一种防热失控电池的制作方法

本实用新型涉及电池，特别涉及一种防热失控电池。

背景技术：

锂离子电池以其高电压、高能密和良好的循环寿命被广泛应用于整车、摄像机、笔记本以及手机等产品，随着锂离子电池的广泛应用，其热失控安全问题也越来越受到重视。

热失控扩散过程是当电池组中某一颗电池因为断短路、或电性不均衡时导致电池在充放电过程中异常发热，一旦该电池超过热失控反应临界温度(一般为150℃左右)，电池内部的材料就会陆续发生热分解放热反应，所谓热分解放热是一种自加热的自催化反应过程，会急剧推升电池的温度，在热失控时电池温度可超过500℃以上，每分钟的自加热温升可超过20℃以上，所以电池在超过临界失控温度后，会瞬间升温而产生所谓热失控。热失控所释放的热量没有得到良好的阻隔和散热设计，就会连续加热邻近的电池，最终导致整个电池组内其它所有电池发生全面的热失控，产生剧烈的燃烧放热反应，严重时甚至会产生爆炸。

技术实现要素：

针对现有技术的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种防热失控电池，该防热失控电池内置制冷板，从而避免或降低电池热失控情况的发生。

本实用新型提供一种防热失控电池，包括壳体、电解液、卷芯、电池盖板、正极端子和负极端子，所述电解液和卷芯位于所述壳体内，所述电池盖板封盖在所述壳体上端，所述正极端子和所述负极端子分别位于所述电池盖板两端，所述正极端子和所述负极端子分别与所述卷芯电连接，还包括制冷板，所述制冷板位于所述壳体内或组成所述壳体的一部分，所述制冷板内部设有腔体，所述腔体内填充有制冷剂。

进一步地，还包括翻转片和正极连接片，所述正极连接片电连接于所述正极端子和卷芯之间，所述翻转片位于所述电池盖板内，所述翻转片处于未翻转的状态时，所述电池盖板与所述负极端子绝缘，所述翻转片处于向上翻转的状态时，所述电池盖板与所述负极端子电连接；

所述制冷板包括热熔隔层和保险丝，所述热熔隔层将所述制冷板分割成第一腔体和第二腔体，所述保险丝位于所述热熔隔层内，所述保险丝与所述正极连接片并联。

进一步地，所述保险丝的过流熔断电流小于所述正极连接片的过流熔断电流。

进一步地，所述正极连接片在靠近所述正极端子的部位设有细长的横向开口或细长的连接颈部。

进一步地，所述热熔隔层由低熔点材料组成。

进一步地，所述制冷板还包括第一制冷剂注射孔和第二制冷剂注射孔，所述第一制冷剂注射孔与所述第一腔体连通，所述第二制冷剂注射孔与所述第二腔体连通。

进一步地，所述第一腔体填充有第一制冷剂，所述第二腔体填充有能够与所述第一制冷剂发生吸热反应的第二制冷剂。

可选地，所述制冷剂为相变吸热材料。

进一步地，所述相变吸热材料为石蜡、硫代硫酸钠、硬脂酸或肉豆蔻酸。

进一步地，所述制冷板的外壳由耐腐蚀金属材料组成。

由于上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

通过在电池内部增设制冷板或将电池壳体的一部分替换成制冷板，在电池内部温度升高或过高时，通过制冷板有效地对电池内部进行降温，避免了或降低了电池失效的情况发生。

在保险丝熔断之后，制冷板开始制冷，正极连接片同样因过流熔断，切断内部电路，起到双重保护电池的作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本实用新型提供的一种防热失控电池的结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种防热失控电池中卷芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的一种防热失控电池中制冷板的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的一种防热失控电池中制冷板A-A处的截面图；

图5是本实用新型实施例二提供的一种防热失控电池中制冷板的结构示意图；

图6是本实用新型实施例二提供的一种防热失控电池中制冷板A-A处的截面图。

附图中：

1-壳体 2-电解液 3-卷芯

31-正极片 32-隔膜 33-负极片

4-制冷板 41-制冷板连接片 42-热熔隔层

43-保险丝 5-电池盖板 6-翻转片

7-正极连接片 8-负极连接片 9-正极端子

10-负极端子

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例一

参照附图1，为本实用新型实施例提供的一种防热失控电池，包括壳体1、电解液2、卷芯3、制冷板4、电池盖板5、翻转片6、正极连接片7、负极连接片8、正极端子9和负极端子10，其中，所述壳体1上端设有开口，所述电解液2、卷芯3和制冷板4位于所述壳体1内，所述电池盖板5封盖在所述壳体1的上端开口，所述翻转片6设置在所述电池盖板5中，所述翻转片6与所述电池盖板5电连接，所述正极连接片7设置在所述盖板一端的下表面，所述正极连接片7一端与所述卷芯3电连接，另一端与所述正极端子9电连接，所述正极端子9对应所述正极连接片7的位置设置在所述盖板的上表面，所述正极端子9和所述正极连接片7均与所述电池盖板5电连接，所述负极连接片8位于所述盖板另一端的下表面，所述负极片一端与所述卷芯3电连接，另一端与所述负极端子10电连接，所述负极端子10对应所述负极连接片8的位置位于所述盖板的上表面，所述负极端子10和所述负极连接片8通过绝缘垫片或其它绝缘结构与所述电池盖板5绝缘。

参照附图2，所述卷芯3由正极片31、隔膜32和负极片33依次叠置并卷绕形成，电解液2渗透于卷芯3内，所述卷芯3的正极片31与所述正极连接片7电连接，所述卷芯3的负极片33与所述负极连接片8电连接。

