具有热防护机制的电池设备制造技术

本实用新型专利技术公布一种具有热防护机制的电池设备，包括有多个电池芯及至少一散热容器。散热容器包括有框架及两个薄膜。框架包括有至少一穿孔部。薄膜连接框架，并覆盖框架上的穿孔部，使得穿孔部成为密闭空间。液体设置在密闭空间内，其中液体可以是水或水溶液。电池芯的底部与散热容器的薄膜相邻，当电池芯的温度过高时，会造成散热容器的薄膜破损。液体会喷出散热容器并接触电池芯，以降低电池芯的温度。本实用新型专利技术的电池设备可在减少电池装置的设置成本的同时，达到防止电池装置热失控的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
具有热防护机制的电池设备


[0001]本技术涉及一种具有热防护机制的电池设备，可快速降低热失控的电池芯的温度，并可有效避免热失控的电池芯造成其他电池芯发生热失控。

技术介绍

[0002]可充电电池(Rechargeable battery)广泛地指涉可以再次充电及反复使用的电池的总称，主要包括有镍氢电池、镍镉电池、锂离子电池等，并被大量的应用在电子产品、家电产品及交通工具上。
[0003]可充电电池是发展电动车产业的重点技术之一，如何提高可充电电池的充电量、缩短可充电电池的充电时间及提高可充电电池的安全性，都是推广及发展电动车产业的重点。锂离子电池具有高能量密度、输出功率大、无记忆效应、低自放电、工作温度范围广及充放电速度快等优点，已成为电动车主要使用的可充电电池。
[0004]一般而言会将多个电池芯(Cell)连接，以形成电池组，同时调整各个电池芯的串联及/或并联，使得电池组可输出产品需要的电压与电流。然而当电池组中的其中一个电池芯故障而导致短路时，将会造成其他正常的电池芯对短路的电池芯以大电流充电，进而导致短路的电池芯的温度不正常的上升。当温度超过电池芯内部的隔离层所能承受的温度时，将会造成隔离层溶解，使得电池芯的正负极材料短路，进而引发电池芯烧熔或爆炸的情形。
[0005]故障的电池芯产生的高温或喷出的电解液会传递到其他的电池芯或导电片，进而导致导电片及连接的电池芯的温度不正常的上升，并可能会造成其他正常的电池芯损坏，而造成电池组发生热失控。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术课题，本技术提出一种具有热防护机制的电池设备，主要包括有多个电池芯及至少一散热容器。散热容器包括有框架及至少一薄膜，其中框架包括有穿孔部或凹陷部。薄膜连接框架，并覆盖穿孔部或凹陷部，以在框架及薄膜之间形成密闭的容置空间。
[0007]电池芯的底部或正极朝向散热容器的薄膜，当电池芯的温度过高或发生热失控时，例如电池芯的温度超过摄氏160度至200度，将会导致散热容器的薄膜破损。容置空间内设置液体，例如液体可以是水或水溶液，其中液体会经由破损的薄膜流出，并喷洒撒在温度过高或热失控的电池芯上，以降低电池芯的温度，并防止其他正常的电池芯发生热失控的连锁反应。
[0008]本技术设置在散热容器的密闭空间内的液体主要成分是水，水具有相当高的热稳定性及比热，使得喷出散热容器的水或水溶液可有效降低热失控的电池芯的温度。另外水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2266千焦/千克，大约为水自0℃加热至100℃所需能量的5.4倍。因此水被热失控的电池芯加热置沸点并由液态蒸发为气态时，更可大量的吸
收热失控的电池芯产生的热量，并大幅降低热失控的电池芯的温度。
[0009]此外，当散热容器的薄膜破裂时，有部分的水会喷出容器，而有部分的水则会残留在散热容器内。喷出散热容器的液体或气化的水会直接且快速地降低热失控的电池芯温度，而留在散热容器内的水则会持续吸收热失控的电池芯的温度。当留在散热容器内的水温大于沸点时会气化成水蒸气，并由热失控的电池芯吸收大量的热量，以持续降低热失控的电池芯的温度，直到残留在散热容器内的水消耗殆尽。
[0010]本技术的一目的，在于提供一种具有热防护机制的电池设备，不需要额外设置侦测器及复杂的控制电路来量测电池芯的温度，并判断电池芯是否发生热失控。具体而言，本技术可透过黏胶或焊接，例如硬焊(welding)或软焊(soldering)，将薄膜设置在框架上，以在薄膜及框架之间形成密闭空间，并将水设置在密闭空间内。因此本技术可提供一种低廉且安全稳定的具有热防护机制的电池设备，可在减少电池装置的设置成本的同时，达到防止电池装置热失控的目的。
[0011]此外，多个导电层可串联或并联多个电池芯，以形成电池模块。在使用过程中，例如充电及放电，电池模块两侧的温度会产生差异，其中一侧为高温侧(hotside)，而另一侧为低温侧(coolside)。高温侧及低温侧的电池模块会经由热传导的方式将热量传递给散热容器，使得散热容器的两侧产生温度差。散热容器的密闭空间内的液体会因为温差而产生对流，并可用以平衡电池模块的高温侧及低温侧的温度。
