CN201450036U - 锂离子电池组合盖帽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、电流熔断器、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片电性连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板。电流熔断器电性连接于防爆片和顶盖之间，其包括与顶盖电性连接的上金属片、与防爆片电性连接的下金属片，以及连接于上、下金属片之间的至少一个融芯。当锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器的融芯熔断而切断电路，以保护电池在外电路短路、并联电池组中的一个电池内短路等情况下的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池组合盖帽，尤其是一种圆柱形锂离子电池组合盖帽。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度等优异性能，因此应用越来越普及。圆柱形锂离子电池由于其标准化的尺寸、成熟的工艺和设备，在锂离子电池市场中占有重要的份额。
锂离子电池的大量应用，使其安全性越来越成为人们关注、研究的课题。对于能量型的锂离子电池，通常可以设计热敏电阻来保护其安全，当电池内、外部出现短路而产生大电流时，热敏电阻可以防止电池出现安全事故。
但是，对于现在使用越来越多的电动工具电池，如电动汽车的电池，其需要大倍率放电，热敏电阻已经不能继续使用，因此目前大倍率放电电池的组合盖帽没有设置安全保护装置，放电时易于发生安全事故。
有鉴于此，确有必要提供一种能够保证大功率锂离子电池安全的组合盖帽。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：提供一种能够保证大功率锂离子电池安全的组合盖帽。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、电流熔断器、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片电性连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板。电流熔断器电性连接于防爆片和顶盖之间，其包括与顶盖电性连接的上金属片、与防爆片电性连接的下金属片，以及连接于上、下金属片之间的至少一个融芯。当锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器的融芯熔断而切断电路。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述电流熔断器的上、下金属片之间设有绝缘片，绝缘片将上、下金属片融芯之外的部分绝缘。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述上、下金属片和绝缘片都为环形，绝缘片上开设至少一个穿孔，上、下金属片分别对应穿孔设有冲孔，上、下金属片的冲孔侧壁对应插入穿孔并通过融芯电性连接。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述融芯是通过焊接方式将上、下金属片于冲孔处连接为一体，以实现电性连接。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述孔板和防爆片通过焊点电性连接。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述孔板和防爆片通过铆接方式电性连接。
作为本实用新型锂离子电池组合盖帽的一种改进，所述融芯的数量可根据锂离子电池的充放电需要或电流熔断器的预设电阻值调整。
相对于现有技术，本实用新型锂离子电池组合盖帽通过电流熔断器的融芯来保证电池的安全，在电池大电流放电时，电流熔断器的融芯熔断而切断电流，以保护电池在外电路短路、并联电池组中的一个电池内短路等情况下的安全性.
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1为本实用新型锂离子电池组合盖帽的剖视示意图。
图2为本实用新型锂离子电池组合盖帽的电流熔断器的俯视示意图。
图3为沿图2中A-A线的剖视示意图。
图4为图3中圆圈部B的放大图。
图5为本实用新型锂离子电池组合盖帽安装在锂离子电池上的剖视示意图。
具体实施方式
请参阅图1，本实用新型锂离子电池组合盖帽包括一顶盖1、一胶圈2、一电流熔断器3、一防爆片4、一孔板5和一绝缘垫片6。
顶盖1为一锥台形圆片，其设有一个环形的基部10，环形的基部10的内侧边缘向上凸起形成一倾斜部12和一位于倾斜部12顶端的圆形顶部14，倾斜部12上开设有若干透气孔16。
胶圈2为一台阶形空心圆柱，其中，直径较大的一端为封闭端22，直径较小的一端为保持端24。封闭端22靠近保持端24处的外壁略向内收缩形成一收缩部220。胶圈2的内部开设一台阶形通孔26，封闭端22处的通孔26的直径与顶盖1的外径相适配。通孔26周围的侧壁上设有一圈向内突伸的凸环262，封闭端22向保持端24过渡的一台阶部28的内壁上设有一向上延伸的环形密封圈264。保持端24在远离封闭端22处设有一向内延伸的环形凸缘242。
请参阅图2至4，电流熔断器3包括一环形的绝缘片31和两片环形的上金属片33、下金属片35。绝缘片31的环形圆周上开设至少一个穿孔(未标注)，上金属片33、下金属片35上则对应每一个穿孔设有一个冲孔330、350，冲孔330、350的侧壁对应插入穿孔后，通过融芯37焊接(如高频焊等)在一起，融芯37将上下金属片33、35电性导通。当金属片33、35之间流经的电流超过一定值时，融芯37将被熔断而使得电路断开，从而保证锂离子电池的安全使用。
请继续参阅图1，防爆片4的形状与顶盖1近似，其外环42与连接部44的弯折处设有一双向刻痕46，受力后很容易在双向刻痕46处断开。位于防爆片4中央的凸起部48为圆形。
孔板5为一圆形片体，其下表面的中心向上凹陷形成一个凹槽52，因此孔板5的中部为厚度很小的焊点54。孔板5上还设有至少一个气孔56。
绝缘垫片6为一空心圆柱，其外径小于胶圈2的保持端24处的通孔直径。绝缘垫片6的中心设有一通孔62，通孔62周围的侧壁上设有能够收容孔板5的环形凹槽64。
安装时，首先将孔板5镶嵌于绝缘垫片6的环形凹槽64内.然后，将绝缘垫片6、防爆片4、电流熔断器3和顶盖1依次装入胶圈2的通孔26中，并将防爆片4的凸起部48与孔板5的焊点54以点焊方式焊接在一起.装设有孔板5的绝缘垫片6被限制在防爆片4和胶圈2所围成的空间内，孔板5与防爆片4在焊点54以外的区域相互绝缘.电流在组合盖帽中的流通路径为：经孔板5通过焊点54流向防爆片4、再从下金属片35经融芯37流至上金属片33、最后经顶盖1流至外电路.需要说明的是，根据本实用新型的另一个实施方式，凸起部48也可以通过铆接等方式与孔板5连接在一起.
