防爆电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种防爆电池。


背景技术：

2.随着爆炸性混合物环境中使用的各类电子和电气设备对蓄电池容量的要求越来越大，对体积的要求越来越小，现在的工业生产趋于选择使用能量密度更高的锂离子电池。但是，电池能量密度越高，影响其使用安全的因素也越多，因此，对爆炸性混合物环境中使用的锂离子电池的防爆保护要求也更严格。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
4.为此，本实用新型的一个目的在于提出一种防爆电池，以实现对电池模组的防爆保护。
5.为达到上述目的，本实用新型提出了一种防爆电池，包括：第一箱体、第二箱体和第三箱体；设置在所述第一箱体之中的第一电池模组，其中，所述第一电池模组包括第一区域和第二区域；设置在所述第二箱体之中的第二电池模组，其中，所述第二电池模组包括第三区域和第四区域；设置在所述第三箱体之中的电源控制模组；设置在所述第一箱体和所述第三箱体之间的第一泄压装置，用于将所述第一箱体之中的压力泄放至所述第三箱体；设置在所述第二箱体和所述第三箱体之间的第二泄压装置，用于将所述第二箱体之中的压力泄放至所述第三箱体；以及设置在所述第三箱体之中的第三泄压装置，用于将所述第三箱体之中的压力泄放至外界。
6.本实用新型的防爆电池，能够通过分别在第一箱体和第三箱体之间、第二箱体和第三箱体之间以及第三箱体上设置泄压装置，形成二级泄放，以在电池发生热失控等故障导致泄压阀打开时通过逐级泄放有效降低第一电池模组和第二电池模组气体排出产生的压力，防止破坏上一层级的壳体，更不会对外部环境造成爆炸性极端危害，另外，防爆电池中的电池分成两个模组放置在不同的箱体内，可以大大提高防爆电池的安全系数。
7.另外，根据本实用新型上述提出的防爆电池还可以具有如下附加的技术特征：
8.进一步地，所述第二区域包括所述第一电池模组中所有的泄压阀；所述第四区域包括所述第二电池模组中所有的泄压阀。
9.具体地，覆盖所述第一电池模组的所述第一区域的第一浇封层，所述第一浇封层具有第一开口，所述第一开口对应所述第一电池模组的泄压阀，以使所述第一电池模组的泄压阀可以经所述第一开口排气；至少覆盖所述第一电池模组的所述第二区域的第二浇封层，其中，所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述第一电池模组的泄压阀打开时的冲击强度，以使所述第一电池模组的泄压阀打开时冲破所述第二浇封层；覆盖所述第二电池模组的所述第三区域的第三浇封层，所述第三浇封层具有第二开口，所述第二开口对应所述第二电池模组的泄压阀，以使所述第二电池模组的泄压阀可以经所述第二开口排气；至少覆
盖所述第二电池模组的所述第四区域的第四浇封层，其中，所述第四浇封层的抗冲击强度小于所述第二电池模组的泄压阀打开时的冲击强度，以使所述第二电池模组的泄压阀打开时冲破所述第四浇封层。
10.具体地，所述第二浇封层还覆盖所述第一区域，且所述第二浇封层的抗冲击强度小于所述第一浇封层的抗冲击强度；所述第四浇封层还覆盖所述第三区域，且所述第四浇封层的抗冲击强度小于所述第三浇封层的抗冲击强度。
11.进一步地，上述防爆电池还包括：覆盖所述第二浇封层的第五浇封层，其中，所述第五浇封层在所述第一电池模组的泄压阀位置处具有第三开口，所述第三开口对应所述第一电池模组的泄压阀，以使所述第一电池模组的泄压阀可以经所述第三开口排气，所述第五浇封层的抗冲击强度大于所述第一浇封层的抗冲击强度；覆盖所述第四浇封层的第六浇封层，其中，所述第六浇封层在所述第二电池模组的泄压阀位置处具有第四开口，所述第四开口对应所述第二电池模组的泄压阀，以使所述第二电池模组的泄压阀可以经所述第四开口排气，所述第六浇封层的抗冲击强度大于所述第三浇封层的抗冲击强度，其中，所述第一浇封层、所述第二浇封层、所述第三浇封层、所述第四浇封层、所述第五浇封层和所述第六浇封层为硅胶或环氧树脂。
12.进一步地，上述防爆电池还包括：设置在所述第一箱体之中的第一压力传感器；设置在所述第二箱体之中的第二压力传感器；设置在所述第三箱体之中的第三压力传感器，其中，所述第三压力传感器的压力阈值小于所述第一压力传感器和所述第二压力传感器的压力阈值。
13.具体地，所述第一箱体、第二箱体和第三箱体为防爆箱体，所述防爆箱体包括：箱体本体；设置在所述箱体本体之上的防爆盖，其中，所述防爆盖通过螺栓与所述箱体本体相连。
