[0001] 本发明涉及钠离子电池技术领域，具体公开了一种具有防爆结构的钠离子电池。

[0002] 钠离子电池属于新兴的电池技术，钠离子电池相较于其他电池技术，具有成本低、导电性好、安全性高等优点，是新能源汽车发展时的需要着重设计和考虑的新兴技术，电池在长期使用下，随着电池不断老化，电池常常发生鼓包现象，且电池在使用过程中遇到过充或过载等不当操作时更容易发生鼓包，鼓包严重时甚至发生爆炸等危害，因此在设计电池时必须考虑对电池提供充足的散热冷却，以此延长电池的使用寿命，现有技术通常使用风冷技术或水冷技术作为基础技术对电池进行散热，但风冷散热量和散热的有效面积有限，而水冷通常需要水管与电池具有足够的接触面积才能保证对电池的散热效率，但当电池发生微小鼓包时，电池鼓起部分会向外挤压水管，导致水管无法与电池的其他位置保持足够的接触面积，致使水管对电池的散热效率降低，当电池得不到足够的散热时，电池鼓包的速度会加快，导致电池的使用寿命快速缩减。

[0020] 尽管可关于特定应用或行业来描述本发明，但是本领域的技术人员将会认识到本发明的更广阔的适用性。本领域的普通技术人员将会认识到诸如：上侧、下侧、相邻、前侧、后侧等术语是用于描述零件相对于附图中的位置或方向，而非表示对由所附权利要求限定的本发明范围的限制。诸如：第一或第二之类的任何数字标号仅为例示性的，而并非旨在以任何方式限制本发明的范围。

[0021] 实施例1：电池经过长时间使用，会因为老化等原因发生微小鼓包，当电池发生微小鼓包时，电池鼓起的部分会逐渐向外挤压水管，导致水管与电池未鼓包的位置脱离，水管难以对电池进行有效的散热冷却，而当电池得不到足够的散热时，电池鼓包的速度会加快，严重时会导致电池的使用寿命快速缩减，针对上述问题，本发明提出下述一种具有防爆结构的钠离子电池：如图1‑图6所示，包括有防爆壳1，防爆壳1的底部固接有水箱2，水箱2内安装有促进绝缘冷却水循环流动的水泵，水泵与汽车控制终端电连接，水箱2的上部固接有电池内芯
3，电池内芯3为长方体，电池内芯3面积较大的两侧为前后两侧，电池内芯3固接有前后对称分布的两组第一弹性伸缩杆41，每组包含左右对称且均匀分布的若干个第一弹性伸缩杆
41，第一弹性伸缩杆41的伸缩端固接有滑动头4，前侧或后侧处于相同高度的滑动头4之间共同固接有导温板5，导温板5为柔性导热金属材质，使导温板5可以用跟随电池内芯3相邻区域的形变而产生变化，并始终与电池内芯3保持紧密贴合状态，且导温板5弯曲形变时，两端会相互靠近，以此触发后续散热机构进行适应性调节，导温板5的外侧固接有吸热水管6，吸热水管6为柔性导热金属材质，用于保证吸热水管6与导温板5始终保持紧密贴合状态，电池内芯3左右两侧分别通过支板固接有均匀分布的散热水管7，散热水管7为长方体形状，且散热水管7远离电池内芯3一侧的高度高于靠近侧的高度，用于增加风对散热水管7的散热效率，散热水管7与相邻的两个吸热水管6通过柔性转接头连通，绝缘冷却水由高一层的吸热水管6流入相邻散热水管7后向下一层的吸热水管6流动，绝缘冷却水由螺旋形轨迹逐渐向下流动，最上侧的吸热水管6通过软管与水箱2连通，用于从水箱2向最上侧吸热水管6内注入循环冷却水，最下侧的吸热水管6通过软管与水箱2连通，用于引导循环冷却水从最下侧吸热水管6中回流至水箱2内，防爆壳1固接并连通有中心对称分布的进风头8，进风头8吹出的风最先对相邻散热水管7进行降温，防爆壳1固接并连通有中心对称分布的出风头9，用于排风，防爆壳1和电池内芯3之间固接有中心对称分布的倾斜挡板10，倾斜挡板10用于对风进行导向，使风按图6视角逆时针方向流动，倾斜挡板10位于相邻进风头8和相邻出风头9之间，用于阻挡相邻二者之间直接连通，散热水管7设置有增强自身散热效果的散热机构，所有导温板5共同设置有检测电池内芯3是否鼓包的检测机构。