请继续参阅图5，钳口时，胶圈2的封闭端22在钢壳8的挤压下弯折变形，从而牢牢卡住顶盖1的环形基部10，此时，防爆片4紧贴于胶圈2的台阶部28的内壁上，环形密封圈264紧贴于防爆片4的外环42上，从而将电池内部和外界隔绝。在钳口过程中，胶圈2变形时可能会推动防爆片4移动，如果绝缘垫片6是固定的，则防爆片4和孔板5之间的焊点54就有可能被破坏，而本实用新型的绝缘垫片6在胶圈2中有一定的移动空间(未标示)，因此绝缘垫片6和孔板5都能够随防爆片4一起移动，避免焊点受力过大而断开。
在锂离子电池正常工作时，所述电流熔断器3发热不高。当锂离子电池充放电过程中，内部或外部短路而产生大电流时，组合盖帽中最为薄弱的电流熔断器3的融芯37将熔断而切断电流，起到保护电池安全的作用。根据锂离子电池的充放电需要，电流熔断器3的电阻可以设置为不同数值，因此，融芯37的数量也可以有所变化，最少一个，最多可以为十几甚至几十个。
当电池内部的温度过高以致气体膨胀时，气体将从孔板5的气孔56进入孔板5与防爆片4之间；压力达到一定值时，防爆片4和孔板5之间的焊点54将断开，使锂离子电池电路断路而停止升温；如果气体压力继续增大，则会推动防爆片4在双向刻痕46处断开，使气体能够从顶盖1的透气孔16排出，以保证锂离子电池不发生着火或爆炸。此时，虽然孔板5已经与防爆片4断开，但是由于胶圈2的凸缘242的存在，孔板5不会从组合盖帽中脱离出来掉到电芯9里，与钢壳8或电芯9的正负极材料接触而发生危险。
需要说明的是，本实用新型锂离子电池组合盖帽可应用于功率型的锂离子电池中，尤其是由许多电池串并联而成的电池组中的锂离子电池，如电动工具、电动汽车中的电池。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (7)
1.一种锂离子电池组合盖帽，其包括：胶圈和装设于胶圈通孔内的顶盖、防爆片、孔板及绝缘垫片，孔板和防爆片电性连接，绝缘垫片用于收容和支撑孔板，其特征在于：所述锂离子电池组合盖帽还包括电性连接于防爆片和顶盖之间的电流熔断器，电流熔断器包括与顶盖电性连接的上金属片、与防爆片电性连接的下金属片，以及连接于上、下金属片之间的至少一个融芯，锂离子电池的电流超过额定值时，电流熔断器的融芯熔断而切断电路。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述电流熔断器的上、下金属片之间设有绝缘片，绝缘片将上、下金属片融芯之外的部分绝缘。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述上下金属片和绝缘片都为环形，绝缘片上开设至少一个穿孔，上下金属片分别对应穿孔设有冲孔，上下金属片的冲孔侧壁插入穿孔并通过融芯电连接。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述融芯通过焊接的方式将上、下金属片于冲孔处连接为一体，以实现电性连接。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述孔板和防爆片通过焊点电性连接。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述孔板和防爆片通过铆接电性连接。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的锂离子电池组合盖帽，其特征在于：所述融芯的数量可根据锂离子电池的充放电需要或电流熔断器的预设电阻值调整。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20100505 |