一种阻燃电池的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，涉及一种锂电池，特别涉及一种阻燃电池。

背景技术：

锂电池是一类优秀的储能元件，其由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，近年来，随着低碳环保理念深入人心，锂电池因其质量轻、电压高、体积小以及环境友好等诸多优点，使得锂电池开始在各领域普及。但是，锂是一种化学性质非常活跃的金属元素，且其介质电解液的性能不稳定，以至于锂电池性能不稳定，当电池发生短路时，电池内部会发生热失控，热量堆积导致电池内部温度上升，电池内部压力增大，进而导致锂电池易发生燃烧、爆炸等危险，造成锂电池存在安全隐患。

针对上述锂电池存在的安全隐患，各锂电池生产厂家对锂电池进行改进，例如中国专利文献资料公开了一种锂电池防爆阻燃结构[专利号：201710669608.7；申请公布号：CN107425222A]，包括外壳以及安装若干个安装在外壳内的锂电池包，外壳内部设有将若干个锂电池包均包裹住的灭火层，灭火层包括包裹流质阻燃剂的隔离袋。

该锂电池防爆阻燃结构能够阻止电池继续燃烧。当该阻燃防爆电池短路时，锂电池包内部燃烧，只有当锂电池包内部的燃烧温度传递至外部且外部被烧出破洞后，流质阻燃剂才能够由破洞进入到锂电池包内部或者锂电池包内部电解液由破洞流出，进而防止电池继续燃烧，但是，当锂电池包内部燃烧至其所能够承受的温度零界点后，就会直接发生爆炸，以至于阻燃剂未起到及时阻燃的作用，导致该锂电池防爆阻燃结构仍存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种阻燃电池，解决的技术问题是如何提高阻燃电池的安全系数。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种阻燃电池，包括壳体以及置于壳体内的电芯，所述壳体与电芯之间设有阻燃介质，其特征在于，所述电芯上设有用于控制阻燃介质的第一压力控制阀，当所述电芯内部的气压大于壳体与电芯之间的气压时，所述阻燃介质能通过第一压力控制阀导通至电芯内部。