[0022] 如图5‑图7所示，散热机构包括有滑动连接于相邻散热水管7内的密封块11，且密封块11和相邻散热水管7可脱离连接状态，密封块11和相邻散热水管7相互配合形成空腔，通过改变空腔的大小改变空腔内绝缘冷却液的流动速度，散热水管7的上侧固接有第二弹性伸缩杆12，第一弹性伸缩杆41伸缩端可移动距离的长度大于密封块11与相邻散热水管7滑动连接部分沿水平方向的长度，当第一弹性伸缩杆41的伸缩端完全收缩时，密封块11与相邻散热水管7脱离连接状态，第二弹性伸缩杆12的伸缩端固接有挤压板13，挤压板13与相邻的密封块11固接，靠近散热水管7下游处且相邻的滑动头4固接有支板，靠近散热水管7下游处的滑动头4通过支板与相邻挤压板13挤压配合，用于带动相邻的挤压板13跟随滑动头4一同移动。

[0023] 如图5、图8所示，检测机构包括有对称分布的两组第三弹簧伸缩杆141，每组包含均匀分布的两个第三弹簧伸缩杆141，所有第三弹簧伸缩杆141分别固接于电池内芯3的左右两侧，第三弹簧伸缩杆141的伸缩端固接有侧杆14，侧杆14与相邻的滑动头4滑动连接，当相邻的某一个滑动头4向电池内芯3移动时，该滑动头4带动侧杆14一同移动，但其他滑动头4不受影响，电池内芯3的前后两侧均固接有第四弹簧伸缩杆151，第四弹簧伸缩杆151的伸缩端固接有中部杆15，第四弹簧伸缩杆151用于拉动相邻中部杆15靠近电池内芯3，导温板5的中部固接有伸缩支杆，伸缩支杆的伸缩端与相邻的中部杆15固接，用于带动中部杆15跟随相邻导温板5一同移动，侧杆14的上侧转动连接有摆动杆16，摆动杆16的中部与相邻的中部杆15滑动连接，中部杆15前后移动时会带动相邻摆动杆16摆动，以检测电池内芯3的膨胀，所有摆动杆16共同设置有检测电池内芯3膨胀速度的测速组件，进风头8设置有封堵自身的第一遮挡组件，出风头9设置有封堵自身的第二遮挡组件。

[0024] 如图8‑图10所示，测速组件包括有中心对称分布的活塞杆17，中心对称分布的活塞杆17分别球接于相邻的摆动杆16，未固接有活塞杆17的摆动杆16球接有第五弹簧伸缩杆171，第五弹簧伸缩杆171的固定部固接有液压壳18，活塞杆17的一端固接有活塞头19，活塞头19位于相邻液压壳18内，第五弹簧伸缩杆171伸缩端的直径与活塞杆17的直径相同，用于保证活塞头19前后侧容纳液压油的空间的横截面积不变，以此保证活塞头19缓慢移动时不会因为液压油流动导致滑动环20发生移动，活塞头19设置有均匀分布的通孔，用于液压油流动，液压壳18内滑动连接有滑动环20，滑动环20与相邻的液压壳18之间固接有第一弹性件21，第一弹性件21为弹簧。

