一种防止热扩散型锂电池化成分容设备的制作方法

本实用新型涉及锂电池化成分容设备领域，具体为一种防止热扩散型锂电池化成分容设备。

背景技术：

在锂电池研发和制造过程中，化成分容步骤是重要的工艺过程。通过化成过程，锂电池正负极进行激活，具备充放电的储能能力，分容过程则是通过电池充放电数据，对电池进行分选。由于化成过程中，电池内部发生电化学反应，会产生大量的热。电池在生产过程中由于工艺波动等问题，少量电池会发生微短路等安全隐患。这样的电池在化成过程中，有时会发生起火燃烧等安全问题。

通常为了应对电池起火问题，化成分容设备会配置消防系统和排烟系统，对起火电池进行灭火。然而由于锂电池本身含有大量易燃电解液，当出现一只电池化成着火时，很容易引燃其他电池。化成分容设备配置的消防系统很难立刻将火焰扑灭，有时会造成一只电池燃烧引燃本设备或者其他相邻设备上的电池，造成巨大的安全问题。

因此，化成分容设备除了要配备消防和排烟系统外，还要对锂电池燃烧产生的高温进行阻隔，防止发生热扩散造成的多只电池起火。通常的方法是在设备上配置防火隔热毡。然而这种防火隔热毡重量，体积大，最重要的是会导致化成过程中锂电池热量难以扩散，使锂电池化成温度难以控制，从而降低了电池的性能。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可有效降低电池起火的安全隐患的防止热扩散型锂电池化成分容设备。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

一种防止热扩散型锂电池化成分容设备，包括防火设备箱体、防火电池托盘、用于供电的化成分容电源和用于接收对电池充放电功能的控制的控制系统；所述防火设备箱体内部设置有机架和电源箱；所述防火电池托盘固定在所述防火设备箱体内部的机架上；

所述化成分容电源和控制系统均设置在所述防火设备箱体的电源箱内，所述化成分容电源的输入端与所述控制系统的输出端连接；所述防火设备箱体内壁和防火电池托盘表面均设置有无机膨胀型防火涂层；本实用新型通过无机膨胀型防火涂层的设置，当化成分容的锂电池发生起火时，无机膨胀型防火涂层与高温进行膨胀，形成扩孔的氧化硅防火层，可以充分阻止热扩散发生，避免锂电池着火引燃其他的电池，充分降低了大规模电池起火的安全隐患；同时由于形成的氧化硅防火层是绝缘体，即使散落到设备中，也不会引起设备短路或者锂电池短路，不会发生二次事故。

优选地，所述防火设备箱体内壁上的无机膨胀型防火涂层与所述防火电池托盘之间的距离为所述无机膨胀型防火涂层厚度的10-20倍；通过这样的设置，使得无机膨胀型防火涂层具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀。

优选地，所述防火电池托盘包括托盘壳体、夹具和电池组件；所述托盘壳体内壁上设置有无机膨胀型防火涂层；所述夹具两端分别与所述托盘壳体内壁固定，所述电池组件通过夹具固定在所述托盘壳体的内腔中。

优选地，所述托盘壳体内壁上的无机膨胀型防火涂层与所述电池组件之间的距离为所述无机膨胀型防火涂层厚度的10-20倍；通过这样的设置，使得无机膨胀型防火涂层具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀，形成多孔氧化硅防火层，充分隔绝热量扩散，阻止锂电池引燃别的托盘甚至别的设备内的其他电池，避免火情扩散。

优选地，所述无机膨胀型防火涂层的材料为硅酸盐膨胀型防火涂料；硅酸盐膨胀型防火涂料在遇到高温时，会发生膨胀，并且阻隔热量传导。

优选地，所述防火设备箱体顶部设置有排烟管道，所述排烟管道的进烟口与所述防火设备箱体内腔连通；在设备箱内电池着火时，生成的烟气含有有毒有害物质，排烟管道将着火生成烟气导出避免烟气污染。

本实用新型的优点在于：

1、本实用新型通过在防火设备箱体内壁和防火电池托盘表面均设置有无机膨胀型防火涂层，当化成分容的锂电池发生起火时，无机膨胀型防火涂层与高温进行膨胀，形成扩孔的氧化硅防火层，可以充分阻止热扩散发生，避免锂电池着火引燃其他的电池，充分降低了大规模电池起火的安全隐患；同时由于形成的氧化硅防火层是绝缘体，即使散落到设备中，也不会引起设备短路或者锂电池短路，不会发生二次事故。

2、本实用新型的防火设备箱体内壁上的无机膨胀型防火涂层与防火电池托盘之间设置有一定的空隙，以及托盘壳体内壁上的无机膨胀型防火涂层与电池组件之间设置有一定的空隙，使得无机膨胀型防火涂层具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀，形成多孔氧化硅防火层，充分隔绝热量扩散，阻止电池引燃别的托盘甚至别的设备内的其他电池，避免火情扩散。

