一种大容量电池及储能设备制造技术

技术编号:43292244 阅读:0 留言:0更新日期:2024-11-12 16:11
本技术属于电池领域,具体为一种大容量电池及储能设备。克服现有大容量电池热失控烟气易于从单体电池正负极柱处泄露,导致热失控烟气弥漫而引发的安全问题。大容量电池包括外壳以及放置在外壳内的n个单体电池;外壳内腔和所有单体电池内腔连通;外壳顶板上对应各单体电池极性端子开设避让孔;各个单体电池极性端子伸出对应避让孔,且避让孔对应的外壳顶板区域与单体电池壳体固定密封;单体电池极性端子与避让孔之间的间隙内设有耐温性能高于热失控烟气温度的第一绝缘密封胶层。基于第一绝缘密封胶层的保护以及密封作用,热失控烟气不易从单体电池正负极柱处泄露,构建为储能设备时,其热失控烟气仅通过泄爆汇流管排出。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池领域,具体为一种大容量电池及储能设备


技术介绍

1、目前市场上多通过并联、串联或串并联多个单体电池使其成为大容量电池(也可称之为大容量电池或电池组)。

2、但是现有的大容量电池中各单体电池自身存在差异,因木桶效应的存在,往往会受到性能最差的一块单体电池影响,导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。因此如何提升大容量电池中各单体电池的均一性成为了该领域研究的重点和难点。

3、为了解决上述问题,中国专利cn220324596u公开一种大容量电池,其结构如图1所示,此类大容量电池包括外壳1及多个单体电池2,多个单体电池依次并联,排布在外壳内腔;外壳底板11设有电解液共享腔室3,电解液共享腔室3与各个单体电池内腔的电解液区连通;外壳顶板12上开设能够使各个单体电池极性端子伸出的避让孔4;各个单体电池极性端子伸出避让孔4且避让孔4对应的外壳顶板12区域与单体电池壳体固定密封。各个单体电池内腔的电解液通过电解液共享腔室连通,使所有单体电池的电解液处于同一体系下,减少了各单体电池电解液之间的差异,一定程度上提升了各单体电池之间的一致性,从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

4、需要说明的是,上述的单体电池极性端子可以为单体电池极柱,若为了避免单体电池极柱作为极性端子不能顺利的伸出避让孔或伸出避让孔的高度不满足设定要求时,还可以在单体电池极柱上连接一个极柱转接件,并将单体电池极柱和极柱转接件配合的整体结构作为单体电池极性端子。

5、采用多个上述大容量电池装配为储能设备,通常会将各个大容量电池的泄爆管(该泄爆管为固定在外壳上且与外壳内腔连通的管段,并在管段内固定有泄爆膜)与一根泄爆汇流管连通,并将泄爆汇流管的出口端引出储能设备箱体,当任意大容量电池发生热失控后,热失控烟气依次通过泄爆管、泄爆汇流管排出储能设备箱体,避免发生热失控后,热失控烟气弥漫至整个储能设备箱体,而引发的安全事故。

6、但是,经过实验验证,当上述大容量电池中的个别单体电池发生热失控时,约10分钟后,热失控烟气会从单体电池极性端子与避让孔之间的间隙处泄露。因此,若采用上述多个大容量电池装配为储能设备,当热失控发生后,热失控烟气不仅仅通过泄爆管进入泄爆汇流管排出,也有可能从单体电池极性端子与避让孔之间的间隙处泄露,而弥漫至整个储能设备箱体,会导致热失控持续发生并扩散,严重时会引发该大容量电池甚至储能设备爆裂。


技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种大容量电池以及储能设备,克服现有大容量电池热失控烟气易于从单体电池正负极柱处泄露,导致热失控烟气弥漫而引发的安全问题。

2、本技术的构思是:

3、基于
技术介绍
中存在的问题,对上述热失控后的大容量电池进行拆解,发现,发生热失控的单体电池正负极柱出现脱落现象,经分析,出现这种现象的原因在于,单体电池正负极柱耐温性能较差,当温度达到320℃左右,持续约10分钟后,单体电池正负极柱就会脱落或者与单体电池上盖之间产生裂缝,从而导致热失控烟气从正负极柱处泄漏,通过避让孔向外壳外部弥漫的问题出现。

4、基于此,本技术考虑通过在单体电池极性端子与避让孔之间的间隙处浇注第一绝缘密封胶,固化后,形成第一绝缘密封胶层,可以避免上述问题的出现。

5、其中第一绝缘密封胶应该具有耐高温(第一绝缘密封胶可以在高于320℃的环境中稳定存在,性能不发生变化)以及绝缘性能。通常可以采用耐温性能高于320℃的环氧灌封胶或者其余一些常用的耐温性能高于320℃的灌封胶。

6、基于不同结构的单体电池极性端子,可以分两种情况讨论第一绝缘密封胶层所起作用:

7、1、单体电池极性端子为单体电池极柱:

8、在该情况下,第一绝缘密封胶层位于单体电池极柱与避让孔之间的间隙,第一绝缘密封胶层直接与单体电池极柱接触,首先,可以起到保护以及固定单体电池极柱的作用,在该第一绝缘密封胶层的保护以及固定下,热失控发生,单体电池极柱不易脱落或者与单体电池上盖之间产生裂缝,因此可以阻止热失控烟气从单体电池极柱与避让孔之间的间隙泄漏;其次,第一绝缘密封胶层还可以起到密封单体电池极柱与避让孔之间间隙的作用,确保该部位的密封性。

