锂电池防护箱的制作方法

本发明属于锂电池制造设备领域，涉及锂电池防护箱。

背景技术：

锂离子电池因其循环寿命长、安全环保、高能量密度等优点，已广泛应用于数码通讯设备、电动工具、电动汽车等领域。随着便携式电子设备和电动车辆的爆炸性增长，市场迫切需要具有更高能量密度和更高安全性的锂离子电池，近年来，高镍正极和硅/碳负极的开发将电池能量密度提高到了更高的水平，同时，电池安全迎来更大挑战。

一般锂电池使用前后需要进行相关安全测试，如过充、加热、短路等必不可少，过程中电池可能出现鼓胀、冒烟、起火甚至爆炸，现有防护设备大都满足基本测试要求，但设计简单，灵活性和便捷性相对较差，不具备能够对测试箱内部的压力进行很好地释压功能，易导致测试过程箱体内部压力过高，存在巨大安全隐患，又有些测试过程中，需要一定的密封性或某些特殊测试气氛，现有防护不能合理平衡二者需求。

常用电池防护箱体存在以下问题，(1)常用电池测试箱体若呈封闭状，电池起火或爆炸时会把箱门冲开，存在巨大安全隐患；(2)若直接与外界连通便于排气，则密封性变差，无法进行电池在不同气氛下的热失控测试；(3)绝热量热仪可以实现在密封仓内测试，并保证安全性，但成本高昂，且无法实时取样、分析热失控过程中产生的气体。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是在于提供锂电池防护箱，兼顾密封性与安全性，解决现有技术中的不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：锂电池防护箱，包括箱体组件，所述箱体组件一侧的上端设有进气接口，所述箱体的侧面设有充电接口、显示参数的控制面板和减压装置，气体收集连接装置罩设在所述减压装置的外侧且与箱体固定连接；

所述减压装置包括从里到外依次设置的承载盒和气盒，所述气盒与箱体组件的内壁固定连接，所述承载盒与所述气盒固定连接，所述承载盒与气盒为两个相互独立的腔体，储蓄电源设置在所述承载盒内，储蓄电源通过所述充电接口充电，所述气盒的一侧设有进气口，所述气盒远离所述承载盒的一侧设有出气口，所述气盒远离所述承载盒的一侧还设有盖板，所述盖板与所述出气口对应设置，所述盖板与所述气盒之间设有驱动盖板向气盒移动的弹性件。

进一步的，所述弹性件为弹簧、橡胶或者热塑性弹性体结构，所述盖板与所述气盒贴合状态下，所述弹性件的预拉力大于等于零。

进一步的，所述弹性件为弹簧，所述盖板的四角靠近所述气盒的一端设有导向柱，所述导向柱垂直于所述气盒设置且相对气盒前后滑动设置，所述导向柱与所述气盒密封设置，相邻的导向柱之间均设有两个弹簧且分散设置。

进一步的，气体收集连接装置由一定长度的方形焊接件和圆形可伸缩软通道组成，通过焊道实现与箱体的连接，方向焊接件的高度大于盖板的伸缩行程。

进一步的，所述承载盒上设有监测内部温度的温度传感器和气体质量的烟雾传感器，所述温度传感器和烟雾传感器均与控制中心电连接，并实时在所述控制面板上显示数据。

进一步的，所述控制面板的型号为5085dl，所述温度传感器的型号为wrc2-101，所述烟雾传感器的型号为jty-gd-f343。

进一步的，所述箱体组件的正面还设有报警器和观测内部状态的防爆装窗，所述报警器与控制中心电连接，所述防爆窗与箱体连接处粘接有密封圈。

进一步的，所述箱体组件包括箱体、箱门和锁扣，所述箱门通过锁扣与所述箱体活动式密封连接，所述锁扣的数量为两个且上下分散均布设置。

进一步的，所述箱体的顶端设有多个底块，所述箱体的下端设有多个顶块，所述底块和顶块为为l形，所述底块和顶块的开口方向对称设置，所述底块和顶块上下对应设置。

进一步的，所述箱体的侧面上端设有承载板，所述承载板的上方设有弹簧钩块，所述箱体设置承载板一侧的下端设有钩环，相邻的箱体上下连接固定时，下方箱体的弹簧钩块与上方箱体的钩环固定连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明的箱体内部压力较大时，盖板相对气盒移动，气体从进气口进入，出气口排出，箱体内部的压力降低，弹性件能够将盖板复位，解决了内部压力过高问题，避免内压过大引起爆炸等破坏性现象发生，提高了安全性，同时设置气体收集连接装置，可以实现电池在不同气氛下的热失控测试防护箱可及时释放压力，使防护箱同时兼顾密封性和安全性；

