本實用新型涉及鋰離子電池保護領(lǐng)域，具體而言，涉及一種防止電池熱失控的電源及供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

汽車使用越來越普及，全球環(huán)境污染和石油緊缺問題也越來越突出。由于鋰電池具有對環(huán)境污染小、無噪音、能量高等優(yōu)點，現(xiàn)被廣泛的應(yīng)用，尤其是近幾年應(yīng)用于一種電動汽車，該電動汽車主要工作原理是通過鋰電池向電動機提供電能，驅(qū)動電動機運轉(zhuǎn)，從而推動汽車前進。

鋰電池在充、放電使用下，電池內(nèi)部發(fā)生的電化學反應(yīng)會產(chǎn)生熱量，當電池單體受外力擠壓、穿刺及發(fā)生內(nèi)部短路時，會加劇鋰電池內(nèi)部發(fā)熱，并產(chǎn)生高溫氣體，極易發(fā)生爆炸、著火等事故。若不采取恰當?shù)拇胧?，當其中一個電池單體發(fā)生熱失穩(wěn)時，會波及鄰近的其他電池單體，導致熱失控傳播，引發(fā)更大的事故。

日常使用的電池組由多排多列的電池單體組成，通常電池單體上沒有設(shè)置短路保護裝置，安全可靠性差。某一電池單體內(nèi)的電解液及高溫氣體發(fā)生爆噴時，由于該電池單體形變而導致該電池單體與正負極集流板導通，使得整個電池組發(fā)生短路，持續(xù)的短路會使熱失穩(wěn)的電池單體及周邊電池單體的溫度急劇上升，引發(fā)熱失控蔓延。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種防止電池熱失控的電源及供電系統(tǒng)，其能夠在某個電池單體發(fā)生熱失穩(wěn)時，通過短路保護，使熱失穩(wěn)的電池單體不會與周邊電池單體及正、負極集流板發(fā)生導通，進而避免二次短路的發(fā)生，從根本上抑制了熱失控的傳播。

本實用新型較佳實施例提供一種防止電池熱失控的電源，所述電源包括多個電池單體及集流板組件，其中：

所述集流板組件包括正集流板及負集流板，所述多個電池單體平行設(shè)置于所述負集流板與正集流板之間，所述正集流板及負集流板上分別設(shè)置有絕緣件；

所述負集流板與所述多個電池單體的負極通過負極連接板電性連接；

所述正集流板與所述多個電池單體的正極通過多個正極連接件電性連接。

在本實用新型較佳實施例中，所述絕緣件包括絕緣層，所述絕緣層分別設(shè)置于所述正集流板及負集流板上，其中：

所述正集流板的所述絕緣層設(shè)置于所述正集流板靠近電池單體一側(cè)的表面上；

所述負集流板的所述絕緣層設(shè)置于所述負集流板遠離電池單體一側(cè)的表面上或者所述負集流板兩側(cè)表面上均設(shè)置有所述絕緣層。

在本實用新型較佳實施例中，所述絕緣件還包括用于將所述絕緣層與所述正集流板，及所述絕緣層與所述負集流板分別加固的絕緣固定件，其中：

加固所述正集流板及所述絕緣層的所述絕緣固定件上開設(shè)有多個用于將所述電池單體的正極露出的第一凸孔，所述第一凸孔開設(shè)的數(shù)量與所述電池單體的數(shù)量相同；

加固所述負集流板及所述絕緣層的所述絕緣固定件上開設(shè)有多個用于將所述電池單體的負極露出的第二凸孔，所述第二凸孔開設(shè)的數(shù)量與所述電池單體的數(shù)量相同。

在本實用新型較佳實施例中，所述正集流板上開設(shè)有多個用于將所述多個電池單體的正極露出的第一通孔，所述第一通孔開設(shè)的數(shù)量及位置與所述第一凸孔相匹配。

在本實用新型較佳實施例中，所述負集流板上開設(shè)有多個用于將所述多個電池單體的負極露出的第二通孔，所述第二通孔開設(shè)的數(shù)量及位置與所述第二凸孔相匹配。

在本實用新型較佳實施例中，所述負極連接板包括多個負極連接件，多個所述負極連接件設(shè)置的數(shù)量及位置與所述負集流板上開設(shè)的多個所述第二通孔的數(shù)量及位置相匹配。

在本實用新型較佳實施例中，所述負極連接件包括負極本體、負極耳及用于連接所述負極本體及負極耳的熔斷件，所述負極耳與所述電池單體的負極電性連接，所述負極本體與所述負集流板固定連接。

在本實用新型較佳實施例中，所述負極連接件為平面螺旋結(jié)構(gòu)。

在本實用新型較佳實施例中，所述正極連接件為片狀結(jié)構(gòu)，所述正極連接件包括正極本體、正極耳及用于連接所述正極本體及正極耳的熔斷片，所述正極耳與所述電池單體的正極電性連接，所述正極本體與所述正集流板固定連接。

