用于防止电池爆炸的胶囊式灭火装置及具有其的电池的制作方法

[0001]
本发明涉及一种用于防止电池爆炸的胶囊式灭火装置及具有其的电池。


背景技术：

[0002]
近年来，电动汽车、储能电池、机器人、卫星等的发展，推动了可重复充放电的高性能二次电池的研究。此外，人们还正在积极研发通过并联或串联多个二次电池来提高容量和输出功率的电池组。
[0003]
由于过度充电和过电流，高性能和大容量的电池组存在着火灾和爆炸的风险。为了检测火灾和爆炸的潜在风险，电池组使用温度传感器、电流传感器、电压传感器等。此外，为了在探测到火灾时灭火，灭火器与电池组分开安装。然而，当分开安装灭火器与电池组时，由于安装程序比较复杂，因此难以检测到此类潜在风险和火灾。另外，一旦电池爆炸起火，可能会造成很大的损失，因此，对在电池发生火灾和爆炸之前的初始状态下可防止发生火灾和爆炸的灭火器的需求越来越大。
[0004]
因此，人们开始关注一种灭火装置，其可以简单地安装在电池中，并可以防止电池受热膨胀而导致发生火灾或爆炸。
[0005]
上述描述已经在构思本公开的过程中被发明人所拥有或获取，并且，不一定是在提出本申请之前公知的技术。


技术实现要素：

[0006]
要解决的技术问题
[0007]
实施例的目的在于提供一种用于防止电池爆炸的胶囊式灭火装置及具有其的电池。
[0008]
在实施例中要解决的问题并不限于上述问题，本领域技术人员可以从下面的描述中清楚地理解本文未提及的其他问题。
[0009]
解决问题的技术方法
[0010]
下面描述根据实施例的胶囊式灭火装置。
[0011]
用于防止电池爆炸的胶囊式灭火装置包括：灭火胶囊，其具有被配置为通过在其内部因外部热而膨胀和爆炸并被释放到外部来进行灭火的灭火材料；固定构件，其将所述灭火胶囊固定到电池；以及强制排气部，其被设置在所述灭火胶囊的一侧，并破坏所述灭火胶囊和所述电池中的至少任一侧。
[0012]
根据一侧，所述强制排气部可以由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，所述双金属的形状因电信号或热而变形。
[0013]
根据一侧，所述强制排气部包括：支撑框架，其由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，所述双金属的形状因电信号或热而变形；以及突出部，其从所述支撑框架的至少一侧突出形成，当所述支撑框架因电信号或热而变形时，可以向所述灭火胶囊及所述电池中的至少任一侧施加压力。所述强制排气部还可以包括弹性支撑
部，其用于弹性支撑所述支撑框架。所述强制排气部可以被布置在所述灭火胶囊的内部或所述灭火胶囊的外侧。并且，所述强制排气部也可以被布置在所述灭火胶囊与所述电池之间。并且，所述强制排气部的所述突出部可以被布置在两个方向上，以使破坏所述灭火胶囊及所述电池。或者，所述强制排气部可以被插入在所述固定构件中，以被配置在所述灭火胶囊与所述电池之间。
[0014]
根据一侧，所述固定构件包括金属或聚合物，并可以由不易燃及难燃性材料构成。
[0015]
根据另一实施例，具有胶囊式灭火装置的电池包括：多个单元电池 (cell)；以及胶囊式灭火装置，其被设置在每个所述单元电池中，所述胶囊式灭火装置包括：多个灭火胶囊，其具有被配置为通过在其内部因外部热而膨胀和爆炸并被释放到外部来进行灭火的灭火材料；以及强制排气部，其被设置在每个所述灭火胶囊的一侧，并破坏所述灭火胶囊和所述单元电池中的至少任一侧。
[0016]
根据一侧，还包括连接到每个所述灭火胶囊的供给管，所述供给管也可以设有所述强制排气部。
[0017]
根据一侧，所述强制排气部可以由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，所述双金属的形状因电信号或热而变形。所述强制排气部可以包括：支撑框架，其由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，所述双金属的形状因电信号或热而变形；以及突出部，其从所述支撑框架的至少一侧突出形成。
