一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组
阅读说明：本技术 一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组 (Battery with let out and explode device and have battery module who lets out and explode device ) 是由 刘毅 雷政军 张三学 蔡潇 郑高峰 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明提出了一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组,属于电池技术领域,带有泄爆装置的电池包括盖板和泄爆管,盖板上设置有泄爆口,泄爆管与泄爆口连通,泄爆口内沿径向设置有泄爆膜,或泄爆管内沿径向设置有泄爆膜。当电池发生热失控时,电池就是高温热源,产生的高温可燃气体通过泄爆管泄放,高温的可燃混合气全程不与高温热源和空气接触,大大降低了起火的风险。(The invention provides a battery with an explosion venting device and a battery module with the explosion venting device, and belongs to the technical field of batteries. When the battery is out of control due to heat, the battery is a high-temperature heat source, the generated high-temperature combustible gas is released through the explosion release pipe, and the high-temperature combustible mixed gas is not in contact with the high-temperature heat source and the air in the whole process, so that the risk of fire is greatly reduced.)
技术领域
本发明属于电池技术领域，涉及电池的泄爆技术，具体为一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组。
背景技术
新能源电池是为工具提供动力来源的电源，多指为电动汽车、电动列车、电动自行车等提供动力的蓄电池。然而在使用时，电池的过热、过充、过放会导致电池内部集热，大量热量堆积导致电池内部温度上升，当温度上升至电池所能承受的极限时会出现热失控，当电池热失控时会产生大量可燃混合气，例如：H2、CO、CH4等，这些可燃混合气在电池内部积聚使电池内部压力上升，当电池内部压力达到一定界限后，电池会自身泄爆将可燃混合气释放到电池仓内，可燃混合气与氧气接触极易引发火灾。
现有技术对电池泄爆也有很多研究，主要分为内部泄爆和外部泄爆两种方式，内部泄爆是指在电池内部设置气体吸收材料，例如专利公告为CN 102934278A的发明专利，其是在电池壳体内部设置装有气体吸收材料的胶囊，当电池内部温度上升后胶囊破裂释放出气体吸收材料，对产生的可燃混合气进行吸收，防止气体喷出，但是该技术存在气体吸附材料在电池内部高温环境下稳定性和一致性的不好的问题，其高温下气体的吸附效率会下降不少，依旧会存在电池泄爆的情况；外部泄爆是比较常用的，其是将电池内部产生的可燃混合气向外排放，例如专利号为CN 204991875 U的实用新型专利，其是用管路将电池内部与外部的气囊连通，通过气囊收集可燃混合气，气囊增大的同时驱动顶针在外部刺破泄爆膜将压力泄放；但是当电池仓内有多块电池组合设置时，由于一块电池发生热失控渗出的高温可燃混合气会影响其他正常工作的电池，加速其他正常工作的电池发生热失控，同时这种方式存在可燃混合气外泄至环境，造成环境污染。
发明内容
针对上述现有技术大都是先将电池内部产生的可燃混合气先排放至电池仓内，排放至电池仓内的高温可燃混合气会对其他正常工作的电池造成影响的问题，本发明提出了一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组。