14.进一步地，上述防爆电池还包括：所述第一箱体和所述第三箱体之间通过第一引线装置使得所述第一电池模组和所述电源控制模组电连接；所述第二箱体和所述第三箱体之间通过第二引线装置使得所述第二电池模组和所述电源控制模组电连接；所述第三箱体上设置有第三引线装置使得所述电源控制模组与外部电路电连接。
15.具体地，覆盖所述第一电池模组和覆盖所述第二电池模组的所述浇封层分别与所述防爆盖之间存在自由空间。
16.进一步地，上述防爆电池还包括：设置在所述第一箱体之中的第一支撑件，所述第一支撑件用于支撑并固定所述第一电池模组；设置在所述第二箱体之中的第二支撑件，所述第二支撑件用于支撑并固定所述第二电池模组；设置在所述第三箱体之中的第三支撑件，所述第三支撑件用于支撑并固定所述电源控制模组。
17.本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型第一个实施例的防爆电池的结构示意图；
20.图2是根据本实用新型第二个实施例的防爆电池的结构示意图；
21.图3是根据本实用新型第三个实施例的防爆电池的结构示意图；
22.图4是根据本实用新型第四个实施例的防爆电池的结构示意图；
23.图5是根据本实用新型第五个实施例的防爆电池的结构示意图；
24.图6是根据本实用新型第六个实施例的防爆电池的结构示意图；
25.图7是根据本实用新型第七个实施例的防爆电池的结构示意图；
26.图8是根据本实用新型第八个实施例的防爆电池的结构示意图；
27.附图标记：防爆电池1000、箱体本体101、防爆盖102；
28.第一箱体100、第一电池模组110、第一浇封层120、第二浇封层130、第五浇封层140、第一压力传感器150、第一支撑件160、电极11、泄压阀12；
29.第二箱体200、第二电池模组210、第三浇封层220、第四浇封层230、第六浇封层240、第二压力传感器250、第二支撑件260、电极21、泄压阀22；
30.第三箱体300、电源控制模组310、第一泄压装置400、第二泄压装置500、第三泄压装置320、第一引线装置600、第二引线装置700、第三压力传感器330、第三支撑件340。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
32.下面结合附图来描述本实用新型实施例的防爆电池。
33.图1是根据本实用新型第一个实施例的防爆电池的结构示意图。
34.如图1所示，本实用新型实施例的防爆电池1000，可包括：第一箱体100、第二箱体200、第三箱体300、第一电池模组110、第二电池模组210、电源控制模组310、第一泄压装置400、第二泄压装置500和第三泄压装置320。
35.其中，第一电池模组110设置在第一箱体100之中，第一电池模组110包括第一区域和第二区域。第二电池组210设置在第二箱体200之中，第二电池模组210包括第三区域和第四区域。
36.进一步地，如图1所示，第一区域可包括第一电池模组110中所有的电极11，第二区域可包括第一电池模组110中所有的泄压阀12，第三区域可包括第二电池模组210中所有的电极21，第四区域可包括第二电池模组210中所有的泄压阀22。
37.应当理解的是，第一电池模组110和第二电池模组210，可包括电池包，其中电池包可以由单体锂电池以串联或并联方式连接构成。任一单体锂电池具有正负两个电极，当电池模组中设置有n个单体锂电池时，则有n*2个电极，n为大于1的整数，例如，第一区域包括第一电池模组110中所有的电极11，第三区域包括第二电池模组210中所有的电极21。同理，第二区域包括第一电池模组110中所有的泄压阀12，第四区域包括第二电池模组210中所有的泄压阀22。
38.需要说明的是，电池爆炸一般是指锂电池发生热失控等故障，使得电池内部压力急剧增大，直至冲破包覆电池的外壳发生爆炸。因此，大容量锂电池上通常会带有泄压阀，
能够使电池内部的气体压力达到泄压阀的预设阈值时，即可通过打开泄压阀将电池内部气体泄放至电池外部，有效避免电池发生爆炸。
39.电源控制模组310可设置在第三箱体300之中，应说明的是，电源控制模组310与第一电池模组110和第二电池模组210电气连接，电池控制模组310用于控制和监测第一电池模组110和/或第二电池模组210充放电状态等。
40.在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，防爆电池1000还包括第一引线装置600，第一箱体100和第三箱体300之间通过第一引线装置600使得第一电池模组110和电源控制模组310电连接。例如，电源控制模组310与第一电池模组110之间的电控线通过第一引线装置600穿过第一箱体100和第三箱体300之间的壳体。
