工作时或当有个别单体内短路时造成该单体电池温度急剧升高时，由于采用了金属材质的端板、端板表面采用了阳极氧化、煮黑、涂覆涂层等措施获得了绝缘层、并且单体电池盒端板之间的绝缘环使用的是软化温度较高的绝缘材料，因此，电池组整体结构不会发生变形、坍塌，电池组中各单体电池仍然保持相对孤立的状态，极大降低了由于结构坍塌引起的单体电池外部短路的可能性。

当某只单体电池温度升高时，热量可以通过金属端板迅速传导到灭火剂胶囊，当温度超过灭火剂胶囊材料的软化点后，胶囊软化破裂，释放出粒径小于20μm的磷酸二氢铵超细粉、硫酸铵超细粉、氯化钠超细粉的混合物，磷酸二氢铵作为干粉灭火剂的主要成分，具有非常好的灭火性能，其吸收热量分解出氨和磷酸，随后生成P₂0₅。这一系列过程都是吸热反应，能够很好地降低电池组体系的温度；当有个别电池发生燃烧反应时，温度升高很快，灭火剂分解产物能够大量减少燃烧反应产生的自由基，降低燃烧反应速率，当自由基减少速率大于燃烧反应生成的速率时，链式燃烧反应被终止，火焰熄灭。

因此，本发明电池组具有极高的安全性。

附图说明

图1是本发明高安全性耐高温电池组结构示意图；

图2是本发明电池组结构剖面结构示意图；

图3是绝缘圈剖面结构示意图；

图4是灭火剂胶囊剖面结构示意图。

图中，1.单体电池、2.拉杆、3.端板、4.绝缘环、5.连接条、6.连接条螺钉、7.拉杆螺钉、8.灭火剂胶囊。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参阅附图1至图4。

实施例1

一种高安全性耐高温电池组，包括单体电池、端板、绝缘环、拉杆，绝缘环嵌入端板上的孔中，单体电池端部嵌入绝缘环中，绝缘环在端板和单体电池之间起绝缘和定位作用，拉杆连接紧固端单体电池两端的板，单体电池连接形成电池组。端板材质为铜合金，在铜合金表面采用阳极氧化、煮黑、涂覆涂层措施获得绝缘层。

绝缘环材质为塑料或陶瓷。绝缘环材质采用聚酰亚胺或聚醚醚酮。端板表面附着有灭火剂胶囊，胶囊材料为热熔胶。灭火剂材料为粒径小于20μm的磷酸二氢铵超细粉、硫酸铵超细粉和氯化钠超细粉的混合物。

本实施例具体实施过程：

一个由12只锂离子单体电池串联组成的锂电池组。电池组由如下几部分组成(如图1所示)：单体电池1、拉杆2、端板3、绝缘环4、连接条5、连接条螺钉6、拉杆螺钉7和灭火剂胶囊8。

1.单体电池：数量12个，容量为18Ah，正极材料为钴酸锂，负极活性物质为石墨，尺寸为Φ35mm×200mm。

2.拉杆：材质为不锈钢，两端以拉杆螺钉拉紧。

3.端板：材质为铝合金，牌号为2A12，表面采用阳极氧化，端板上有直径为34mm的孔。

4.绝缘环：材质为聚酰亚胺，绝缘环双面孔径不同，一面孔径为30mm，该面的外径为34mm；另一面孔径为35mm，外径为37mm。

5.连接条：材质为紫铜，厚度1mm。

6.连接条螺钉：材质为黄铜，M6六角螺钉。

7.拉杆螺钉：材质为不锈钢，M6六角螺钉。

8.灭火剂胶囊：外层为热熔胶，内部为灭火剂超细粉，灭火剂材料为粒径小于20μm的磷酸二氢铵超细粉、硫酸铵超细粉、氯化钠超细粉的混合物，配比为磷酸二氢铵超细粉:硫酸铵超细粉:氯化钠超细粉＝2:1:1。

电池组的装配：

将一个单体电池的正负极两端分别插入一个绝缘环35mm孔径的一面；将绝缘环外径为34mm的一端插入端板的孔中。按同样的方法安装其他11只单体电池。同时保证单体电池的正负极端交错排列。

将另一个端板安装在单体电池的另一侧。

将四根拉杆分别插入两个端板的八个孔中，并用拉杆螺钉拉紧。

安装连接条使单体电池的组合方式为12只单体通过连接条串联。

将灭火剂胶囊外层部分熔化并粘贴于电池端板。

本实施例具有所述的极高的安全性，耐高温，结构稳定，双保护，灭火性能优良，且组装方便，成本低廉，适用范围广等积极效果。