1.本发明属于储能电池技术领域，涉及储能电池的安全技术，具体为一种电池用含有产气装置的热管及其灭火方法。


背景技术：

2.近年来，锂电池技术得到快速发展，锂电池已应用到越来越多的领域。锂电池在工作过程中会产生热量，其在反复使用的过程中若产生的热量太大，热量无法得到有效散发，会影响锂电池使用的稳定性，并且会缩短锂电池的使用寿命，当温度进一步升高、锂电池就会失控，里面的电解液就会分解产生可燃气体，可燃气体不断聚集就存在爆炸、着火的风险。因此，关于锂电池使用的安全性一直是人们比较关注的问题。
3.目前市场上针对锂电池热失控后产生的火灾，主要的处理方法为传统的灭火剂灭火法，而该方法只能将电池外部的火源扑灭，无法从电池内部根源处进行灭火，使得电池外部灭火后，电池内部依然存在火苗，导致电池存在二次复燃的风险。
4.专利公开号为cn111912268a的发明专利，其公开了一种具有导热和消防功能的热管，热管底部与容器连接，该容器内储存有介质，在容器上设置有释放管组，在释放管组上设置有阀门。采用此结构常温下可以导热，在电池包故障起热时，容器中的介质会喷射到电池包内，达到降温和灭火的目的。虽然该热管可以置于电池包内，在电池发生热失控时，从容器内喷出介质，对电池内部进行灭火，但是该专利中释放管组的结构复杂，与锂电池结构紧凑、体积要求小的理念不符，不适于实际使用。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术中在进行电池内部灭火时，其灭火介质释放管组结构复杂、不适于实际使用的问题，本发明提出了一种电池用含有产气装置的热管及其灭火方法。
6.本发明是在热管本体的中空结构内设置产气装置，在产气装置内设置产气剂和感温引发剂，在感温引发剂感测到热管本体内的导热介质的温度超过极限值时，感温引发剂中的感温引发剂发生反应，释放热量，促使产气剂中的产气剂反应并产生大量气体，使得产气装置内充满大量气体，当气体压力足够大，冲破产气装置并汇入热管本体的内腔中，使热管本体内腔中的压力增大，并从热管本体上的薄弱部产生开口，消防导热介质汇流至电池内部，对电池内部进行灭火。本发明的产气装置结构简单，对电池本身的结构以及热管本身的结构均不会有太影响；其具体技术方案如下：
7.一种电池用含有产气装置的热管，包括热管本体，所述热管本体内的导热工质为消防导热介质，所述热管本体的中空结构内设置有产气装置。
8.进一步限定，所述产气装置包括封装壳体、感温引发剂和产气剂，所述封装壳体置于热管本体的中空结构内，所述感温引发剂和产气剂均置于封装壳体内，所述感温引发剂用于触发产气剂产生气体。
9.进一步限定，所述感温引发剂与封装壳体的内壁贴合。
10.进一步限定，所述感温引发剂与封装壳体内的顶壁、底壁或侧壁贴合。
11.进一步限定，所述封装壳体置于热管本体中空结构的底部。
12.进一步限定，所述热管本体的管壁上设置有凹陷卡槽，所述凹陷卡槽与封装壳体的顶部接触。
13.进一步限定，所述封装壳体置于热管本体吸液芯的下方。
14.进一步限定，所述热管本体的管壁上设置有薄弱部。
15.进一步限定，所述薄弱部为薄弱孔、线性刻划槽或环形刻划槽。
16.进一步限定，所述封装壳体为金属壳体或塑料壳体，且所述封装壳体与消防导热介质相容。
17.进一步限定，所述金属壳体为铜壳体或铝壳体。
18.进一步限定，所述消防导热介质为全氟酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、氨水、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或两种及两种以上的组合。
[0019]
进一步限定，所述消防导热介质为全氟己酮。
[0020]
基于上述的电池用含有产气装置的热管的灭火方法，包括以下步骤：
[0021]
1)当热管本体内的消防导热介质温度达到自启动值时，感温引发剂发生反应并放热，为产气剂提供反应温度条件；
[0022]
2)在温度达到产气剂的反应条件时，产气剂开始反应并产生大量气体，气体在封装壳体内不断聚集，当封装壳体内的气压达到封装壳体爆破的极限值时，封装壳体爆破；
[0023]
3)气体在热管本体的管腔中聚集，促使热管本体爆破将消防导热介质释放至电池内部，对电池内部进行灭火。
[0024]