41.应当理解的是，第三箱体300还可设置有与外界连通的第三引线装置(图中未示出)，以便于使电源控制模组310与外部电路电连接，其中，外部电路可为用电设备的控制电路，以使电源控制模组310能够根据用电需求对第一电池模组110和/或第二电池模组210的充放电进行控制。
42.其中，第一引线装置600和第三引线装置可由一个或多个格兰头组成。
43.第一泄压装置400设置在第一箱体100和第三箱体300之间，用于将第一箱体100之中的压力泄放至第三箱体300。
44.第三泄压装置320设置在第三箱体300之中，用于将第三箱体300之中的压力泄放至外界。
45.具体地，由于第一电池模组110通过泄压阀12将其内部产生的气体泄放至第一电池模组110的外部，但是，由于第一箱体100为密封结构，因此，随着第一电池模组110的气体持续增多，会使得第一箱体100内的气体压力也逐渐增大，具有爆炸风险。由此，本实用新型在第一箱体100和第三箱体300之间设置第一泄压装置400，使得第一箱体100中的压力能够泄放至第三箱体300中，有效降低第一箱体100爆炸的风险。同时，通过第三箱体300形成的缓冲空间，有效降低需要排放的气体的压力，降低防爆电池整体发生爆炸的危险。
46.进一步地，本实用新型还在第三箱体300之中设置第三泄压装置320，使得第一电池模组110产生的气体能够最终通过第三泄压装置320泄放至防爆电池1000的外部，即，使第一电池模组110产生的气体依次通过泄压阀12、第一泄压装置400和第三泄压装置320最终排放至防爆电池1000的外部，有效防止防爆电池1000爆炸。
47.更进一步地，电源控制模组310还可与第二电池模组210电气连接，电池控制模组310用于控制和监测第二电池模组210充放电状态等。
48.在本实用新型的一个实施例中，如图3所示，防爆电池1000还包括第二引线装置700，第二箱体200和第三箱体300之间通过第二引线装置700使得第二电池模组210和电源控制模组310电连接。例如，电源控制模组310与第二电池模组210之间的电控线通过第二引线装置700穿过第二箱体200和第三箱体300之间的壳体。
49.第二泄压装置500设置在第二箱体200和第三箱体300之间，用于将第二箱体200之中的压力泄放至第三箱体300，由第三箱体300通过第三泄压装置320泄放至外界。
50.具体地，由于第二电池模组210通过泄压阀22将其内部产生的气体泄放至第二电池模组210的外部，但是，由于第二箱体200为密封结构，因此，随着第二电池模组210的气体持续增多，会使得第二箱体200内的气体压力也逐渐增大，具有爆炸风险。由此，本实用新型
还在第二箱体200和第三箱体300之间设置第二泄压装置500，使得第二箱体200中的压力能够泄放至第三箱体300中，有效降低第二箱体200爆炸的风险。同时，通过第三箱体300形成的缓冲空间，有效降低需要排放的气体的压力，降低防爆电池整体发生爆炸的危险。
51.进一步地，本实用新型还在第三箱体300之中设置第三泄压装置320，使得第二电池模组210产生的气体能够最终通过第三泄压装置320泄放至防爆电池1000的外部，即，使第二电池模组210产生的气体依次通过泄压阀22、第二泄压装置500和第三泄压装置320最终排放至防爆电池1000的外部，有效防止防爆电池1000爆炸。
52.需要说明的是，上述实施例中所描述的第一泄压装置400、第二泄压装置500、第三泄压装置320均可为由一个或多个单向阀和/或阻火器组成的阀组。
53.在本实用新型的实施例中，能够通过分别在第一箱体和第三箱体之间、第二箱体和第三箱体之间以及第三箱体上设置泄压装置，形成二级泄放，以通过逐级泄放有效降低第一电池模组和第二电池模组气体排出的压力破坏上一层级的壳体，更不会对外部环境造成爆炸性极端危害，另外，防爆电池中的电池分成两个模组放置在不同的箱体内，可以大大提高防爆电池的安全系数，并且电池模组经过浇封后，一旦出了问题就必须更换整个模组，因此，将电池分成两个模组放置在不同的箱体内进行浇封，有效分开了单个模组的电池数量，可以有效降低损耗成本。
54.需要说明的是，浇封在一起的单体电池数量越少，浇封模组容量越低，安全系数相对更高，由此，通过将防爆电池中的电池分成两个模组放置在不同的箱体内进行浇封，可以大大提高防爆电池的安全系数。
