專利名稱：具有安全降溫機制的電池的制作方法
技術領域：
具有安全降溫機制的電池技術領域[0001 ] 本實用新型涉及一種二次電池，尤其涉及一種具有散熱裝置的二次電池。
背景技術：
充電電池(或稱為二次電池)因具有電力回充的功能，將多數電池單元予以串 聯或并聯而組成一電池裝置，可提供各種器具的電力來源，如用于汽車或電動車的電池裝罷坐自.· · · -Tf- ο由于電池裝置的輸出為瞬間大電流，故其電池單元極易產生高溫現象，在高溫環 境且長時間使用下，將造成電池裝置的使用壽命大幅縮短，再者，該電池裝置在電力回充的 過程中也可能造成各電池單元的升溫，更甚者，造成該電池裝置爆裂而引發危險，故如何解 決電池單元的熱量散發，已成為從事該項行業所研究的重要課題。現有的電池散熱結構，如已于中國臺灣申請的第M301412號專利，揭示一種具有 吸熱體的電池裝置，其包括殼體、電池單元及吸熱體，該殼體內部裝設有電池單元及吸熱 體，該吸熱體包含一上軟性膜及一與上軟性膜相互封合的下軟性膜，于上、下軟性膜之間裝 填有相變材料，并將該吸熱體的一端面貼附接觸于電池單元的端面上，藉此，該相變材料在 相變化過程中會吸收電池單元部分的熱，而使電池單元能保持在一較低且穩定的工作溫度 下持續運作。上述專利中，該吸熱體雖可吸收該電池單元部分的熱，然而因電池充電時，其熱量 產生的速率常大于熱量散逸速率，電池溫度上升后會使氧氣循環反應速率增加，進一步讓 電池溫度更上升而使電池產生熱失控(thermal runaway)的現象。
實用新型內容本實用新型的一目的，在于提供一種具安全降溫機制的電池，其含水分子的吸熱 介質是以固液相變化及液氣相變化來散除電池單元所產生的熱，藉以降低電池單元的溫 度，并防止電池產生熱失控。本實用新型的另一目的，在于提供一種具安全降溫機制的電池，其含水分子的吸 熱介質是以液氣相變化來散除電池單元所產生的熱，藉以降低電池單元的溫度，并防止電 池產生熱失控。為了達到上述的目的，本實用新型提供一種具有安全降溫機制的電池，包括至少一電池單元；一可變形囊袋，其一端面貼附在該電池單元上；以及一含水分子的以固液相變化及液氣相變化來散除該電池單元所產生熱量的吸熱 介質，裝填在該可變形囊袋的內部。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，還包括一殼體，該殼體包覆在該電池單元 及該可變形囊袋的外部。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，還包括一排氣閥，該排氣閥安裝在該可變形囊袋且與其內部相連通，該可變形囊袋具有一氣體出口，該排氣閥包含一彈性組件及一 滾珠，該滾珠受該彈性組件彈性推抵而封住該氣體出口。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，該電池單元具有一泄氣口，該排氣閥具有 一延伸管，該延伸管的管口朝向該泄氣口方向配置。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，該電池單元具有一正極柄及一側封邊，該 變形囊袋貼附在該電池單元的一端面上或在該正極柄處或在該側封邊上。為了達到上述的目的，本實用新型提供還一種具有安全降溫機制的電池，包括至少一電池單元；一可變形囊袋，其一端面貼附在該電池單元上；以及一含水分子的以液氣相變化來散除該電池單元所產生熱量的吸熱介質，裝填在該 可變形囊袋的內部。上還的具有安全降溫機制的電池，其中，還包括一殼體，該殼體包覆在該電池單元 及該可變形囊袋的外部。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，還包括一排氣閥，該排氣閥安裝在該可變 形囊袋且與其內部相連通，該可變形囊袋具有一氣體出口，該排氣閥包含一彈性組件及一 滾珠，該滾珠受該彈性組件彈性推抵而封住該氣體出口。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，該電池單元具有一泄氣口，該排氣閥具有 一延伸管，該延伸管的管口朝向該泄氣口方向配置。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，該電池單元具有一正極柄及一側封邊，該 可變形囊袋貼附在該電池單元的一端面上或在該正極柄處或在該側封邊上。上述的具有安全降溫機制的電池，其中，該含水分子的吸熱介質為一純水。相較于現有，本實用新型的具安全降溫機制的電池，是于其可變形囊袋上設置排 氣閥，因含水分子的吸熱介質的水分子在液氣相變化時會吸收大量的熱，藉以降低電池的 溫度，此外，氣體自排氣閥排出后朝向電池單元的泄氣口方向吹送，其可隔絕外部氣體與電 池單元的泄氣反應，避免在電池單元的正極柄反應產生火花，防止正極柄與裝填在該電池 單元內的電解液反應，使電池具有防止熱失控發生的安全機制，增加本實用新型的實用性 及便利性。