[0018]
根据一侧，所述强制排气部可以被布置在所述灭火胶囊的内部或所述灭火胶囊与所述单元电池之间。此外，所述胶囊式灭火装置还包括固定构件，其将每个所述灭火胶囊固定到每个单元电池，并且，所述固定构件可以包括金属或聚合物，并由不易燃及难燃性材料构成。此外，所述强制排气部可以被插入在所述固定构件中，以被配置在所述灭火胶囊与所述单元电池之间。
[0019]
发明的效果
[0020]
如上所述，根据实施例，电池内设有胶囊式灭火装置，并通过破坏灭火胶囊及电池中的至少一侧来防止电池的爆炸。
[0021]
由于胶囊式灭火装置由容纳灭火材料的胶囊形式的灭火胶囊组成，因此其尺寸小，结构简单，并可以根据使用环境和安装环境来自由地改变其形状和尺寸。
[0022]
不仅可以在一定温度以上通过灭火材料的蒸发来自动破坏灭火胶囊，还可以通过一定的电信号或热来强制地破坏灭火胶囊和电池，由此可以有效地防止电池的爆炸。
[0023]
根据一实施例的用于防止电池爆炸的胶囊式灭火装置及具有其的电池的效果并不限于上述效果，本领域技术人员可以通过以下描述清楚地理解其他未提及的效果。
附图说明
[0024]
图1为显示根据一实施例的附有胶囊式灭火装置的电池的正视图。
[0025]
图2a至图2d为显示根据一实施例的胶囊式灭火装置的断面图。
[0026]
图3为显示根据一实施例的胶囊式灭火装置的强制排气部的示意图。
[0027]
图4为说明根据一实施例的胶囊式灭火装置的操作的示意图。
[0028]
图5为说明根据一实施例的应用胶囊式灭火装置的电池的另一示例的示意图。
[0029]
本说明书所附的以下附图示出了本发明的优选一实施例，并且用于进一步理解本
发明的技术思想以及本发明的详细描述，因此本发明不应被解释为仅限于这些附图中描述的内容。
[0030]
主要组件符号说明
[0031]
1：电池
[0032]
1a：单位电池(cell)
[0033]
100：电池外壳
[0034]
101：灭火材料的供给罐
[0035]
102：灭火材料的供给管
[0036]
10：胶囊式灭火装置
[0037]
11：灭火胶囊
[0038]
110：灭火材料
[0039]
111：灭火胶囊的壁
[0040]
111a：表面侧
[0041]
111b：背面侧
[0042]
12：强制排气部
[0043]
121：突出部
[0044]
122：支撑框架
[0045]
123：弹性支撑部
[0046]
13：固定构件
[0047]
13a：凹槽
具体实施方式
[0048]
以下，参照附图对实施例进行详细说明。应当注意，在将附图编号添加到各附图的构成要素时，即使相同的构成要素显示在不同的附图上，它们也具有相同的附图编号。此外，在对本发明进行说明的过程中，判断有关公知技术的具体说明，不必要地模糊实施例的要点时，其详细说明给予省略。
[0049]
并且，在对实施例的构成要素进行说明时，可以使用第一、第二、a、b、 (a)、(b)等术语。然而，上述术语的使用仅作为将该构成要素区别于其他构成要素，并非用于限定相应构成要素的本质、排列或顺序。当说明一个构成要素与其他构成要素“连接”、“结合”或“接触”时，该构成要素可以直接连接或接触于其他构成要素，另一其他构成要素也可以“连接”、“结合”或“接触”到各构成要素之间。
[0050]
在其他实施例中，将使用相同的名称来描述包括在一实施例中的构成要素和包括公共功能的构成要素。除非另有说明，记载在一实施例的描述可以应用于其他实施例，并且在重叠范围内将省略详细描述。
[0051]
下面，参照图1至图4来说明根据实施例的胶囊式灭火装置10。
[0052]