本實用新型較佳實施例還提供一種供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括上述任意一項的防止電池熱失控的電源。

相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實用新型提供的防止電池熱失控的電源及供電系統(tǒng)，具有以下有益效果：

所述電源包括多個電池單體及集流板組件。所述集流板組件包括正集流板及負集流板，所述多個電池單體平行設(shè)置于所述負集流板與正集流板之間，所述正集流板及負集流板上分別設(shè)置有絕緣件。所述負集流板與所述多個電池單體的負極通過負極連接板電性連接。所述正集流板與所述多個電池單體的正極通過多個正極連接件電性連接。由此，即使在某個電池單體發(fā)生熱失穩(wěn)時，該熱失穩(wěn)的電池單體不會與周邊電池單體及正、負極集流板發(fā)生導通，進而避免二次短路的發(fā)生，從根本上抑制了熱失控的傳播。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應(yīng)當理解，以下附圖僅示出了本實用新型的某些實施例，因此不應(yīng)被看作是對范圍的限定，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實用新型較佳實施例提供的防止電池熱失控的電源的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的單個電池單體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的負極連接板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本實用新型較佳實施例提供的圖3所示的負極連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的正極連接件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標：100-電池單體；110-正極；120-負極；200-集流板組件；210-正集流板；212-第一通孔；220-負集流板；222-第二通孔；300-絕緣件；310-絕緣層；320-絕緣固定件；321-第一凸孔；323-第二凸孔；400-負極連接板；410-負極連接件；412-負極本體；414-負極耳；416-熔斷件；500-正極連接件；510-正極本體；512-正極耳；514-熔斷片。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實用新型產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的電源或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術(shù)語“水平”、“豎直”、“懸垂”等術(shù)語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

請參閱圖1，圖1為本實用新型較佳實施例提供的防止電池熱失控的電源的結(jié)構(gòu)示意圖。所述防止電池熱失控的電源包括多個電池單體100、集流板組件200、絕緣件300、負極連接板400及正極連接件500。

在本實施例中，所述集流板組件200包括正集流板210及負集流板220，所述多個電池單體100平行設(shè)置于所述負集流板220與正集流板210之間，所述正集流板210及負集流板220上分別設(shè)置有絕緣件300。所述負集流板220與所述多個電池單體100通過負極連接板400電性連接。所述正集流板210與所述多個電池單體100通過多個正極連接件500電性連接。

請參閱圖1及圖2，圖2為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的單個電池單體100的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，電池單體100包括正極110及負極120。具體地，所述負集流板220與所述多個電池單體100的負極120通過負極連接板400電性連接。所述正集流板210與所述多個電池單體100的正極110通過多個正極連接件500電性連接。

請再次參閱圖2，在本實施例中，所述絕緣件300包括絕緣層310，所述絕緣層310分別設(shè)置于所述正集流板210及負集流板220上，其中：

所述正集流板210的所述絕緣層310可設(shè)置于所述正集流板210靠近電池單體100一側(cè)的表面上。

所述負集流板220的所述絕緣層310可設(shè)置于所述負集流板220遠離電池單體100一側(cè)的表面上或者所述負集流板220兩側(cè)表面上均設(shè)置有所述絕緣層310。其中，采用負集流板220兩側(cè)表面均設(shè)置所述絕緣層310的方式所達到的效果較優(yōu)。

在本實施例中，所述絕緣層310的設(shè)置方式可以是，但不限于，采用絕緣材料涂抹在所述集流板組件200設(shè)置絕緣層310的相應(yīng)位置上，采用粘性部件將所述絕緣層310粘貼所述集流板組件200設(shè)置絕緣層310的相應(yīng)位置上。

所述絕緣材料有很多種類，可分氣體、液體、固體三大類。常用的氣體絕緣材料有空氣、氮氣、六氟化硫等。液體絕緣材料主要有礦物絕緣油、合成絕緣油(硅油、十二烷基苯、聚異丁烯、異丙基聯(lián)苯、二芳基乙烷等)兩類。固體絕緣材料可分有機、無機兩類。在本實施例中，制造所述絕緣層310的絕緣材料優(yōu)選采用無機固體絕緣材料，可以是，但不限于，由云母、玻璃、陶瓷及它們的混合物制成的無機固體絕緣材料，由硅、硼及多種金屬氧化物組成的無機固體絕緣材料。無機固體絕緣材料主要是以離子型結(jié)構(gòu)為主，耐熱性高，穩(wěn)定性好，有較好耐大氣老化性、耐化學藥品性及長期在電場作用下的抗腐蝕性。

在本實施例中，所述絕緣件300還包括用于將所述絕緣層310與所述正集流板210，及所述絕緣層310與所述負集流板220分別加固的絕緣固定件320，其中：

加固所述正集流板210及所述絕緣層310的所述絕緣固定件320上開設(shè)有多個用于將所述電池單體100的正極110露出的第一凸孔321，所述第一凸孔321開設(shè)的數(shù)量與所述電池單體100的數(shù)量相同。