[0025] 如图10‑图12所示，第一遮挡组件包括有滑动连接于相邻进风头8的第一挡板22，进风头8和相邻的第一挡板22之间固接有第二弹性件23，第二弹性件23为拉簧，且其初始状态为拉伸状态，进风头8通过支板固接有通过软管与相邻液压壳18连通的第一液压伸缩杆24，且二者连通的软管内安装有单向阀，用于防止液压油倒流，第一液压伸缩杆24的伸缩端固接有第一限位块25，第一挡板22设有对称分布的限位孔，第一限位块25与相邻第一挡板
22上相邻的限位孔限位配合，用于维持相邻第一挡板22处于初始位置，使相邻进风头8打开，进风头8滑动连接有对称分布的第一锁定块26，第一锁定块26与相邻第一挡板22上相邻限位孔限位配合，当第一锁定块26插入相邻第一挡板22上相邻限位孔时，第一挡板22被进一步固定，防止第一挡板22因为爆炸而无法维持对相邻进风头8的密封，第一锁定块26与相邻的进风头8之间固接有第三弹性件27，第三弹性件27为弹簧。

[0026] 如图10‑图12所示，第二遮挡组件包括有滑动连接于相邻出风头9的第二挡板28，出风头9和相邻第二挡板28之间固接有第四弹性件29，第四弹性件29为拉簧，且其初始为拉伸状态，出风头9通过支板固接有与相邻的液压壳18通过软管连通的第二液压伸缩杆30，且二者连通的软管内安装有单向阀，第二液压伸缩杆30的伸缩端固接有第二限位块31，第二挡板28设置有对称分布的限位孔，第二挡板28通过限位孔与相邻第二限位块31限位配合，出风头9滑动连接有对称分布的第二锁定块32，第二挡板28通过限位孔与相邻的第二锁定块32限位配合，第二锁定块32与相邻的出风头9之间固接有第五弹性件33，第五弹性件33为弹簧。

[0027] 使用人员将本装置安装在汽车上后，当使用人员启动汽车时，汽车通过控制终端启动水箱2内的绝缘冷却水泵和外置的循环风扇，绝缘冷却水泵将绝缘冷却水抽至最上侧的吸热水管6内，绝缘冷却水流过最上侧的吸热水管6后通过相邻散热水管7，流至另一侧第二层的吸热水管6内，并经过上述过程反复循环向下流动，直至流至最后一层的吸热水管6内，并重新流入水箱2中，绝缘冷却水循环流动过程中通过吸热水管6对相邻导温板5进行降温，导温板5对电池内芯3进行降温，此时导温板5与电池内芯3始终保持贴合状态，以提升对电池内芯3的降温效果。

[0028] 在上述过程中，循环风扇从左右两侧的进风头8向防爆壳1内送风，进风头8内流出的风在相邻倾斜挡板10的导向作用下，全部吹至相邻散热水管7处，循环风吹在相邻散热水管7的顶角处后，受相邻散热水管7上侧面的导流吹向电池内芯3相邻的侧壁上，对散热水管7和电池内芯3相邻的侧壁进行散热，对电池内芯3面积较小的侧壁进行散热，循环风经过散热水管7后继续流动至较远一侧的出风头9处并离开防爆壳1，因为散热水管7为长方体形，循环风经过倾斜放置的散热水管7时，通过与散热水管7面积较大一侧接触，提升对散热水管7的散热效率，散热水管7和相邻吸热水管6始终交替连接，间断的对绝缘冷却水进行降温，以避免绝缘冷却水因为长时间工作导致对电池内芯3靠近下侧部分的冷却效率变差，且因为风在吹到散热水管7顶角处后，被相邻的散热水管7导流至电池内芯3处，所以散热水管
7不会因为遮挡过多通风面积而影响循环风对电池内芯3左右两侧的散热效果。

[0029] 在使用人员使用汽车的过程中，随着使用年限的增加，电池内芯3会发生微小的鼓包情况，当电池内芯3发生鼓包时，其鼓包位置多发生在电池内芯3面积较大的一侧，电池内芯3的鼓包会挤压相邻的导温板5发生形变，导温板5带动相邻吸热水管6一同形变，此时吸热水管6、导温板5和电池内芯3侧壁依然处于贴合状态，因此绝缘冷却水对电池内芯3鼓包处的散热效果不会因为其内芯发生鼓包而降低。