本发明一种带有泄爆装置的电池以及带有泄爆装置的电池模组，其是在电池本体上设置泄爆管，泄爆管与电池的电解液腔连通，通过泄爆管将电池集热产生的可燃混合气排泄掉，且不会影响其他电池的正常工作；其具体技术方案如下：
一种带有泄爆装置的电池，包括盖板和泄爆管，所述盖板上设置有泄爆口，所述泄爆管与泄爆口连通，所述泄爆口内沿径向设置有泄爆膜，或所述泄爆管内沿径向设置有泄爆膜。
进一步限定，所述泄爆管内设置有凸台，所述泄爆管通过凸台与泄爆膜固定连接；或所述泄爆膜上设置有凸台，所述泄爆膜通过凸台与泄爆口固定连接。
进一步限定，所述盖板与泄爆管一体式连接；
或所述泄爆管的底部设置有向外凸起的连接盘，所述泄爆管通过连接盘与盖板呈分体式连接。
进一步限定，所述泄爆管的顶部设置有向外凸起的连接盘。
一种带有泄爆装置的电池模组，包括电池模组本体，所述电池模组本体包括汇流管以及多个上述带有泄爆装置的带有泄爆装置的电池，多个带有泄爆装置的电池的电解液腔均通过泄爆管与汇流管连通，所述汇流管穿过电池模组本体延伸至电池模组本体的外侧。
进一步限定，所述汇流管包括汇流总管和汇流支管，每个泄爆管对应与一个汇流支管连通，所述汇流支管穿过电池模组本体与设置在电池模组本体外侧的汇流总管连通。
进一步限定，所述汇流支管通过对接接头与泄爆管连通。
进一步限定，所述带有泄爆装置的电池模组还包括与汇流总管连通的气体处理装置。
进一步限定，所述气体处理装置包括上层吸附腔和下层降温腔，所述上层吸附腔和下层降温腔通过隔板分隔，所述隔板为透气板，所述汇流总管与下层降温腔连通。
进一步限定，所述上层吸附腔内设置有气体吸附件，所述下层降温腔内设置有冷却液；所述上层吸附腔的顶部连通有排气管。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明一种带有泄爆装置的电池，其包括盖板和泄爆管，在盖板上设置有泄爆口，泄爆管与泄爆口连通，泄爆口内沿径向设置有泄爆膜，或泄爆管内沿径向设置有泄爆膜。当电池发生热失控时，电池就是高温热源，产生的高温可燃气体通过泄爆管泄放，高温的可燃混合气全程不与高温热源和空气接触，大大降低了起火的风险。
2、在泄爆管内设置有凸台，泄爆管通过凸台与泄爆膜固定连接；或泄爆膜上设置有凸台，泄爆膜通过凸台与泄爆口固定连接。通过凸台可使得泄爆口或泄爆管与泄爆膜连接的更加牢固。
3、盖板与泄爆管一体式连接，可在盖板上一体冲压形成泄爆管，操作工艺简单；或在泄爆管的底部设置向外凸起的连接盘，泄爆管通过连接盘与盖板呈分体式连接，通过连接盘使得泄爆管在与泄爆口的顶部焊接时能够焊接的更加牢固，且方便焊接操作。
4、在泄爆管的顶部设置有向外凸起的连接盘，通过泄爆管顶部的连接盘可方便泄爆管与其他管路进行连接。
5、本发明一种带有泄爆装置的电池模组，其包括汇流管以及多个电池，多个电池的电解液腔均通过泄爆管与汇流管连通，汇流管穿过电池模组本体延伸至电池模组本体的外侧。在某一个电池发生热失控致使电解液发生反应产生可燃混合气时，可燃混合气沿汇流管排至电池模组本体外侧，高温的可燃混合气不会与其他的电池接触，不会影响其他电池的正常工作；同时高温的可燃混合气排泄的全程不会与其他高温热源接触，也不会接触氧气，大大降低了起火的风险。
6、汇流管包括汇流总管和汇流支管，汇流支管与泄爆管连通，汇流支管穿过电池模组本体与汇流总管连通。汇流支管方便将可燃混合气从电池模组本体的内腔中导出，汇流总管方便对可燃混合气进行集中收集。
7、汇流支管通过对接接头与泄爆管连通；通过对接接头可使得汇流支管与泄爆管连接的更加牢固。
8、本发明带有泄爆装置的电池模组还包括与汇流总管连通的气体处理装置，通过气体处理装置对可燃混合气进行集中处理，避免可燃混合气与空气接触发生火灾，同时也避免了可燃混合气排放至空气中污染环境，符合新能源电池绿色发展、环保的理念。
9、气体处理装置包括上层吸附腔和下层降温腔，上层吸附腔和下层降温腔通过隔板分隔，隔板为透气板，汇流总管与下层降温腔连通。通过下层降温腔内的冷却液先对可燃混合气进行降温，降温后气体从冷却液中析出通过上层吸附腔吸附，冷却后再吸附能够提高可燃气体成分的吸附效率，吸附完可燃气体成分的混合气可以安全排放。
附图说明
图1为本发明安装有泄爆装置的电池的结构示意图；
图2为盖板与泄爆管一体式连接的结构示意图一；
图3为盖板与泄爆管一体式连接的结构示意图二；
图4为盖板与泄爆管分体式连接的结构示意图一；