加固所述負集流板220及所述絕緣層310的所述絕緣固定件320上開設(shè)有多個用于將所述電池單體100的負極120露出的第二凸孔323，所述第二凸孔323開設(shè)的數(shù)量與所述電池單體100的數(shù)量相同。

在本實施例中，制造所述絕緣固定件320的材料優(yōu)選采用ABS塑料(Acrylonitrile Butadiene Styrene plastic)，ABS塑料的化學名稱為丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile Butadiene Styrene copolymer，簡稱ABS)，是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物。ABS通常為淺黃色或乳白色的粒料非結(jié)晶性樹脂，是使用最廣泛的工程塑料之一。ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。

在本實施例中，通過在集流板組件200的表面上設(shè)置絕緣層310及絕緣固定件320，以此實現(xiàn)對電池單體100及集流板組件200的雙重保護，增強絕緣性及抗沖擊性。即使，在電池單體100發(fā)生內(nèi)部短路引起熱失穩(wěn)時，該熱失穩(wěn)的電池單體100也不會與周邊電池單體100及集流板組件200發(fā)生導通，避免了二次短路及熱失控擴散的發(fā)生。

請再次參閱圖1及圖2，在本實施例中，所述正集流板210上開設(shè)有多個用于將所述多個電池單體100的正極110露出的第一通孔212，所述第一通孔212開設(shè)的數(shù)量及位置與所述第一凸孔321相匹配。

所述負集流板220上開設(shè)有多個用于將所述多個電池單體100的負極120露出的第二通孔222，所述第二通孔222開設(shè)的數(shù)量及位置與所述第二凸孔323相匹配。

請參閱圖3，圖3為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的負極連接板400的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述負極連接板400包括多個負極連接件410及多個用于通風的通風孔。多個所述負極連接件410設(shè)置的數(shù)量及位置與所述負集流板220上開設(shè)的多個所述第二通孔222的數(shù)量及位置相匹配。

請參閱圖4，圖4為本實用新型較佳實施例提供的圖3所示的負極連接件410的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述負極連接件410包括負極本體412、負極耳414及用于連接所述負極本體412及負極耳414的熔斷件416。所述負極耳414與所述電池單體100的負極120電性連接，所述負極本體412與所述負集流板220固定連接。

在本實施例中，制造所述熔斷件416的材料可以是，但不限于，鋁制材料、鎳制材料、鍍鎳材料等具有可熔斷性的材料。所述負極本體412與所述負集流板220可優(yōu)選采用焊接的方式固定連接。

在本實施例中，所述負極連接件410優(yōu)選采用平面螺旋形結(jié)構(gòu)。

請參閱圖5，圖5為本實用新型較佳實施例提供的圖1所示的正極連接件500的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，所述正極連接件500為片狀結(jié)構(gòu)，所述正極連接件500包括正極本體510、正極耳512及用于連接所述正極本體510及正極耳512的熔斷片514。所述正極耳512與所述電池單體100的正極110電性連接，所述正極本體510與所述正集流板210固定連接。

在本實施例中，熔斷片514優(yōu)選采用鋁薄片制造。所述正極本體510與所述正集流板210可優(yōu)選采用焊接的方式固定連接。

在本實施例中，所述負極連接件410上設(shè)置的所述熔斷件416以及正極連接件500上設(shè)置的熔斷片514，相當于保險絲的作用。當電流超過設(shè)計的最大載流，或者電池單體100溫度過高，超過設(shè)定溫度時，熔斷件416及熔斷片514能瞬間熔斷，從而保護了鋰電池，避免著火、爆炸等危險情況的發(fā)生。熔斷件416及熔斷片514，一方面能夠發(fā)揮柔性連接的作用，更加安全、可靠；另一方面可結(jié)合額定電流和材料橫截面的換算關(guān)系進行設(shè)計，能及時熔斷，發(fā)揮保護作用。

本實用新型實施例還提供了一種供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括上述的防止電池熱失控的電源。

綜上所述，本實用新型提供的防止電池熱失控的電源及供電系統(tǒng)。所述電源包括多個電池單體及集流板組件。所述集流板組件包括正集流板及負集流板，所述多個電池單體平行設(shè)置于所述負集流板與正集流板之間，所述正集流板及負集流板上分別設(shè)置有絕緣件。所述負集流板與所述多個電池單體的負極通過負極連接板電性連接。所述正集流板與所述多個電池單體的正極通過多個正極連接件電性連接。由此，通過絕緣件包括的絕緣層及絕緣固定件的雙重絕緣保護，以及熔斷件、熔斷片的熔斷保護，當電池單體內(nèi)部發(fā)生短路、電流過大、溫度過高等熱失穩(wěn)情況時，該熱失穩(wěn)的電池單體不會與周邊電池單體及正、負極集流板發(fā)生導通，進而避免二次短路的發(fā)生，從根本上抑制了熱失控的傳播，避免對鋰電池的性能產(chǎn)生的影響，防止高溫或燃燒等危險情況發(fā)生。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。