[0030] 当导温板5跟随电池内芯3的鼓包发生弯曲时，导温板5拉动相邻的两个滑动头4对向靠近，此时两个滑动头4分别挤压相邻第一弹性伸缩杆41收缩，位于相邻吸热水管6上游处的滑动头4在移动的过程中通过支板挤压相邻挤压板13一同移动，挤压板13移动带动相邻密封块11一同移动，密封块11与相邻散热水管7配合形成的空腔面积逐渐增大，相邻第二弹性伸缩杆12的伸缩端逐渐伸出，此时位于鼓包处的吸热水管6的上游的散热水管7可容纳更多冷却绝缘冷却水，此时冷却绝缘冷却水在散热水管7内的流动速度降低，循环风对冷却绝缘冷却水的散热时间更加充足，使流入相邻吸热水管6内的绝缘冷却水的温度更低，更好的对鼓包处的电池内芯3进行散热。

[0031] 在导温板5拉动相邻的两个滑动头4对向靠近的过程中，滑动头4拉动相邻侧杆14一同移动，第三弹簧伸缩杆141压缩蓄力，因为侧杆14与其他相邻滑动头4处于相对滑动连接的状态，因此当侧杆14移动时不会带动其他滑动头4一同移动，其他导温板5不会受相邻侧杆14挤压而发生弯曲，摆动杆16跟随侧杆14同向进行移动，导温板5弯曲形变时会同步通过相邻伸缩支杆挤压相邻中部杆15向外侧移动，中部杆15移动带动相邻的两个摆动杆16发生摆动，此时因为中部杆15位于摆动杆16中部，因此摆动杆16远离相连接的侧杆14一端的移动距离大于中部杆15移动的距离，放大了对电池内芯3鼓包的检测灵敏度。

[0032] 当摆动杆16发生摆动时，摆动杆16带动相连接的活塞杆17或第五弹簧伸缩杆171发生移动，以下以前侧且连接活塞杆17的摆动杆16发生摆动为例，摆动杆16在摆动过程中带动相邻活塞杆17一同移动，活塞杆17移动时带动活塞头19一同相对于液压壳18进行移动，此时第五弹簧伸缩杆171的伸缩端在自身弹力作用下跟随活塞头19一同移动，液压壳18内液压油通过活塞头19上通孔，从活塞头19前侧向其后侧流动，但由于电池内芯3鼓包的速度缓慢，因此摆动杆16的摆动速度缓慢，进而导致活塞头19相对于液压壳18的移动速度缓慢，使液压油有足够时间通过活塞头19上通孔，活塞头19不会通过液压油挤压相邻滑动环20移动，滑动环20在相邻第一弹性件21的作用下保持原位（若电池内芯3快速鼓包碰撞，导致活塞头19快速移动时，液压油无法快速通过活塞头19上通孔流动，因此活塞头19通过液压油直接带动滑动环20一同移动，对进风头8和出风头9进行封堵，防止电池内芯3土壤爆炸造成损失）。当电池内芯3鼓包程度逐渐增大时，摆动杆16通过相邻活塞杆17带动相邻活塞头19逐渐移动至与滑动环20接触时，活塞头19若继续移动会带动滑动环20一同移动。

[0033] 当电池内芯3继续鼓包时，此时电池内芯3鼓包严重若继续鼓包存在较大爆炸隐患，电池内芯3并通过相邻零部件带动活塞头19继续移动，对进风头8和出风头9进行封堵，活塞头19带动滑动环20移动压缩相邻第一弹性件21，滑动环20将其前侧液压油通过软管挤压至相邻第一液压伸缩杆24和相邻第二液压伸缩杆30内，第一液压伸缩杆24的伸缩端和第二液压伸缩杆30的伸缩端回缩，第一液压伸缩杆24的伸缩端带动相邻第一限位块25移动，第一限位块25逐渐解除对相邻第一挡板22的限位，第二液压伸缩杆30的伸缩端带动相邻第二限位块31移动，第二限位块31逐渐解除对相邻第二挡板28的限位，当第一挡板22和第二挡板28被解除限位时，第一挡板22在相邻第二弹性件23的作用下向相邻进风头8内滑动，并对进风头8进行封堵，当第一挡板22完成对相邻进风头8的封堵时，第一锁定块26刚好与相邻第一挡板22上相邻凹槽对齐，第一锁定块26在相邻第三弹性件27的作用下伸出，对第一挡板22的位置进行锁定，第二挡板28在相邻第四弹性件29的作用下向相邻出风头9内滑动，并对出风头9进行封堵，当第二挡板28完成对相邻出风头9的封堵时，第二锁定块32刚好与相邻第二挡板28上相邻凹槽对齐，第二锁定块32在相邻第五弹性件33的作用下伸出，对第二挡板28的位置进行锁定，当两个第一挡板22和两个第二挡板28分别对相邻进风头8和相邻出风头9进行封堵后，电池内芯3位于防爆壳1内处于密封状态，外置风扇无法再向防爆壳1内送风，汽车上的传感器观察到进风头8的异常工作状态，使用现有方式断开本装置与控制终端的电连接，并通知使用人员对电池进行更换，防止电池内芯3爆炸对使用人员造成损伤。