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細描述，但不作為對本實用新型 的限定。
圖1本實用新型的具有安全降溫機制的電池的立體組合示意圖；圖2本實用新型的具有安全降溫機制的電池吸熱體局部剖視圖；圖3本實用新型的具有安全降溫機制的電池吸熱體的動作示意圖；以及圖4本實用新型的具有安全降溫機制的電池的使用示意圖；圖5本實用新型的具有安全降溫機制的電池的第二實施例；圖6本實用新型的具有安全降溫機制的電池的第三實施例；以及圖7本實用新型的具有安全降溫機制的電池的第四實施例。其中，附圖標記[0035]UlaUbUc 電池10電池單元11正極柄12負極柄200氣體出口21可變形囊袋211上軟性膜212下軟性膜22含水分子的吸熱介質30排氣閥300延伸管31彈性組件32滾珠40殼體41第一殼板411正電極412負電極42第二殼板具體實施方式
有關本實用新型的詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提 供參考與說明用，并非用來對本實用新型加以限制。請參照1至3，分別為本實用新型具有安全降溫機制的電池的立體組合示意圖、吸 熱體的局部剖視圖及其動作示意圖；本實用新型的電池1包括一至少一電池單元10、一可 變形囊袋21及一含水分子的吸熱介質22。該電池單元10可為一鋰離子電池或一高分子鋰電池等二次電池，該電池單元10 的一側設有一正極柄11及一負極柄12，本實施例中，該電池單元10為一軟包裝電池芯，實 際實施時也可為其它包裝樣態。該可變形囊袋21具有一氣體出口 200，且該可變形囊袋21的一端面貼附在該 電池單元10的端面上，該可變形囊袋21的內部裝填有該含水分子的吸熱介質22，該可 變形囊袋21由一上軟性膜211及一與上軟性膜211相互封合連結的下軟性膜212所 構成，該上軟性膜211與下軟性膜212可為金屬薄片(如鋁箔、鎳片等)，該含水分子 的吸熱介質22具有高潛熱、不可燃及高導熱等特性，其可為一相變材料，該相變材料 可為一凹凸棒石黏土(Attapulgite Clay)或一含結晶水的混合物，如氯化鈣結晶水 混合(calcium chloride hexahydrate (CaC12. 6H20))、硫酸鈉結晶水混合物(sodium sulfate decahydrate-Glauber，s salt(Na2S04. 10H20))或碳酸鈉結晶水混合物(sodium carbonate decahydrate (Na2C03. 10H20))，利用該含水分子的吸熱介質22在固液相變化及 液氣相變化時，會吸收該電池單元10所產生的熱來散除該電池單元所產生的熱；另外，該 含水分子的吸熱介質22在常溫(攝氏32度)下是呈膠狀，以具有較佳的吸熱效果及較短 的結晶時間。再者，該含水分子的吸熱介質22也可為一純水，其則利用該含水分子的吸熱介質 22在液氣相變化時吸收該電池單元10所產生的熱。該電池單元10具有一泄氣口(圖未示)，該排氣閥30具有一延伸管300，將該排 氣閥30安裝在該可變形囊袋21且與其內部相連通，該延伸管300的管口朝向該電池單元 10的泄氣口方向配置，該排氣閥30包含一彈性組件31及一滾珠32，該滾珠32受該彈性組 件31彈性推抵而封住該可變形囊袋22的氣體出口 200中。此外，該電池1還包括一殼體40，該殼體40包含一第一殼板41及連接于第一殼板41下方的一第二殼板42，該第一、第二殼板41、42可為塑料或金屬材料所制成，該電池單元 10、可變形囊袋21及排氣閥30容置在該殼體40內部，再者，該第一殼板41的外部設有一 正電極411及一負電極412，該正電極411與該電池單元10的正極柄11電連接，而該負電 極412則與該電池單元10的負極柄12電連接。請續參照圖4，為本實用新型的電池的使用示意圖；在本實施例中，該電池1的溫 度持續上升時，該含水分子的吸熱介質22 (參見圖2、圖幻為相變材料時，固態的相變材料 會析出結晶水而變成液態，該結晶水再繼續吸熱，于吸收大量的潛熱而變成氣體，據此降低 該電池單元10的溫度；當該可變形囊袋21的內部到達預定壓力時，其內部的氣體會推動該 排氣閥30的滾珠32，將該滾珠32推離該氣體出口 200，并自該排氣閥30的延伸管300噴 出，且該氣體會朝向該電池單元10的泄氣口方向吹出，該正極柄11通常為該電池單元10 的最高溫處，該氣體可隔絕外部氣體與該電池單元10的泄氣反應，避免在該電池單元10的 正極柄11處產生火花，進而防止泄氣起火與延燒，或與裝填在該電池單元10內的電解液產 生反應，令該電池1具有防止熱失控發生的安全機制。