进一步限定，所述步骤3)具体为：气体在热管本体的管腔中聚集，气体产生的气压与消防导热介质蒸发产生气体的气压共同作用，促使热管本体的薄弱部爆破，将消防导热介质释放至电池内部，对电池内部进行灭火。
[0025]
进一步限定，所述步骤1)中消防导热介质温度的自启动值大于150℃。
[0026]
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0027]
1、本发明一种电池用含有产气装置的热管，其包括热管本体、热管本体内的导热工质为消防导热介质，在热管本体的内腔内设置有产气装置。热管本体的蒸发段置于电池
箱体内，冷凝段置于电池箱体外，在电池正常工作时，通过热管本体可以将电池正常工作时产生的热量导出至电池箱体外，对电池进行散热；在电池发生热失控时，消防导热介质由于热量无法及时导出开始发热，在消防导热介质温度过高时触发产气装置启动，产生大量气体，在气体的气压作用下产气装置爆破，将气体释放至热管本体的内腔中，该气体的气压与热管本体的内腔中消防导热介质产生的蒸汽气压共同作用，促使热管本体爆破，将消防导热介质释放至电池的腔体中，对电池内部进行灭火。本发明的产气装置结构简单，对电池本身的结构以及热管本身的结构均不会有影响，即不会影响电池原有的结构和体积。
[0028]
2、产气装置包括封装壳体、感温引发剂和产气剂，封装壳体置于热管本体的中空结构内，感温引发剂和产气剂均置于封装壳体内，感温引发剂用于触发产气剂产生气体；通过感温引发剂对消防导热介质的温度进行感测，当感温引发剂达到自启动值时开始发生反应并产生热量，为产气剂的产气提供温度条件。整个过程反应原理简单，可实施性好。
[0029]
3、感温引发剂与封装壳体的内壁贴合；使得感温引发剂对消防导热介质的温度感测更加灵敏。
[0030]
4、封装壳体置于热管本体上中空结构的底部，这样设置不会影响热管本体内腔中的蒸汽流动和冷凝气回流，即不会阻碍热管本体正常的导热工作。
[0031]
5、在热管本体的管壁上设置有凹陷卡槽，凹陷卡槽与封装壳体的顶部接触；通过凹陷卡槽对封装壳体的进行卡紧、限位，防止封装壳体在热管本体的中空结构内浮动，影响热管本体内消防导热介质的循环。
[0032]
6、在热管本体的管壁上设置有薄弱部，通过该薄弱部便于在热管本体内压力达到极限值，从该薄弱部处产生爆破，对消防导热介质进行释放。
[0033]
7、封装壳体与消防导热介质相容，是指封装壳体不会与消防导热介质发生反应，对消防导热介质不会造成影响。
附图说明
[0034]
图1为产气装置侧部设置感温引发剂的结构示意图；
[0035]
图2为本发明电池用含有产气装置的热管的结构示意图一；
[0036]
图3为产气装置底部设置感温引发剂的结构示意图；
[0037]
图4为本发明电池用含有产气装置的热管的结构示意图二；
[0038]
图5为产气装置的内侧顶部、底壁以及侧壁均设置有感温引发剂的结构示意图；
[0039]
图6为本发明电池用含有产气装置的热管的结构示意图三；
[0040]
其中，1-热管本体，2-中空结构，3-产气装置，31-感温引发剂，32-产气剂，4-薄弱部，41-线性刻划槽，42-环形刻划槽，5-凹陷卡槽。
具体实施方式
[0041]
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。
[0042]
本发明一种电池用含有产气装置的热管，包括热管本体1，热管本体1内的导热工质为消防导热介质，热管本体1的中空结构2内设置有产气装置3。产气装置3包括封装壳体、感温引发剂31和产气剂32，封装壳体置于热管本体1的中空结构2内，感温引发剂31和产气
剂32均置于封装壳体内，感温引发剂31用于触发产气剂32产生气体。感温引发剂31与封装壳体的内壁贴合。感温引发剂31与封装壳体内的顶壁、底壁或侧壁贴合。封装壳体置于热管本体1上中空结构2的底部。热管本体1的管壁上设置有凹陷卡槽，凹陷卡槽与封装壳体的顶部接触。封装壳体置于热管本体1吸液芯的下方。热管本体1的管壁上设置有薄弱部4。薄弱部4为薄弱孔、线性刻划槽或环形刻划槽。封装壳体为金属壳体或塑料壳体，且封装壳体与消防导热介质相容。金属壳体为铜壳体或铝壳体。消防导热介质为全氟酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、氨水、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或两种及两种以上的组合。消防导热介质为全氟己酮。