55.在本实用新型的一个实施例中，如图4所示，上述防爆电池1000还可包括：第一浇封层120、第二浇封层130、第三浇封层220和第四浇封层230。
56.其中，第一浇封层120用于覆盖第一电池模组110的第一区域，第一浇封层120具有第一开口，第一开口对应第一电池模组110的泄压阀12，以使第一电池模组110的泄压阀12可以经第一开口排气。
57.需要说明的，由于电池中潜在的点火源为带电部件，即，第一电池模组110中的电极11，本实用新型通过第一浇封层120将第一电池模组110的第一区域进行覆盖，即，第一电池模组110中所有的电极11通过第一浇封层120与第一电池模组110外的气体隔离，从而有效防止第一电池模组110中的电极11产生电火花进而点燃周围环境中的爆炸性气体从而造成爆炸性危险事故。
58.第二浇封层130至少覆盖第一电池模组110的第二区域，其中，第二浇封层130的抗冲击强度小于所述第一电池模组110的泄压阀12打开时的冲击强度，以使第一电池模组110的泄压阀12打开时冲破第二浇封层130。
59.在本实用新型的实施例中，可通过第二浇封层130对第一电池模组110中所有的泄压阀12进行保护，以防止泄压阀12由来自第一电池模组110外部的力冲破，从而影响第一电池模组110内部的压力环境，造成电池爆破，有效提高电池模组的可靠性。
60.另外，第二浇封层130和泄压阀12可由第一电池模组110内部产生的气体冲破，即，第二浇封层130和泄压阀12能够在第一电池模组110内部压力急剧增加时破开，以将第一电池模组110内部的气体泄出至第一电池模组110外部，避免第一电池模组110内部气体持续增多，引发爆炸。
61.可选的，为了进一步对第一电池模组110中的电极11进行隔离，可使第二浇封层130覆盖第一区域。其中，第二浇封层130的抗冲击强度小于第一浇封层120的抗冲击强度，使得第二浇封层130能够较容易被第一电池模组110内部的气体冲破，以实现气体泄放的目的。
62.第三浇封层220用于覆盖第二电池模组210的第三区域，第三浇封层220具有第二开口，第二开口对应第二电池模组210的泄压阀22，以使第二电池模组210的泄压阀22可以经第二开口排气。
63.需要说明的，由于电池中潜在的点火源为带电部件，即，第二电池模组210中的电极21，本实用新型通过第三浇封层220将第二电池模组210的第三区域进行覆盖，即，第二电池模组210中所有的电极21通过第三浇封层220与第二电池模组210外的气体隔离，从而有效防止第二电池模组210中的电极21产生电火花进而点燃周围环境中的爆炸性气体从而造成爆炸性危险事故。
64.第四浇封层230至少覆盖第二电池模组210的第四区域，其中，第四浇封层230的抗冲击强度小于所述第二电池模组210的泄压阀22打开时的冲击强度，以使第二电池模组210的泄压阀22打开时冲破第四浇封层230。
65.在本实用新型的实施例中，可通过第四浇封层230对第二电池模组210中所有的泄压阀22进行保护，以防止泄压阀22由来自第二电池模组210外部的力冲破，从而影响第二电池模组210内部的压力环境，造成电池爆破，有效提高电池模组的可靠性。
66.另外，第四浇封层230和泄压阀22可由第二电池模组210内部产生的气体冲破，即，第四浇封层230和泄压阀22能够在第二电池模组210内部压力急剧增加时破开，以将第二电池模组210内部的气体泄出至第二电池模组210外部，避免第二电池模组210内部气体持续增多，引发爆炸。
67.可选的，为了进一步对第二电池模组210中的电极21进行隔离，可使第四浇封层230覆盖第三区域。其中，第四浇封层230的抗冲击强度小于第三浇封层220的抗冲击强度，使得第四浇封层230能够较容易被第二电池模组210内部的气体冲破，以实现气体泄放的目的。
68.在本实用新型的一个实施例中，如图5所示，上述防爆电池1000还可包括：第五浇封层140和第六浇封层240。
69.其中，第五浇封层140覆盖第二浇封层130，第五浇封层140在第一电池模组110的泄压阀12位置处具有第三开口，第三开口对应第一电池模组110的泄压阀12，以使第一电池模组110的泄压阀12可以经第三开口排气，第五浇封层140的抗冲击强度大于第一浇封层120的抗冲击强度。
70.第六浇封层240覆盖第四浇封层230，第六浇封层240在第二电池模组210的泄压阀22位置处具有第四开口，第四开口对应第二电池模组210的泄压阀22，以使第二电池模组210的泄压阀22可以经第四开口排气，第六浇封层240的抗冲击强度大于第三浇封层220的抗冲击强度，其中，第一浇封层120、第二浇封层130、第三浇封层220、第四浇封层230、第五浇封层140和第六浇封层240均可为硅胶或环氧树脂。