图5为盖板与泄爆管分体式连接的结构示意图二；
图6为汇流管的结构示意图；
图7为泄爆装置与电池本体的连接示意图；
图8为安装有泄爆装置的电池模组的结构示意图；
图9为气体处理装置的纵向剖面图；
其中，1-盖板，2-正极柱，3-泄爆管，31-凸台，32-外接螺纹，33-连接盘，4-负极柱，5-电池本体，6-汇流管，61-汇流支管，62-对接接头，63-密封件，7-气体处理装置，71-吸附层，72-过滤棉，73-隔板，74-冷却液，75-排气管，76-通气管，8-泄爆口，9-泄爆膜，10-注液孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明的技术方案进行进一步地解释说明，但本发明并不限于以下说明的实施方式。
本发明一种带有泄爆装置的电池，包括盖板1和泄爆管3，盖板1上设置有泄爆口8，泄爆管3与泄爆口8连通，泄爆口8内沿径向设置有泄爆膜9，或泄爆管3内沿径向设置有泄爆膜9。泄爆管3内设置有凸台，泄爆管3通过凸台与泄爆膜9固定连接；或泄爆膜9上设置有凸台，泄爆膜9通过凸台与泄爆口8固定连接。盖板1与泄爆管3一体式连接；或泄爆管3的底部设置有向外凸起的连接盘33，泄爆管3通过连接盘33与盖板1呈分体式连接。泄爆管3的顶部设置有向外凸起的连接盘33。
本发明一种带有泄爆装置的电池模组，包括电池模组本体，电池模组本体包括汇流管6以及多个上述带有泄爆装置的带有泄爆装置的电池，多个带有泄爆装置的电池的电解液腔均通过泄爆管3与汇流管6连通，汇流管6穿过电池模组本体延伸至电池模组本体的外侧。汇流管6包括汇流总管和汇流支管61，每个泄爆管3对应与一个汇流支管61连通，汇流支管61穿过电池模组本体与设置在电池模组本体外侧的汇流总管连通。汇流支管61通过对接接头62与泄爆管3连通。带有泄爆装置的电池模组还包括与汇流总管连通的气体处理装置7。气体处理装置7包括上层吸附腔和下层降温腔，上层吸附腔和下层降温腔通过隔板73分隔，隔板73为透气板，汇流总管与下层降温腔连通。上层吸附腔内设置有气体吸附件，下层降温腔内设置有冷却液74；上层吸附腔的顶部连通有排气管76。
实施例1
参见图1-图2，本实施例一种带有泄爆装置的电池，其包括泄爆管3、电池本体5以及设置在电池本体5上方的盖板1，在盖板1上设置有泄爆口8，在盖板1上与泄爆口8的顶部对应的位置一体冲压成型有泄爆管3，在泄爆口8的底部沿径向设置有泄爆膜9，泄爆膜9与泄爆管3沿着盖板1呈上下相对设置，泄爆管3通过泄爆膜9与电池本体5的电解液腔连通；在盖板1上设置有注液孔10，注液孔10与泄爆口8并列设置；在盖板1上泄爆管3的两侧分别是电池本体5的正极柱2和负极柱4。
优选的，在泄爆管3的顶部外侧设置有外接螺纹32，通过外接螺纹32可以方便泄爆管3与其他管道进行可拆卸连接。
参见图3，优选的，在泄爆管3的顶部外侧设置有连接盘33，通过连接盘33可以方便泄爆管3与其他管道进行焊接。
优选的，泄爆膜9为圆盘状结构，在泄爆膜9的边缘设置有凸台，泄爆膜9通过凸台泄爆口8的侧壁焊接、固定。
实施例2
参见图1和图4，本实施例一种带有泄爆装置的电池，其包括泄爆管3、电池本体5以及设置在电池本体5上方的盖板1，在盖板1上设置有泄爆口8，在泄爆管3的底部设置有向外凸起的连接盘33，泄爆管3通过连接盘33与盖板1呈分体式连接，在泄爆口8内设置有凸台31，泄爆膜9通过凸台31与盖板1焊接，且泄爆膜9沿泄爆口8的径向设置，泄爆管3通过泄爆膜9与电池本体5的电解液腔连通；在盖板1上设置有注液孔10，注液孔10与泄爆口8并列设置；在盖板1上泄爆管3的两侧分别是电池本体5的正极柱2和负极柱4。
优选的，泄爆管3通过连接盘33与盖板1焊接，且泄爆管3设置在泄爆口8对应位置的上方。
或优选的，参加图5，本实施例在泄爆管3的管腔内设置有凸台31，泄爆膜9通过凸台31与泄爆管3固定连接，泄爆膜9设置在泄爆管3的顶部、中部或底部。
进一步优选的，泄爆膜9设置在泄爆管3的顶部，泄爆膜9与凸台31焊接。
上述泄爆膜9与凸台31除了焊接之外还可以选择胶黏接，或其他可以实现的固定连接方式。
实施例3
参见图7，本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其包括电池模组本体，所述电池模组本体包括5组实施例1或实施例2的带有泄爆装置的电池，5组带有泄爆装置的电池并列设置，汇流支管61的数量与泄爆管3的数量相同，每个带有泄爆装置的电池上的电池本体5的盖板1上设置有汇流管6，汇流管6的一端部通过泄爆管3与电池本体5的电解液腔连通，汇流管6的另一端部穿过电池模组本体延伸至电池模组本体的外侧。