請另參照圖5，為本實用新型具有安全降溫機制的電池的第二實施例；本實施例 與第一實施例大致相同，其不同之處在于該殼體40內部設置有二個可變形囊袋21，該二可 變形囊袋21分別貼附在該電池單元10的二端面上，使電池Ia具有更佳的降溫效果和安全 機制；另外，該殼體40內部也可設有多個電池單元10，該些電池單元10的電性連接方式可 為串聯或并聯，且實際實施時，其數量可依使用所需而調整。請續參照圖6及圖7，為分別本實用新型具安全降溫機制的電池的第三實施例及 第四實施例；此二實施例與第一實施例大致相同，其不同之處在于該變形囊袋21的設置位 置，在圖6中，由于電池Ib的最高溫大多發生在正、負極柄處，故將其變形囊袋21貼附在該 電池單元10的正極柄11 (或負極柄)處，另外在圖7中，電池Ic的變形囊袋21則貼附在 該電池單元10的二側封邊處，以防止該電池單元10的側封邊處因高溫而導致破裂毀損。當然，本實用新型還可有其它多種實施例，在不背離本實用新型精神及其實質的 情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本實用新型作出各種相應的改變和變形，但這些 相應的改變和變形都應屬于本實用新型所附的權利要求的保護范圍。
權利要求1.一種具安全降溫機制的電池，其特征在于，包括至少一電池單元；一可變形囊袋，其一端面貼附在該電池單元上；以及一含水分子的以固液相變化及液氣相變化來散除該電池單元所產生熱量的吸熱介質， 裝填在該可變形囊袋的內部。
2.根據權利要求1所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，還包括一殼體，該殼 體包覆在該電池單元及該可變形囊袋的外部。
3.根據權利要求1所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，還包括一排氣閥，該 排氣閥安裝在該可變形囊袋且與其內部相連通，該可變形囊袋具有一氣體出口，該排氣閥 包含一彈性組件及一滾珠，該滾珠受該彈性組件彈性推抵而封住該氣體出口。
4.根據權利要求3所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，該電池單元具有一 泄氣口，該排氣閥具有一延伸管，該延伸管的管口朝向該泄氣口方向配置。
5.根據權利要求4所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，該電池單元具有一 正極柄及一側封邊，該變形囊袋貼附在該電池單元的一端面上或在該正極柄處或在該側封 邊上。
6.一種具有安全降溫機制的電池，其特征在于，包括至少一電池單元；一可變形囊袋，其一端面貼附在該電池單元上；以及一含水分子的以液氣相變化來散除該電池單元所產生熱量的吸熱介質，裝填在該可變 形囊袋的內部。
7.根據權利要求6所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，還包括一殼體，該殼 體包覆在該電池單元及該可變形囊袋的外部。
8.根據權利要求6所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，還包括一排氣閥，該 排氣閥安裝在該可變形囊袋且與其內部相連通，該可變形囊袋具有一氣體出口，該排氣閥 包含一彈性組件及一滾珠，該滾珠受該彈性組件彈性推抵而封住該氣體出口。
9.根據權利要求8所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，該電池單元具有一 泄氣口，該排氣閥具有一延伸管，該延伸管的管口朝向該泄氣口方向配置。
10.根據權利要求9所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，該電池單元具有一 正極柄及一側封邊，該可變形囊袋貼附在該電池單元的一端面上或在該正極柄處或在該側 封邊上。
11.根據權利要求6所述的具有安全降溫機制的電池，其特征在于，該含水分子的吸熱 介質為一純水。
專利摘要本實用新型公開一種具有安全降溫機制的電池，包括一電池單元、貼附在電池單元上的一可變形囊袋及裝填在可變形囊袋內部的一含水分子的吸熱介質，其中，含水分子的吸熱介質以液氣相變化來散除電池單元所產生的熱，藉此降低電池單元的溫度，使電池具有防止發生熱失控的安全機制。
文檔編號H01M10/50GK201829590SQ201020581349
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月21日 優先權日2010年10月21日
發明者程敬義, 賴德銓 申請人:有量科技股份有限公司