现有技术中由于阻燃介质不能够及时进入到电芯内部，一方面导致电芯内部燃烧至临界温度后直接爆炸，另一方面电池内部持续燃烧所产生有害气体也会传导至外界，进而污染环境。本申请的阻燃介质能够通过第一压力控制阀阀口进入到电芯内部，第一压力控制阀阀口的启闭由气体压力进行控制，本阻燃电池的原理是：本阻燃电池生产过程中，通过抽取壳体与电芯之间的空气，使得壳体与电芯之间的气压同电芯内部的气压相当，当本阻燃电池发生短路时，电芯内部温度升高，使得电芯内部气体分子运动速度变大且对电芯内壁的冲击也变大，进而使得电芯内部的气压大于壳体与电芯之间的气压，此时第一压力控制阀的阀口开启，使得阻燃介质通过第一压力控制阀直接进入到电芯内部且与电池内部的电解液混合，以阻止电芯内部燃烧，同时，通过合理设定第一压力控制阀的压力值，使得阻燃介质能够及时进入到电芯内部，以防止电芯内部开始燃烧，进而提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体与电芯之间具有用于存储阻燃介质的存储腔，所述电芯的内部通过第一压力控制阀与存储腔的底部导通。存储腔使得壳体与电芯之间具有专门用于存储阻燃介质的腔室，由于阻燃介质的设置是为了在电池发生短路时能够及时进入到电芯内部阻燃，本阻燃介质的设置位置缩短阻燃介质至电芯内部之间的距离，同时，当本阻燃电池短路时，第一压力控制阀的导通位置使得存储腔内的阻燃介质能够全部进入到电芯内部且与电池内部的电解液充分混合，进而使得阻燃介质被充分利用，以提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体上设有第二压力控制阀，所述存储腔通过第二压力控制阀能够与壳体外部导通，所述第二压力控制阀的开启压力大于第一压力控制阀的开启压力。第二压力控制阀能够对阻燃电池起到二次阻燃的作用，若阻燃介质已与电池内部的电解液混合，而电芯内部的气压仍继续增大，此时第二压力控制阀阀口开启，使得电芯内部能够将过多的气压通过第二压力控制阀阀口释放至壳体外部，防止电芯内部燃烧，从而进一步提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体的外部通过第二压力控制阀与存储腔的顶部导通。电池短路后壳体内部的气体温度升高，而第二压力控制阀的作用就是将电芯内部过多的气体排出至壳体外部，由于电芯内部温度高，而高温气体密度小，进而壳体内部的气体朝壳体顶部升起，第二压力控制阀的设置位置与壳体内部气体升起方向一致，进而加快气体的排出速度，同时，第二压力控制阀设置在高处而第一压力控制阀设置在低处，该结构避免阻燃介质与电解液相混合的混合液体从第二压力控制阀阀口流出，从而更进一步提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述第一压力控制阀的数量以及第二压力控制阀的数量均为两个。两个第一压力控制阀的设置一方面提高存储腔内的气压与电芯内部的气压控制精确度，另一方面当阻燃电池短路时阻燃介质能够通过多个阀口进入到电芯内部，提高阻燃介质进入电芯内部的速度，两个第二压力控制阀的布置原理与第一压力控制阀的布置原理相同，从而提高阻燃电池安全系数的同时使得阻燃电池的结构一致性高。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体与电芯之间设有用于热传导的第一导热件以及第二导热件，所述第一导热件位于壳体的底部，所述第二导热件位于壳体的顶部，所述第一导热件以及第二导热件均贴靠电芯，所述存储腔由壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件围合形成。由于壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件之间相互贴靠，该结构一方面使得存储腔具有好的气密性，进而使得阻燃介质存储稳定性好，另一方面避免阻燃介质直接与壳体底部接触或者顶部接触，进而避免电池鼓包，从而提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述第一导热件以及第二导热件均呈筒状，所述第一导热件远离存储腔的一端贴靠壳体底部，所述第二导热件远离存储腔的一端与壳体顶部平齐。呈筒状的结构使得第一导热件以及第二导热件对电芯进行包裹，同时，由于第一导热件的一端以及第二导热件的一端均为存储腔的腔壁，且第一导热件以及第二导热件对壳体与电芯之间除存储腔以外的区域进行填充，提高存储腔的气密性，使得存储腔内的压力稳定且与电芯内部压力相当，进而提高阻燃电池的安全系数。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件均由防腐蚀的金属材质制成。由于阻燃介质具有腐蚀性，该种材质一方面避免壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件被阻燃介质所腐蚀，另一方面使得壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件具有好的导热性能，使得电芯内部所产生的热量能够快速传递出壳体外部，从而提高阻燃电池的安全系数的同时提高阻燃电池的使用寿命。

在上述的一种阻燃电池中，所述壳体外壁上开设有连通至存储腔的注液孔，且所述注液孔位于第一压力控制阀的上方且位于第二压力控制阀的下方。注液孔的开设一方面使得阻燃介质能够方便地进入到存储腔内，另一方面使得存储腔内的气体能够被方便地抽取出，注液孔所处的位置使得注液孔受存储腔内的气体压力以及液体压力适中，当电池短路时，避免由第一压力控制阀流出的混合液体直接冲击注液孔，进而使得阻燃电池的结构布置合理。

在上述的一种阻燃电池中，所述注液孔内穿设有用于封堵注液孔的封堵件，所述封堵件与注液孔孔口之间通过焊接固定。封堵件封堵注液孔后，阻燃介质被密封在注液孔内，通过焊接的方式使得封堵件固定牢靠，提高封堵件对注液孔的密封性，避免阻燃介质由注液孔内漏出，进而提高阻燃电池的安全系数。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种阻燃电池具有以下优点：

1、当本阻燃电池发生短路时，电芯内部的气压会大于壳体与电芯之间的气压，此时第一压力控制阀的阀口开启，使得阻燃介质通过第一压力控制阀直接进入到电芯内部且与电池内部的电解液混合，阻止电芯内部燃烧，同时，通过合理设定第一压力控制阀的压力值，使得阻燃介质能够及时进入到电芯内部，以防止电芯内部开始燃烧，提高阻燃电池的安全系数。