[0043]
实施例1
[0044]
参见图1-图2，本实施例一种电池用含有产气装置的热管，其包括热管本体1，热管本体1内的导热工质为消防导热介质，在热管本体1的中空结构2内设置有产气装置3，热管本体1的中空结构2为蒸汽流动腔，即在热管本体1的中空结构2内流动的是消防导热介质汽化后的蒸汽。
[0045]
本实施例的产气装置3包括封装壳体、感温引发剂31和产气剂32，封装壳体呈六方体结构，其为金属壳体，该金属壳体与消防导热介质相容，相容是指该金属壳体与消防导热介质之间不发生化学反应；封装壳体置于热管本体1的中空腔内，通过封装壳体将感温引发剂31和产气剂32封装并密封，感温引发剂31用于触发产气剂32产生气体。
[0046]
优选的，本实施例的感温引发剂31与封装壳体内腔中的四个侧壁贴合。封装壳体置于热管本体1的底部，且位于热管本体1上吸热芯的正下方。
[0047]
本实施例在热管本体1的管壁上设置有薄弱部4。优选的，该薄弱部4为薄弱孔，该薄弱孔的壁厚为热管本体1管壁壁厚的四分之一至三分之一。
[0048]
优选的，本实施例的封装壳体采用铜壳体或铝壳体。
[0049]
优选的，本实施例中的感温引发剂31为热敏线药剂。
[0050]
优选的，本实施例中的产气剂32为市售气溶胶钾盐药剂、锶盐药剂、黑火药等。
[0051]
优选的，本实施例的消防导热介质为全氟己酮。
[0052]
优选的，本实施例的感温引发剂31的自启动温度为160℃。
[0053]
实施例2
[0054]
参见图3-图4，本实施例一种电池用含有产气装置的热管，其包括热管本体1，热管本体1内的导热工质为消防导热介质，在热管本体1的中空结构2内设置有产气装置3，热管本体1的中空结构2为蒸汽流动腔，即在热管本体1的中空结构2内流动的是消防导热介质汽化后的蒸汽。
[0055]
本实施例的产气装置3包括封装壳体、感温引发剂31和产气剂32，封装壳体呈六方体结构，其为塑料壳体，该塑料壳体与消防导热介质相容，相容是指该金属壳体与消防导热介质之间不发生化学反应；封装壳体置于热管本体1的中空腔内，通过封装壳体将感温引发剂31和产气剂32封装并密封，感温引发剂31用于触发产气剂32产生气体。
[0056]
优选的，本实施例的感温引发剂31与封装壳体内腔中的四个侧壁贴合。封装壳体置于热管本体1的底部，且位于热管本体1上吸热芯的下方。
[0057]
本实施例在热管本体1的管壁上设置有薄弱部4。优选的，该薄弱部4为沿热管本体1的轴向设置的线性刻划槽41，该线性刻划槽41的底壁厚度为热管本体1管壁壁厚的五分之一。
[0058]
优选的，本实施例中的感温引发剂31为热敏线药剂。
[0059]
优选的，本实施例中的产气剂32为市售气溶胶钾盐药剂、锶盐药剂、黑火药等。
[0060]
优选的，本实施例的消防导热介质为三氟一溴甲烷、磷酸三乙酯和六氯环三磷腈的混合物以任意比例形成的混合物。
[0061]
优选的，本实施例的感温引发剂31的自启动温度为170℃。
[0062]
优选的，本实施例的热管本体1的管壁上设置有凹陷卡槽5，凹陷卡槽5的底部与封装壳体的顶部接触。通过凹陷卡槽5对封装壳体进行限位。
[0063]
实施例3
[0064]
参见图5-图6，本实施例一种电池用含有产气装置的热管，其包括热管本体1，热管本体1内的导热工质为消防导热介质，在热管本体1的中空结构2内设置有产气装置3，热管本体1的中空结构2为蒸汽流动腔，即在热管本体1的中空结构2内流动的是消防导热介质汽化后的蒸汽。
[0065]
本实施例的产气装置3包括封装壳体、感温引发剂31和产气剂32，封装壳体呈六方体结构，其为铜壳体，该铜壳体与消防导热介质相容，相容是指该金属壳体与消防导热介质之间不发生化学反应；封装壳体置于热管本体1的中空腔内，通过封装壳体将感温引发剂31和产气剂32封装并密封，感温引发剂31用于触发产气剂32产生气体。
[0066]
优选的，本实施例的感温引发剂31与封装壳体内腔中的内侧的顶壁、底壁以及侧壁均贴合。封装壳体置于热管本体1的底部，且位于热管本体1上吸热芯的下方。