[0034] 当进风头8和出风头9被封堵后，若电池内芯3继续鼓包膨胀，电池内芯3鼓包处相邻导温板5带动相邻滑动头4继续移动，滑动头4移动带动相邻密封块11移动，因为电池内芯3鼓包程度大，滑动头4带动相邻密封块11的移动距离远，当密封块11与相邻散热水管7脱离时，散热水管7内绝缘冷却水向外漏出，水箱2内绝缘冷却水在水泵的带动下通过此处散热水管7逐渐向防爆壳1内注入，以预防电池内芯3突然爆炸，当电池内芯3突然爆炸时，绝缘冷却水进行缓冲减少电池内芯3爆炸的威力。

[0035] 实施例2：当电池鼓包程度严重时，电池容易发生爆炸，而电池在爆炸的同时通常会伴随着剧烈的燃烧，抑制燃烧可以有效抑制爆炸的强度甚至阻止连续爆炸的发生，但现有的电池没有自动在爆炸时向电池喷洒阻燃介质的功能，针对上述问题，本发明在实施例1的基础上，还包括有用于向电池内芯3喷洒灭火介质的灭火缓冲机构。

[0036] 如图10和图13所示，灭火缓冲机构设置于防爆壳1内，灭火缓冲机构包括有周向均匀分布的四个密封板34，防爆壳1设置有周向均匀分布的四个凹槽，密封板34滑动连接于防爆壳1相邻的凹槽内，初始状态防爆壳1和密封板34之间填充满阻燃介质，阻燃介质经过压缩且其压力大于防爆壳1内大气压，防爆壳1的凹槽内固接有均匀分布的密封塞35，密封塞35为圆锥形，用于维持密封塞35与相邻密封板34之间的密封，密封板34设置有圆锥面的通孔，密封板34通过圆锥面的通孔与相邻圆锥形的密封塞35密封配合，仅当密封板34所受挤压力大于阻燃介质的压力时，密封板34才与相邻密封塞35脱离配合状态，此时阻燃介质从密封板34的通孔向电池内芯3喷出，密封板34与防爆壳1之间固接有均匀分布的第六弹性件
36，第六弹性件36为拉簧，用于提供拉密封板34与相邻密封塞35脱离配合的，变现减小密封板34两侧的压力差。

[0037] 当电池内芯3突然发生爆炸时，电池内芯3附近气体后快速压缩并向周围膨胀，气体接触并挤压密封板34，当气体的推力和第六弹性件36的拉力之和大于经过压缩的阻燃介质的压力，密封板34向相邻凹槽内移动，此时密封板34与相邻密封塞35解除密封配合，第六弹性件36收缩复位，经过压缩的阻燃介质的压力大于膨胀气体的压力，阻燃介质通过密封板34上通孔向外喷出，阻燃介质一方面喷在电池内芯3上防止其起火，另一方面阻燃介质填充在水箱2和电池内芯3之间，对爆炸的冲击波进行进一步的缓冲，减少爆炸对防爆壳1所产生的冲击力，而当水箱2内水填充进防爆壳1内时，喷射出的阻燃介质在水中形成短暂的胶体状态，进一步通过颗粒运动的方式消除电池内芯3膨胀爆炸所产生的冲击波，以增强防爆壳1隔绝爆炸的能力。

[0038] 以上对本申请进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。