2、当阻燃电池发生短路时，阻燃介质已与电池内部的电解液混合，而电芯内部的气压仍继续增大，此时第二压力控制阀阀口开启，使得电芯内部的过多的气压通过第二压力控制阀阀口释放至壳体外部，防止电芯内部燃烧，从而进一步提高阻燃电池的安全系数。

3、壳体、第一导热件、电芯以及第二导热件围合形成存储腔，避免因阻燃介质的填充而导致阻燃电池鼓包，同时，第一导热件以及第二导热件将壳体与电芯之间对除存储腔以外的空腔进行填充，提高存储腔的气密性，使得存储腔内的压力稳定且与电芯内部压力相当，进而提高阻燃电池的安全系数。

附图说明

图1是本阻燃电池的局部结构剖视图。

图中，1、壳体；11、第一导热件；12、第二导热件；13、注液孔；2、电芯；3、阻燃介质；4、第一压力控制阀；5、存储腔；6、第二压力控制阀；7、封堵件。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，本阻燃电池包括壳体1以及电芯2。

电芯2置于壳体1内，壳体1与电芯2之间设有阻燃介质3以及用于存储阻燃介质3的存储腔5，壳体1与电芯2之间设有用于热传导的第一导热件11以及第二导热件12，第一导热件11位于壳体1的底部，第二导热件12位于壳体1的顶部，第一导热件11的侧壁以及第二导热件12均贴靠电芯2，存储腔5由壳体1、第一导热件11、电芯2以及第二导热件12围合形成，第一导热件11以及第二导热件12均呈筒状，第一导热件11远离存储腔5的一端贴靠壳体1底部，第二导热件12远离存储腔5的一端与壳体1顶部平齐，壳体1、第一导热件11、电芯2以及第二导热件12均由防腐蚀的金属材质制成。

电芯2上设有用于控制阻燃介质3的第一压力控制阀4，电芯2的内部通过第一压力控制阀4与存储腔5的底部导通，当电芯2内部的气压大于壳体1与电芯2之间的气压时，阻燃介质3能通过第一压力控制阀4导通至电芯2内部，壳体1上设有第二压力控制阀6，存储腔5通过第二压力控制阀6能够与壳体1外部导通，第二压力控制阀6的开启压力大于第一压力控制阀4的开启压力，当第一压力控制阀4开启后，电芯2内部的气体压力仍继续增大，此时壳体1的外部通过第二压力控制阀6与存储腔5的顶部导通，第一压力控制阀4的数量以及第二压力控制阀6的数量均为两个。

壳体1外壁上开设有连通至存储腔5的注液孔13，且注液孔13位于第一压力控制阀4的上方且位于第二压力控制阀6的下方，注液孔13内穿设有用于封堵注液孔13的封堵件7，封堵件7与注液孔13孔口之间通过焊接固定。

本阻燃电池生产过程中，通过在壳体1与电芯2之间进行抽真空，使得壳体1与电芯2之间的气压同电芯2内部的气压相当，当本阻燃电池发生短路时，电芯2内部的气压大于壳体1与电芯2之间的气压，此时第一压力控制阀4的阀口开启，使得阻燃介质3通过第一压力控制阀4直接进入到电芯2内部且与电池内部的电解液混合，阻止电芯2内部燃烧，同时，通过合理设定第一压力控制阀4的压力值，使得阻燃介质3能够及时进入到电芯2内部，以防止电芯2内部开始燃烧，若当第一压力控制阀4开启后，电芯2内部的气体压力仍继续增大，此时壳体1的外部通过第二压力控制阀6与存储腔5的顶部导通，使得电芯2内部的过多的气压通过第二压力控制阀6阀口释放至壳体1外部，二次阻燃以防止电芯2内部燃烧，从而进一步提高阻燃电池的安全系数。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了壳体1、第一导热件11、第二导热件12、注液孔13、电芯2、阻燃介质3、第一压力控制阀4、存储腔5、第二压力控制阀6、封堵件7等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。