3、通过排烟管道的设置，当设备箱内电池着火时，生成的烟气含有有毒有害物质，排烟管道将着火生成烟气导出避免烟气污染。

附图说明

图1为本实用新型实施例一、实施例三的一种防止热扩散型锂电池化成分容设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例二的防火电池托盘的结构示意图。

附图标号说明：

1、防火设备箱体；2、防火电池托盘；201、托盘壳体；202、夹具；203、电池组件；3、化成分容电源；4、控制系统；5、无机膨胀型防火涂层；6、排烟管道。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例公开了一种防止热扩散型锂电池化成分容设备，包括防火设备箱体1、防火电池托盘2、用于供电的化成分容电源3和用于接收对电池充放电功能的控制的控制系统4；所述防火设备箱体1内部设置有机架和电源箱；所述防火电池托盘2固定在所述防火设备箱体1内部的机架上；

所述化成分容电源3和控制系统4均设置在所述防火设备箱体1的电源箱内，所述化成分容电源3的输入端与所述控制系统4的输出端连接；所述防火设备箱体1内壁和防火电池托盘2表面均设置有无机膨胀型防火涂层5；

本实施例通过在防火设备箱体1内壁和防火电池托盘2表面均设置有无机膨胀型防火涂层5，当化成分容的锂电池发生起火时，无机膨胀型防火涂层5与高温进行膨胀，形成扩孔的氧化硅防火层，可以充分阻止热扩散发生，避免锂电池着火引燃其他的电池，充分降低了大规模电池起火的安全隐患；同时由于形成的氧化硅防火层是绝缘体，即使散落到设备中，也不会引起设备短路或者锂电池短路，不会发生二次事故。

如图1所示，所述防火设备箱体1内壁上的无机膨胀型防火涂层5与所述防火电池托盘2之间的距离为所述无机膨胀型防火涂层5厚度的10-20倍；通过这样的设置，使得无机膨胀型防火涂层5具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀。

如图2所示，所述防火电池托盘2包括托盘壳体201、夹具202和电池组件203；所述托盘壳体201内壁上设置有无机膨胀型防火涂层5；所述夹具202两端分别与所述托盘壳体201内壁固定，所述电池组件203通过夹具202固定在所述托盘壳体201的内腔中；所述托盘壳体201内壁上的无机膨胀型防火涂层5与所述电池组件203之间的距离为所述无机膨胀型防火涂层5厚度的10-20倍。

本实施例的工作原理是：本装置在使用时，当托盘中一只电池发生起火燃烧时，托盘壳体201内壁上的无机膨胀型防火涂层5遇热发生膨胀，形成多孔氧化硅防火层，充分隔绝热量扩散，阻止电池引燃别的托盘甚至别的设备内的其他电池，避免火情扩散，由于形成的多孔氧化硅防火层为非导体，即使散落少量的氧化硅材料到防火设备箱体1内或者防火电池托盘2上，也不会引起电池组件203短路和防火设备箱体1电气短路，造成二次事故。

实施例二

如图2所示，本实施例与实施例一不同的是，本实施例的防火设备箱体1顶部设置有排烟管道6，所述排烟管道的进烟口与所述防火设备箱体1内腔连通。

进一步地，所述防火设备箱体1内壁上的无机膨胀型防火涂层5与所述防火电池托盘2之间的距离为所述无机膨胀型防火涂层5厚度的20倍，本实施例中的防火电池托盘2与防火设备箱体1内壁上的无机膨胀型防火涂层5距离为无机膨胀型防火涂层5厚度的20倍，无机膨胀型防火涂层5具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀。

实施例三

如图1、图2所示，本实施例与实施例一、实施例二不同的是，本实施例防火设备箱体1安装具有四个防火电池托盘2，所述防火电池托盘2表面设置有无机膨胀型防火涂层5，所述无机膨胀型防火涂层5的材料为硅酸盐膨胀型防火涂料，无机膨胀型防火涂层5的厚度为2mm，防火电池托盘2内部设置有多个夹具202，可以安装六只锂电池，同时进行化成分容工艺过程，其中与防火设备箱体1内表面的无机膨胀型防火涂层5最近的电池，距离防火设备箱体1内表面的无机膨胀型防火涂层5有1000mm；托盘壳体201内部的电池组件203与托盘壳体201内壁上的无机膨胀型防火涂层5距离为40mm。

当托盘中一只电池发生起火燃烧时，托盘壳体201的无机膨胀型防火涂层5遇热发生膨胀，通常膨胀体积为5-20倍，由于在本实施例中的电池组件203与托盘壳体201内壁上的无机膨胀型防火涂层5距离为无机膨胀型防火涂层5厚度的20倍，因此无机膨胀型防火涂层5具有足够的膨胀空间，可以实现良好的膨胀。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

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