图1为显示根据一实施例的附有胶囊式灭火装置10的电池的正视图，图 2a至图2d为显示根据一实施例的胶囊式灭火装置10的断面图，图3为显示根据一实施例的胶囊式灭火装置10的强制排气部12的示意图，并且，图4为说明根据一实施例的胶囊式灭火装置10的操作的示意图。
[0053]
参照附图，胶囊式灭火装置10包括供容纳灭火材料110的灭火胶囊11、用于将灭火胶囊11固定在电池1的固定构件13以及用于破坏灭火胶囊11及电池1的强制排气部12。
[0054]
灭火材料110是一种被配置成当加热到一定温度以上时可通过蒸发来灭火的材料。灭火材料110可以处于液体或粉末状态。
[0055]
灭火胶囊11被配置成：当到一定温度以上时灭火材料110被蒸发，灭火胶囊11被破裂并将灭火材料110从排出到外部。然而，灭火胶囊11的形状并不限于图示的形状。可以根据使用环境和安装环境来自由地改变灭火胶囊11 的形状及尺寸。
[0056]
固定构件13被配置成将灭火胶囊11附着至电池1上。例如，固定构件13 可以由金属或聚合物材料形成，并由不易燃或难燃性材料形成。另外，固定构件13具有与要固定在灭火胶囊11的表面相对应的形状，并且，其形状可以是条形。然而，固定构件13的形状并不限于图示的形状。
[0057]
强制排气部12设置在灭火胶囊11的一侧，并破坏灭火胶囊11及电池1 中的至少一侧。在此，强制排气部12可以被形成为破坏灭火胶囊11、或破坏电池1、或都破坏灭火胶囊11和电池1。为此，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11的内部或灭火胶囊11的外侧，或在灭火胶囊11与电池1之间。
[0058]
例如，如图2a所示，强制排气部12被布置在灭火胶囊11的内部。此时，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11的内部并靠近灭火胶囊11的壁110 的位置，从而可破坏灭火胶囊11。即，在附图中示出了强制排气部12被布置在靠近灭火胶囊11的背面侧111b的位置，但也可以被布置在靠近表面侧111a 或侧面侧的位置。
[0059]
或者，如图2b所示，强制排气部12被布置在灭火胶囊11的背面侧111b 上(即，安装在电池1的侧的面)。另外，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11的壁111的外侧，或被布置成贯通壁111或至少一部分可插入在壁111 的内部。
[0060]
或者，如图2c所示，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11的表面侧 111a(即，从灭火胶囊11的背面侧111b及与背面侧111b相对的面)。相同地，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11的表面侧111a的壁111的外侧，或被布置成贯通壁111或至少一部分可插入在壁111的内部。
[0061]
或者，如图2d所示，强制排气部12可以被布置在固定构件13中。凹槽 13a可以形成在固定构件13中灭火胶囊11与电池1之间的位置处，并且，强制排气部12可以被布置在所述凹槽13a中，从而能够破坏灭火胶囊11及电池 1中的至少一侧。
[0062]
强制排气部12包括用于破坏灭火胶囊11或电池1的突出部121，以及选择性地将突出部121对灭火胶囊11或电池1施压的支撑框架122。
[0063]
强制排气部12可以由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，支撑框架122的形状至少因电信号或热而变形。即，由于支撑框架122因电信号或热而变形，导致突出部121可对灭火胶囊11和电池1进行施压，由此强制排气部12破坏灭火胶囊11及电池1中的至少一侧。
[0064]