2、导向柱有利于盖板不易偏离位置，提升盖板的移动精度，保证密封性能，实现电池在不同气氛下的热失控测试；

3、防护箱不仅限于安全测试，具备温度传感器和烟雾报警器，可同时应用于锂电池充放电过程中或其他防护类等设备，采集数据，一旦发生异常，进行及时干预；

4、可实现多个防护箱的连接固定，设置顶块和底块，可以将顶块与底块进行插接，然后将弹簧钩块拉伸钩住钩环，使防护箱不易分离，可单独使用，也可以将多个连接使用，不受空间限制，可控制成本；

5、可视化防爆窗可随时观察箱体内部现象，便于外置高清摄像头时时监测测试过程。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明锂电池防护箱的结构示意图；

图2是本发明新型锂电池防护箱的剖视图；

图3是本发明减压装置的结构示意图；

图4是本发明新型电路结构原理图。

附图标记：

1、箱体；2、锁扣；3、箱门；4、减压装置；41、承载盒；42、气盒；43、进气口；44、出气口；45、导向柱；46、弹簧；47、盖板；51、底块；52、顶块；53、承载板；54、弹簧钩块；55、钩环；56、防爆窗；6、充电接口；7、储蓄电源；8、控制面板；9、温度传感器；10、烟雾传感器；11、报警器；12、进气接口；13、气体收集连接装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

如图1～图4所示，锂电池防护箱，包括箱体组件，所述箱体组件一侧的上端设有进气接口12，箱体1的侧面设有充电接口6、显示参数的控制面板8和减压装置4，气体收集连接装置13罩设在减压装置4的外侧且与箱体1固定连接；

减压装置4包括从里到外依次设置的承载盒41和气盒42，气盒42与箱体组件的内壁固定连接，承载盒41与气盒42固定连接，承载盒41与气盒42为两个相互独立的腔体，储蓄电源7设置在承载盒41内，储蓄电源7通过充电接口6充电，气盒42的一侧设有进气口43，气盒42远离承载盒41的一侧设有出气口44，气盒42远离承载盒41的一侧还设有盖板47，盖板47与出气口44对应设置，盖板47与气盒42之间设有驱动盖板47向气盒42移动的弹性件，当箱体1内部压力较大时，箱体1内部的气体将会通过气盒42右侧的进气口43进入气盒42，然后通过出气口44聚集在盖板47后端，气体在箱体1内部的压力不断增大时，能够向前推动盖板47，然后当盖板47与箱体1被推开一条缝隙时，气体将会流出箱体1，当箱体1内部的气体大量流出时，箱体1内部的压力降低，弹簧46能够将盖板47复位，导向柱45有利于盖板47不易偏离位置，解决了内部压力过高，提高了安全性，使防护箱同时兼顾密封性，可以实现电池在不同气氛下的热失控测试；优选地，进气口43呈长方体状，并且进气口43的高度为3厘米。

优选地，弹性件为弹簧46、橡胶或者热塑性弹性体结构，盖板47与气盒42贴合状态下，弹性件的预拉力大于等于零，对盖板47有一定的预拉力，使得盖板47与气盒42紧密贴合，保证整个结构的密封性。

优选地，弹性件为弹簧46，盖板47的四角靠近气盒42的一端设有导向柱45，导向柱45垂直于气盒42设置且相对气盒42前后滑动设置，导向柱45与气盒42密封设置，相邻的导向柱45之间均设有两个弹簧46且分散设置，优选地，导向柱45的高度为10cm。

优选地，气体收集连接装置13由一定长度的方形焊接件和圆形可伸缩软通道组成，通过焊道实现与箱体1的连接，方向焊接件的高度大于盖板47的伸缩行程，方便进行泄气，进行热失控测试过程中气体成分分析，或加装气体流量计，统计热失控过程中气体流量大小，也可根据需求，与排风管道连接直接进入回收系统，功能多样且成本可控。