参照附图3和附图4，所述制冷板4上端对应电池正极连接片7的位置设有制冷板连接片41，所述制冷板连接片41与所述电池的正极连接片7电连接；所述制冷板4内部设有第一腔体和第二腔体，所述第一腔体和第二腔体通过热熔隔层42隔开，所述热熔隔层42由低熔点材料组成，达到一定温度后将融化，所述热熔隔层42内设有保险丝43，所述保险丝43与所述正极连接片7并联，所述保险丝43的过流熔断电流小于所述电池正极连接片7的过流熔断电流，以保证短路形成时，保险丝43能够优先电池的正极连接片7熔断，所述制冷板4的外表面分别设有连接所述第一腔体的第一制冷液注射孔以及连接所述第二腔体的第二制冷液注射孔，通过所述第一制冷剂注射孔将第一制冷剂注入所述第一腔体，通过所述第二制冷剂注射孔将第二制冷剂注入所述第二腔体，当所述保险丝43熔断，所述热熔隔层42受热融化时，所述第一制冷剂与所述第二制冷剂接触发生吸热反应；为了避免所述制冷板4被电解液2腐蚀，所述制冷板4的外壳由耐腐蚀金属材质制成。

所述正极连接片7在靠近所述正极端子9的部位设有细长的横向开口，以减少与所述正极端子9的连接面积，当形成短路时，保证正极连接片7能够及时从所述开口处熔断，可选地，也可以通过其它方式来减小正极连接片7与所述正极端子9的连接面积，如设置细长的连接颈部。

所述翻转片6设置所述电池盖板5靠近负极端子10的一端，当电池内的压力持续增大至所述翻转片6的对应压力值时，所述翻转片6会朝上翻转，翻转片6抵接柱的抵接端面与所述负极端子10抵接，使得所述电池盖板5与所述负极端子10电连接形成短路。

据此，当电池因为断短路、或电性不均衡导致电池内部气压过大时，翻转片6向上翻转，翻转片6的抵接柱与所述负极端子10电连接，所述电池盖板5与所述负极端子10电连接，电流依次流经正极连接片7、制冷板内的保险丝43、正极端子9、电池盖板5和负极端子10而形成短路，由于所述电池正极连接片7的过流熔断电流大于所述保险丝的过流熔断电流，所以电流优先熔断保险丝43，保险丝43熔断产生的热量继续造成热熔隔层42的熔化，使所述制冷板4第一腔体的第一制冷液和第二腔体的第二制冷液接触，进而发生吸热反应，以吸收电池产生的热量，避免电池热失效；保险丝43熔断后，所述正极连接片7接着熔断，切断与电池卷芯3的电连接，二重保护电池。

实施例二

参照附图1，本实用新型实施例二提供了一种防热失控电池，包括壳体1、电解液2、卷芯3、制冷板4、电池盖板5、翻转片6、正极连接片7、负极连接片8、正极端子9和负极端子10，其中，所述壳体1上端设有开口，所述电解液2、卷芯3和制冷板4位于所述壳体1内，所述电池盖板5封盖在所述壳体1的上端开口，所述翻转片6设置在所述电池盖板5中，所述翻转片6与所述电池盖板5电连接，所述正极连接片7设置在所述盖板一端的下表面，所述正极连接片7一端与所述卷芯3电连接，另一端与所述正极端子9电连接，所述正极端子9对应所述正极连接片7的位置设置在所述盖板的上表面，所述正极端子9和所述正极连接片7均与所述电池盖板5电连接，所述负极连接片8位于所述盖板另一端的下表面，所述负极片一端与所述卷芯3电连接，另一端与所述负极端子10电连接，所述负极端子10对应所述负极连接片8的位置位于所述盖板的上表面，所述负极端子10和所述负极连接片8通过绝缘垫片或其它绝缘结构与所述电池盖板5绝缘。

所述卷芯3的结构与实施例一相同，此处不再赘述。

所述正极连接片7设有与所述实施例一相同的开口结构或细长的颈部结构，此处不再赘述。

所述翻转片6的设置位置以及工作原理同实施例一，此处不再赘述。

参照附图5和附图6，所述制冷板4内部设有第三腔体，所述制冷板4的外表面设有连接所述第三腔体的第三制冷液注射孔，通过所述第三制冷剂注射孔将第三制冷剂注入所述第三腔体，所述第三制冷剂为相变吸热材料，所述相变吸热材料可以为石蜡、硫代硫酸钠、硬脂酸或肉豆蔻酸等，当电池温度升高到一定值时，相变材料开始相变吸热，给电池降温，进而达到防止电池高温失效的目的；为了避免所述制冷板4被电解液2腐蚀，所述制冷板4由耐腐蚀金属材质制成。

据此，当电池因为断短路、或电性不均衡导致电池内部气压过大时，翻转片6向上翻转，翻转片6的抵接柱与所述负极端子10电连接，所述电池盖板5与所述负极端子10电连接，电流依次流经正极连接片7、正极端子9、电池盖板5和负极端子10而形成短路，熔断正极连接片7，从而切断与电池卷芯3的电连接，保护了电池；与此同时，所述第三腔体的相变吸热材料开始相变，以吸收电池产生的热量，避免电池热失效。

实施例三

本实用新型实施例三提供了一种防热失控电池，包括壳体、电解液、卷芯、电池盖板、翻转片、正极连接片、负极连接片、正极端子和负极端子，所述壳体由制冷板组成，具体地，所述壳体的两个侧面由制冷板组成，所述制冷板为所述实施例一或实施例二所述的一种制冷板，所述壳体、电解液、卷芯、电池盖板、翻转片、正极连接片、负极连接片、正极端子和负极端子的结构、连接关系以及电池的工作原理与实施例一或实施例二类似，此处不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。