9、需要说明的是,该情况下,单体电池极柱伸出了避让孔,且伸出高度满足设定要求,如可以在其伸出避让孔的部位开设传热管装夹部,以固定传热管,提高此类大容量电池的散热性能。

10、若传热管采用液冷管,由于液冷管内外温差的原因,会在表面产生凝露,当凝露聚集到一定量时,会渗入极柱与避让孔之间的间隙,导致极柱与外壳电导通,进而可能会导致同一单体电池短路的情况出现。因此,当在极柱与避让孔之间的间隙处浇注第一绝缘密封胶后,即使产生凝露,在第一绝缘密封胶层的阻挡下,凝露也无法渗入极柱与避让孔之间的间隙,进而可以防止电池短路的情况发生。

11、2、单体电池极性端子为单体电池极柱与极柱转接件配合的整体结构;(包括单体电池极柱无法顺利伸出避让孔,或可以伸出避让孔,但是伸出高度不满足设定需求的情况);

12、在该种情况下,第一绝缘密封胶层也直接与单体电池极柱接触,第一绝缘密封胶层所其作用和上述第一种情况相同。

13、需要说明的是,虽然该种情况下,包括了单体电池极柱伸出避让孔的情况,但是其伸出高度并不足以在其上开设传热管装夹部,因此还是需要在单体电池极柱上增设极柱转接件以便开设传热管装夹部,固定传热管。

14、基于上述分析,本技术提出以下技术方案:

15、本技术提出一种大容量电池,其特殊之处在于:包括外壳以及并排放置在外壳内的n个单体电池;其中n为大于1的整数;

16、外壳内腔和所有单体电池内腔连通;

17、外壳顶板上对应各单体电池极性端子开设有避让孔;各个单体电池极性端子伸出对应避让孔,且避让孔对应的外壳顶板区域与单体电池壳体固定密封;

18、单体电池极性端子与避让孔之间的间隙内设有第一绝缘密封胶层,其中第一绝缘密封胶层为耐温性能高于热失控烟气温度的绝缘密封胶层。第一绝缘密封胶层直接与单体电池极柱接触,可以起到保护以及固定单体电池极柱的作用,在该第一绝缘密封胶层的保护以及固定下,热失控发生,单体电池极柱不易脱落或者与单体电池上盖之间产生裂缝,因此可以阻止热失控烟气从单体电池极性端子与避让孔之间的间隙泄漏;另外,第一绝缘密封胶层还可以起到密封单体电池极性端子与避让孔之间间隙的作用,进一步提高外壳避让孔部位的密封性。

19、进一步地,上述大容量电池还包括传热管;单体电池极性端子伸出避让孔的部位开设传热管装夹部;传热管固定在传热管装夹部内。通过在极性端子伸出避让孔的部位上设置传热管装夹部,将传热管固定在传热管装夹部内,使得传热管直接与大容量电池极性端子连接,可以将热量较为集中的极性端子上的热量及时导出,改善大容量电池散热效果。另外,当大容量电池的温度低于设定阈值时,通过向传热管中本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种大容量电池,其特征在于:包括外壳以及并排放置在外壳内的n个单体电池;其中n为大于1的整数;

2.根据权利要求1所述的大容量电池,其特征在于:还包括传热管;单体电池极性端子伸出避让孔的部位开设传热管装夹部;传热管固定在传热管装夹部内。

3.根据权利要求2所述的大容量电池,其特征在于:传热管装夹部为开设在单体电池极性端子上的通孔或通槽。

4.根据权利要求2所述的大容量电池,其特征在于:传热管为液冷管,液冷管包括液冷管主体以及液冷管进液端和出液端;

5.根据权利要求4所述的大容量电池,其特征在于:第二绝缘密封胶层为耐温性能低于320℃的灌封胶层。

6.根据权利要求4所述的大容量电池,其特征在于:还包括绝缘防护罩,绝缘防护罩设置在大容量电池的外壳顶部,各单体电池极性端子位于该绝缘防护罩内;

7.根据权利要求6所述的大容量电池,其特征在于:绝缘防护罩包括绝缘框体以及绝缘盖板;

8.根据权利要求1所述的大容量电池,其特征在于:第一绝缘密封胶层为耐温性能高于320℃的环氧树脂灌封胶层。

9.根据权利要求1所述的大容量电池,其特征在于:还包括2n个密封连接件;每个密封连接件对应于一个极性端子;

10.一种储能设备,其特征在于:包括箱体、泄爆汇流管以及位于箱体内的多个权利要求1-9任一项所述的大容量电池;各个大容量电池的泄爆管均与泄爆汇流管连通,泄爆汇流管的出口端延伸出箱体。

...

【技术特征摘要】

1.一种大容量电池,其特征在于:包括外壳以及并排放置在外壳内的n个单体电池;其中n为大于1的整数;

2.根据权利要求1所述的大容量电池,其特征在于:还包括传热管;单体电池极性端子伸出避让孔的部位开设传热管装夹部;传热管固定在传热管装夹部内。

3.根据权利要求2所述的大容量电池,其特征在于:传热管装夹部为开设在单体电池极性端子上的通孔或通槽。

4.根据权利要求2所述的大容量电池,其特征在于:传热管为液冷管,液冷管包括液冷管主体以及液冷管进液端和出液端;

5.根据权利要求4所述的大容量电池,其特征在于:第二绝缘密封胶层为耐温性能低于320℃的灌封胶层。

6.根据权利要求4所述的大容量...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩晓宇雷政军
申请(专利权)人:双澳储能科技西安有限公司
类型:新型
国别省市:

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