[0067]
本实施例在热管本体1的管壁上设置有薄弱部4。优选的，该薄弱部4为沿热管本体1的周向设置的环形刻划槽42，该环形刻划槽42的底壁厚度为热管本体1管壁壁厚的四分之一。
[0068]
优选的，本实施例中的感温引发剂31为热敏线药剂。
[0069]
优选的，本实施例中的产气剂32为市售气溶胶钾盐药剂、锶盐药剂、黑火药等。
[0070]
优选的，本实施例的消防导热介质为五氟乙烷、二氟溴甲烷、磷酸三辛酯和乙氧基五氟环三磷腈以任意比例形成的混合物。
[0071]
优选的，本实施例的感温引发剂31的自启动温度为180℃。
[0072]
优选的，本实施例的热管本体1的管壁上设置有凹陷卡槽5，凹陷卡槽5的底部与封装壳体的顶部接触；该凹陷卡槽5为沿热管本体1的周向设置的环形卡槽。通过凹陷卡槽5对封装壳体进行限位。
[0073]
实施例4
[0074]
本实施例的一种电池用含有产气装置的热管的灭火方法，其是基于上述实施例1-实施例3任一项所述一种电池用含有产气装置的热管形成的，其具体步骤如下：
[0075]
1)当热管本体1内的消防导热介质温度达到自启动值时，感温引发剂31发生反应并放热，为产气剂32提供反应温度条件；
[0076]
2)在温度达到产气剂32的反应条件时，产气剂开始反应并产生大量气体，气体在封装壳体内不断聚集，当封装壳体内的气压达到封装壳体爆破的极限值时，封装壳体爆破；
[0077]
3)气体在热管本体1的管腔中2中聚集，促使热管本体1爆破将消防导热介质释放至电池内部，对电池内部进行灭火。
[0078]
优选的，本实施例的步骤3)具体为气体在热管本体1的管腔中2中聚集，气体产生的气压与消防导热介质蒸发产生气体的气压共同作用，促使热管本体1的薄弱部4爆破，将消防导热介质释放至电池内部，对电池内部进行灭火。
[0079]
优选的，本实施例步骤1)中消防导热介质温度的自启动值大于150℃。
[0080]
需要说明的是，本发明的消防导热介质可以是全氟酮、五氟乙烷、二氟甲烷、二氟一氯一溴甲烷、三氟一溴甲烷、四氟二溴乙烷、七氟丙烷、三氟甲烷、二氟溴甲烷、一氯一溴甲烷、二氟二溴甲烷、氨水、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三苯酯、氟代烷基磷酸酯、磷酸甲酚二苯酯、磷酸二苯一辛磷酸三苯酯、磷酸三丁酯、磷酸三甲酯、异丙基苯基二苯基磷酸酯、三(4-甲氧基苯基)磷酸酯、磷酸甲苯二苯酯、二苯基磷酸辛酯、磷酸三辛酯、磷酸三乙酯、乙烯乙基磷酸酯、三(β-氯乙基)磷酸酯、磷酸三(2,2,3,3,3-五氟丙基)酯、磷酸三(1,1,1,3,3,3-氟-2-丙基)酯、亚磷酸酯类阻燃剂、亚磷酸三甲酯、亚磷酸三苯酯、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三丁酯、三(2,2,2-三氟乙基)亚磷酸盐、亚磷酸三酯、膦酸酯类阻燃剂、甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、苯基膦酸二乙酯、双(2，2，2-三氟乙基)甲基膦酸酯、双(2，2，2-三氟乙基)乙基膦酸酯、2-(噻吩甲基)膦酸二乙酯、六甲氧基环三磷腈、六(甲氧基乙氧基乙氧基)环三磷腈、不饱和烷氧基环三磷腈、六(2,2,2-三氟乙氧基)环三磷腈、乙氧基五氟环三磷腈、苯氧基五氟环三磷腈、4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、2-氯-4-甲氧基-苯氧基五氟环三磷腈、聚[双(甲氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、聚[双(乙氧基乙氧基乙氧基)磷腈]、磷腈小分子、六氟环三磷腈、乙氧基(五氟)环三磷腈、六氯环三磷腈中的一种或两种及两种以上的组合。本发明的电池用含有产气装置的热管，其在加工时，是先将产气装置3置于热管本体1的中空结构2内，封住热管本体1的一端部，通过热管本体1的另一端部将热管本体1的中空结构2内抽至真空状态，再由热管本体1的另一端部向热管本体1的中空结构2内充注消防导热介质，最后再将该端部封住。
[0081]
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。