优选地，承载盒41上设有监测内部温度的温度传感器9和气体质量的烟雾传感器10，温度传感器9和烟雾传感器10均与控制中心电连接，并实时在控制面板8上显示数据，温度传感器9能够实时对箱体1内部进行检测温度，然后可以将温度信息传输至控制中心的中央处理器进行处理存储，烟雾传感器10能够实时对箱体1内部进行检测烟雾浓度，然后可以将烟雾浓度信息传输至控制中心的中央处理器进行处理存储，具有预警功能，如果数值超过预设值，报警器11就会启动，发出报警信号，控制中心采用plc控制即可，操作简单，可控性强。

优选地，控制面板8的型号为5085dl，使用简便，温度传感器9的型号为wrc2-101，精度较高，烟雾传感器10的型号为jty-gd-f343，精度较高。

优选地，箱体组件的正面还设有报警器11和观测内部状态的防爆装窗，报警器11与控制中心电连接，报警器11的型号为yk-828，比较省电，防爆窗56与箱体1连接处粘接有密封圈，防爆窗56为正方体状，裁切方便，成本低，防爆窗56不受尺寸限制，可根据实用需求，调整窗口大小，或安装高清摄像头，调整位置，时时监控内部现象。

优选地，箱体组件包括箱体1、箱门3和锁扣2，箱门3通过锁扣2与箱体1活动式密封连接，锁扣2的数量为两个且上下分散均布设置，锁扣2直接采用市场上购买的产品即可实现，箱门3的活动式打开结构方便锂电池的存放和拿取，提升操作的便利性。

优选地，箱体1的顶端设有连接组件，连接组件包括多个底块51，箱体1的下端设有多个顶块52，底块51和顶块52为为l形，底块51和顶块52的开口方向对称设置，底块51和顶块52上下对应设置，顶块52和底块51的数量优选为三个，并且底块51和顶块52内侧覆盖有橡胶垫，保证多个连接时候的稳定性，防止碰撞，也有一定的抗震作用；更优选地，箱体1的侧面上端设有承载板53，承载板53的上方设有弹簧46钩块，箱体1设置承载板53一侧的下端设有钩环55，相邻的箱体1上下连接固定时，下方箱体1的弹簧46钩块与上方箱体1的钩环55固定连接，该防护箱可单独使用，也可以将多个连接使用，不受空间限制，可控制成本。

在实际使用的过程中，通过充电接口6将储蓄电源7充满电，然后可以将箱门3打开，然后将锂电池放置在箱体1内部连接充放电端子，再将箱门3关闭并锁死锁扣2；当测试需要特殊气氛时，可通过进气接口12外接气瓶，保证箱体1内测试氛围；测试进行中，箱体1内部压力较大时，箱体1内部的气体将会通过气盒42右侧的进气口43进入气盒42，然后通过出气口44聚集在盖板47后端，气体在箱体1内部的压力不断增大时，能够向前推动盖板47，然后当盖板47与箱体1被推开一条缝隙时，气体将会流出箱体1，当箱体1内部的气体大量流出时，箱体1内部的压力降低，弹性件46能够将盖板47复位，导向柱45有利于盖板47不易偏离位置，解决了不具备能够对防护箱内部的压力进行很好地减压的功能，导致防护箱内部的压力容易过高的问题；泄压后气体等可根据测试目的及需求，或直接连接进入回收系统，或需要定性、定量分析热失控过程中产生的气体，则可以在气体收集连接的末端加装气体流量计和气体收集连接装置，用以对热失控过程中产气流量及气体成分分析，当需要将多个防护箱连接起来时，可以将顶块51与底块52进行插接，然后将弹簧钩块54拉伸钩住钩环55，使防护箱不会分离，可以通过防爆窗56观察箱体1内部情况，温度传感器9能够实时对箱体1内部进行检测温度，然后可以将温度信息传输至控制中心的中央处理器进行处理，烟雾传感器10能够实时对箱体1内部进行检测烟雾浓度，然后可以将烟雾浓度信息传输至中央处理器进行处理合理触发报警器11，解决了不具备能够将多个防护箱连接和对箱内进行火险预警的功能，该防护箱保证安全性能的同时，兼顾内部密封性能，可以满足电池在不同气氛下的热失控测试。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。