71.也就是说，通过在第二浇封层130的外侧设置第五浇封层140，能够在泄压阀12打开时，有效限制对第二浇封层130的破坏程度，即，使破坏部分能够被最大程度上限制在泄
压阀12处，有效降低对第一浇封层120的破坏影响，提高了浇封防护的可靠性。同理，通过在第四浇封层230的外侧设置第六浇封层240，能够在泄压阀22打开时，有效限制对第四浇封层230的破坏程度，即，使破坏部分能够被最大程度上限制在泄压阀22处，有效降低对第三浇封层220的破坏影响，提高了浇封防护的可靠性。再者，采用硅胶或环氧树脂能够简化浇封层的制造工艺，并且能够保证较好的浇封保护效果，具有较好的实用性和适用性。
72.进一步地，第一浇封层120、第二浇封层130和第五浇封层140填充满在第一电池模组110和第一箱体100的侧壁和底部之间的空间，以使其与所述防爆箱体本体紧密贴合和固定第一电池模组110，防止第一电池模组210在防爆电池1000被移动时产生碰撞，造成第一电池模组110内部发生不必要的反应。同理，第三浇封层220、第四浇封层230和第六浇封层240填充满在第二电池模组210和第二箱体200的侧壁和底部之间的空间，以使其与所述防爆箱体本体紧密贴合和固定第二电池模组210，防止第二电池模组210在防爆电池1000被移动时产生碰撞，造成第二电池模组210内部发生不必要的反应。
73.进一步地，如图6所示，上述防爆电池1000还可包括：第一压力传感器150、第二压力传感器250和第三压力传感器330。
74.其中，第一压力传感器150设置在第一箱体100之中，第二压力传感器250设置在第二箱体200之中，第三压力传感器330设置在第三箱体300之中，其中，第三压力传感器330的压力阈值小于第一压力传感器150和第二压力传感器250的压力阈值。
75.具体地，由于第三压力传感器330的压力阈值小于第一压力传感器150和第二压力传感器250的压力阈值，因此，使得气体通过第一泄压装置400或第二泄压装置500进入到第三箱体300，受到第三箱体300的缓冲减压后的压力，仍然能够达到触发第三压力传感器330的压力阈值，提高压力检测的精确性，确保在箱体内部压力升高时，电源控制模组能及时切断防爆电池与外部电路之间的连接，同时对箱体内部压力进行及时泄压，在最大程度上降低防爆电池的爆炸隐患。
76.在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，第一箱体100、第二箱体200和第三箱体300为防爆箱体，防爆箱体包括：箱体本体101和防爆盖102。
77.其中，防爆盖102设置在箱体本体101上，防爆盖102通过螺栓与箱体本体101相连，以便于及时更换和维护第一电池模组110或第二电池模组210，节约生产成本。
78.进一步地，覆盖第一电池模组110的浇封层和覆盖第二电池模组210的浇封层分别与防爆盖102之间存在自由空间，以为泄压阀12或泄压阀22打开后的产生气体提供缓冲区域，避免防爆箱体发生爆炸性事故等。
79.在本实用新型的一个实施例中，如图8所示，上述防爆电池还可包括第一支撑件160、第二支撑件260和第三支撑件340。
80.其中，第一支撑件160设置在第一箱体100之中，用于支撑并固定第一电池模组110，第二支撑件260设置在第二箱体200之中，用于支撑并固定第二电池模组210，第三支撑件340设置在第三箱体300之中用于支撑并固定电源控制模组310。
81.综上所述，本实用新型实施例的防爆电池，能够分别通过第一浇封层和第二浇封层以及第三浇封层和第四浇封层对第一电池模组和第二电池模组的电极进行覆盖，有效实现对电极的隔离，避免电池模组电极产生电火花与环境气体接触造成爆炸性事故，同时，通过分别在第一箱体和第三箱体之间、第二箱体和第三箱体之间以及第三箱体上设置泄压装
置，形成二级泄放，以通过逐级泄放有效降低第一电池模组和第二电池模组气体排出的压力破坏上一层级的壳体，更不会对外部环境造成爆炸性极端危害，另外，防爆电池中的电池分成两个模组放置在不同的箱体内，可以大大提高防爆电池的安全系数。
82.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
83.此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。