例如，如图4所示，强制排气部12可以被布置在灭火胶囊11与电池1之间，并使突出部121被布置在两个方向上，以使强制排气部12破坏灭火胶囊 11及电池1。此时，当电池1被热膨胀时，强制排气部12可以对电池1施加冲击以防止电池1的膨胀，从而防止爆炸。并且，通过对灭火胶囊11施加冲击，强制排气部12可以破坏灭火胶囊11并排出灭火材料110，由此
防止发生火灾及扑灭火灾。
[0065]
在此，突起121可以形成有突出部121以破坏灭火胶囊11，或可以形成有突出部121以破坏电池1。
[0066]
强制排气部12还可以包括弹性支撑部123，以向支撑框架122施加弹性力。
[0067]
另外，上述实施例描述了应用于由一个电池(cell)组成的电池1，然而，胶囊式灭火装置10也可应用于包括多个单元电池(cell)1a的电池1。
[0068]
参照图5，电池1包括多个单元电池1a和供容纳个单元电池1a的外壳 100。在此，电池1被简单地示出，省略了除单元电池1a之外的其他构成要素。
[0069]
每个单元电池1a包括胶囊式灭火装置10。
[0070]
在此，每个胶囊式灭火装置10可以单独地被设置，也可以通过供应灭火材料110的供给管102进行连接。另外，电池1可以包括供给罐101，其向供给管102供应灭火材料110。
[0071]
胶囊式灭火装置10也可以被设置在每个单元电池1a及供给管102。
[0072]
设置在每个单元电池1a中的胶囊式灭火装置10的位置和操作可以相同于参考图1至图4描述的实施例。即，胶囊式灭火装置10被设置在每个灭火胶囊11的一侧，并破坏灭火器胶囊11和/或每个单元电池1a中的至少一侧。因此，为了简洁起见，将省略对胶囊式灭火装置10的详细描述。
[0073]
另外，在本实施例中，供给管102也设有强制排气部12。设置在供给管102的强制排气部12的形成方式可以与形成在每个单元电池1a的强制排气部 12相同。
[0074]
即，强制排气部12可以包括支撑框架122，其由双金属、形状记忆合金及塑料材料中的至少任一种来制成，其中，所述双金属的形状因电信号或热而变形；以及突出部121，其从所述支撑框架122突出形成。
[0075]
根据本实施例，当单元电池1a被加热到一定温度以上并被膨胀时，强制排气部12可以对单元电池1a和设置在所述单元电池1a的灭火胶囊11施加冲击，从而破坏单元电池1a及灭火胶囊11中的至少一侧，由抑制单位电池1a 的膨胀并防止爆炸，或者，从灭火胶囊11释放的灭火材料110可以防止火灾的发生并扑灭火灾。或者，通过施加一定的电信号，由此可以操作设置在单元电池1a的强制排气部12。
[0076]
另外，当单元电池1a被加热到一定温度以上时，单元电池1a周围的供给管102的温度也随之升高到一定温度以上，导致设置在供给管102的强制排气部12进行操作，由此破坏供给管102，并排出灭火材料。
[0077]
或者，当单元电池1a被加热到一定温度以上时，可以产生一定的电信号，由此同时操作设置在单元电池1a的强制排气部12和设置在供给管102的强制排气部12。
[0078]
根据实施例，胶囊式灭火装置10可以包括灭火胶囊11，其容纳当到一定温度以上时被膨胀的灭火材料110，并且，胶囊式灭火装置10的尺寸小、结构简单，由此可以根据使用环境和安装环境来自由地改变其形状和尺寸。另外，不仅可以通过灭火材料110破坏灭火胶囊11，强制排气部12还可以通过一定的电信号或热来强制地破坏灭火胶囊11和电池1，由此可以有效地防止电池1 的爆炸。
[0079]
综上，参考有限的附图与实施例进行了说明，然而，本领域普通技术人员能够根据上述记载进行多种修改及变更。例如，所说明的技术按照与说明的方法不同的顺序执行，和/或说明的构成要素按照与说明的方法不同的形态结合或者组合，或者以其他构成要素
或均等物进行替代或置换也能够达到合理的结果。
[0080]
因此，其他体现，其他实施例及请求范围的等同替代也包括在本发明的权利要求范围。