实施例4
参见图6，本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其在实施例3的基础上，汇流管6包括汇流总管和汇流支管61，每个带有泄爆装置的电池上的泄爆管3对应与一个汇流支管61连通，汇流支管61穿过电池模组本体与设置在电池模组本体外侧的汇流总管连通。通过泄爆管3能够满足在电池模组本体内电池本体5有多组时方便汇流支管61的排布；通过汇流总管能够方便可燃混合气的统一收集。
优选的，在泄爆管3的顶部设置有外接螺纹32或连接盘33，泄爆管3可通过外接螺纹32与汇流支管61螺纹连接；或泄爆管3可通过连接盘33与汇流支管61焊接。
实施例5
本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其在实施例4的基础上，汇流支管61通过对接接头62与泄爆管3连通；具体地，对接接头62与汇流支管61连接，在对接接头62的底端设置有内螺纹，对接接头62与泄爆管3螺纹连接。
优选的，本实施例的对接接头62与泄爆管3的连接方式可以是其他的可拆卸的或不可拆卸的连接方式。
预选的，本实施例在对接接头62与泄爆管3的连接处设置有密封圈。
实施例6
参见图8，本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其在实施例5的基础上，其还包括气体处理装置，汇流总管的一端部与气体处理装置7连通；汇流总管的另一端部密封件63密封。通过气体处理装置7可以对可燃混合气进行集中收集后统一处理。
优选的，密封件63可以是堵帽或密封片，堵帽或密封片与汇流总管焊接。
优选的，本实施例的汇流总管的两端部均可以连接气体处理装置7。
实施例7
参见图9，本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其在实施例6的基础上，气体处理装置7为箱体结构，在气体处理装置7上设置有上层吸附腔和下层降温腔，在上层吸附腔和下层降温腔之间设置有隔板73，通过隔板73将上层吸附腔和下层降温腔分隔开，隔板73是透气板，在上层吸附腔内设置有气体吸附件，在下层降温腔内设置有冷却液74，汇流总管与下层降温腔连通并延伸至冷却液74的液面以下。
优选的，本实施例的冷却液74可以是冷却水或冷却油。
优选的，本实施例在下层降温腔的腔壁上设置有通气管76，汇流总管与通气管76连通，通气管76延伸至冷却液74的液面以下20㎝处；能够方便可燃混合气的快速冷却，冷却后的可燃混合气吸附效果更好。
优选的，隔板73为不锈钢或塑料材质的多孔板。
优选的，本实施的隔板73上方设置有防水透气膜。
实施例8
本实施例一种带有泄爆装置的电池模组，其在实施例7的基础上，其气体吸附件包括过滤棉72和吸附层71，过滤棉72和吸附层71自下而上依次设置在防水透气膜的上方。
优选的，吸附层71的材质可以是活性炭、分子筛、吸附树脂、石墨中的一种或多种，对经降温的可燃混合气进行吸附。
优选的，气体处理装置7还包括排气管75，排气管75设置在上层吸附腔的顶部并与上层吸附腔连通；吸附完可燃气体的混合气通过排气管75排放。
本实施例的一种带有泄爆装置的电池模组，其使用过程为：在箱体结构内的某一个或某几个电池本体5发生热失控致使电解液发生反应产生可燃混合气时，可燃混合气可经过泄爆管3、汇流支管61、汇流总管以及通气管76集中收集在气体处理装置7的下层降温腔内，通过下层降温腔内的冷却液进行降温，降温后的可燃混合气从冷却液中析出，穿过隔板73和防水透气膜在过滤棉72上过滤掉颗粒分子，进入吸附层71吸附掉可燃混合气中的可燃气体成分，吸附完可燃气体的混合气从排气管75排出。
本发明中电池本体5的数量可以根据工作物的电池容量要求具体设定，可以是2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个甚至更多，多个电池本体5的排布方式是现有常规的排布方式；凸起31距泄爆管3的出口的距离可以是1㎜、2㎜、3㎜、4㎜以及5㎜，只要不大于5㎜即可；通气管76可以延伸至冷却液74的液面以下不少于20㎝处，其可以是20㎝、25㎝处、30㎝处等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。