[0012]为了达到上述的目的，本技术提出一种具有热防护机制的电池设备，包括有：多个电池芯，其中电池芯包括有两个底面及一个侧面，侧面位于两个底面之间；至少一散热容器，与多个电池芯相邻，并包括有：框架，包括有至少穿孔部或凹陷部；至少一薄膜，连接框架并覆盖穿孔部或凹槽，并在薄膜与框架之间形成密闭空间，其中薄膜与多个电池芯的至少一底面相邻；及液体，放置在散热容器的密闭空间内，其中液体为水或水溶液。
[0013]本技术提出另一种具有热防护机制的电池设备，包括有：多个电池芯，其中电池芯包括有两个底面及一个侧面，侧面位于两个底面之间；至少一散热容器，与多个电池芯相邻，并包括有：框架，包括有至少穿孔部；两个薄膜，连接框架并覆盖穿孔部，并在两个薄膜与框架之间形成密闭空间，其中薄膜接触多个电池芯的侧面；及液体，放置在散热容器的密闭空间内，其中液体为水或水溶液。
[0014]在至少一实施例中，所述框架包括有第一表面、第二表面及侧表面，侧表面连接第一表面及第二表面，而薄膜为两个，分别连接第一表面及第二表面。
[0015]在至少一实施例中，所述的具有热防护机制的电池设备还包括有至少一连接支架，连接支架用于连接框架，并将框架及薄膜之间的密闭空间区分成多个容置空间。
[0016]在至少一实施例中，所述连接支架上设置凹部或连接孔，并经由凹部或连接孔连接位于连接支架两侧的容置空间。
[0017]在至少一实施例中，所述的具有热防护机制的电池设备还包括有至少一导热单元位于相邻的电池芯的侧面之间，导热单元朝向连接支架，而电池芯则朝向容置空间。
[0018]在至少一实施例中，所述的具有热防护机制的电池设备还包括有多个导电片串联或并联多个电池芯，并位于电池芯的底面与散热容器的薄膜之间。
[0019]在至少一实施例中，所述薄膜包括有至少一金属层及至少一塑料层。
[0020]在至少一实施例中，所述的具有热防护机制的电池设备还包括有多个凸起部，多
个凸起部设置在框架的第一表面及第二表面上，并于相邻的凸起部之间存在凹陷部，其中一薄膜连接第一表面及位于第一表面的凸起部，而另一薄膜则连接第二表面及位于第二表面的凸起部。
[0021]在至少一实施例中，所述电池芯位于散热容器的凹陷部内，散热容器的凸起部位于相邻的电池芯之间。
附图说明
[0022]图1是本技术具有热防护机制的电池设备实施例的立体分解示意图。
[0023]图2是本技术具有热防护机制的电池设备实施例的侧面分解示意图。
[0024]图3是本技术具有热防护机制的电池设备的散热容器实施例的立体分解图。
[0025]图4是本技术具有热防护机制的电池设备的散热容器实施例的立体透视图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有热防护机制的电池设备，其特征在于，包括有：多个电池芯，其中所述电池芯包括有两个底面及一侧面，所述侧面位于两个底面之间；至少一散热容器，与所述多个电池芯相邻，并包括有：框架，包括有至少穿孔部或凹陷部；以及至少一薄膜，连接所述框架并覆盖所述穿孔部或所述凹槽，并在所述薄膜与所述框架之间形成密闭空间，其中所述薄膜与所述多个电池芯的至少一所述底面相邻；及液体，放置在所述散热容器的所述密闭空间内，其中所述液体为水或水溶液。2.根据权利要求1所述的具有热防护机制的电池设备，其特征在于，所述框架包括有第一表面、第二表面及侧表面，所述侧表面连接所述第一表面及所述第二表面，而所述薄膜为两个，分别连接所述第一表面及所述第二表面。3.根据权利要求1所述的具有热防护机制的电池设备，其特征在于，包括有至少一连接支架连接所述框架，并将所述框架及所述薄膜之间的所述密闭空间区分成多个容置空间。4.根据权利要求3所述的具有热防护机制的电池设备，其特征在于，所述连接支架上设置凹部或连接孔，并经由所述凹部或所述连接孔连接位于所述连接支架两侧的所述容置空间。5.根据权利要求4所述的具有热防护机制的电池设备，其特征在于，还包括有至少一导热单元位于相邻的所述电池芯的所述侧面之间，所述导热单元朝向所述连接支架，而所述电池芯则朝向所述容置空间。6.根据权利要求1所述的具有热防护机制的电池设备，其特征在于，还包括有多个导电片串联或并联所述多个电池芯，并位于所述电池芯的所述底面与所述散热容器的所述薄膜之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：张古博，
申请(专利权)人：新盛力科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：