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CN203644834U - 一种动力电池安全顶盖 - Google Patents

一种动力电池安全顶盖 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池安全顶盖，包括顶盖片和设置于顶盖片的第一极柱单元、第二极柱单元、泄压阀、注液孔和安全翻转阀，第一极柱单元和顶盖片电连接，第二极柱单元和顶盖片绝缘装配，安全翻转阀和顶盖片电连接，顶盖片上方设置有短路保护导电片，短路保护导电片与第二极柱单元电连接，短路保护导电片位于安全翻转阀的上方，第一极柱单元包括第一极柱主体和设置于第一极柱主体周向的金属垫块、电阻块，电阻块设置于金属垫块的下方，电阻块包括基材和涂覆于基材表面的涂层。在电池发生外部短路时，通过电阻块的设置来控制回路电流大小，从而实现保护安全翻转阀与短路保护导电片，进一步提高动力电池的安全性能。

Description

一种动力电池安全顶盖
技术领域
本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种动力电池安全顶盖。
背景技术
随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以可充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为可充电的二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。
电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池作为电源。这些动力电池除了具有高容量，还应当具有良好的安全性以及较长的循环寿命等，才能达到使用的标准和满足人们的需求。
为了在一定程度上保证动力电池的安全性，一般在电池顶盖上安装一个泄压阀。当电池由于不当充电、短路或暴露于高温等恶劣环境中而发生意外时，高能量的电池就会产生大量的气体并且温度急剧升高，气体冲开泄压阀达到泄压的目的。泄压阀的存在一定程度上可以提高电池的安全性能，但是由于发生意外的电池本身聚集的能量得不到释放，电池本身就是一个隐患体，存在一定的安全问题，如果电池发生意外后再继续过充电，则会引发更大的安全事故。
在专利号为ZL201220419624.3中国实用新型专利中已给出解决上述问题的技术方案，该专利通过增加电阻块，且电阻块设置在绝缘体的内部，在电池外部发生短路时，通过电阻块来控制外短路时电流的大小，从而实现保护安全翻转阀与短路保护导电片的安全。就目前而言，上述专利的结构复杂，单独的电阻块在控制外短路电流大小时，其效果并不理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种动力电池安全顶盖，该顶盖设置有电阻率较大且熔点较高的涂层，在发生外部短路时，通过控制回路电阻来控制回路电流的大小，从而实现保护安全翻转阀与短路保护导电片的安全，进一步提高动力电池的安全性能；而且本实用新型结构简单，实用性强。
为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种动力电池安全顶盖，包括顶盖片和设置于所述顶盖片的第一极柱单元、第二极柱单元、泄压阀、注液孔和安全翻转阀，所述第一极柱单元和所述顶盖片电连接，所述第二极柱单元和所述顶盖片绝缘装配，所述安全翻转阀和所述顶盖片电连接，所述顶盖片上方设置有短路保护导电片，所述短路保护导电片与所述第二极柱单元电连接，所述短路保护导电片位于所述安全翻转阀的上方，所述第一极柱单元包括第一极柱主体和设置于所述第一极柱主体周向的金属垫块、电阻块，所述电阻块设置于所述金属垫块的下方，所述电阻块包括基材和涂覆于所述基材表面的涂层。电阻块的基材的设置可以采用五金冲压或机加工等方式实现，基材表面的涂层可以采用浸涂、喷涂或刮刀涂布等实现。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述电阻块位于所述第一极柱主体与所述顶盖片之间，并且所述第一极柱主体通过所述电阻块与所述顶盖片导通。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述电阻块的形状设置为方形、圆形或椭圆形。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述涂层的厚度为150~400μm。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述涂层的厚度为200~300μm。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述短路保护导电片的一端焊接、铆接、螺接或粘接于所述顶盖片，所述短路保护导电片的另一端焊接、铆接、螺接或粘接于所述第二极柱单元。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述安全翻转阀与所述顶盖片焊接。
作为本实用新型所述的动力电池安全顶盖一种改进，所述安全翻转阀设置有刻痕，所述刻痕的深度为0.05~2mm。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过在顶盖中增加电阻块，且所述电阻块包括有电阻率较大且熔点较高的涂层，在发生外部短路时，通过控制回路电阻来控制回路电流量，从而实现保护安全翻转阀与短路保护导电片的安全，能够有效预防电池发生意外后的过充电，以及释放发生意外的电池内部能量，从而进一步提高动力电池的安全性能；本实用新型只需在基材上涂覆有涂层，就提高动力电池的安全性能，而现有技术却要将电阻块设置在绝缘体的内部才能实现，说明了本实用新型的结构简单，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1中A部放大图。
图3为本实用新型电阻块的结构示意图。
其中，1——第一极柱单元、2——顶盖片、3——注液孔、4——泄压阀、5——短路保护导电片、6——安全翻转阀、7——第二极柱单元、8——孔、9——刻痕、11——第一极柱主体、12——金属垫块、13——电阻块、14——基材、15——涂层。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。
如图1~3所示，一种动力电池安全顶盖，包括顶盖片2和设置于顶盖片2的第一极柱单元1、第二极柱单元7、泄压阀4、注液孔3和安全翻转阀6，第一极柱单元1和顶盖片2电连接，第二极柱单元7和顶盖片2绝缘装配，安全翻转阀6和顶盖片2电连接，顶盖片2上方设置有短路保护导电片5，短路保护导电片5与第二极柱单元7电连接，短路保护导电片5位于安全翻转阀6的上方，安全翻转阀6及短路保护导电片5应当采用熔点也较高的材料，如铜或铁等，第一极柱单元1包括第一极柱主体11和设置于第一极柱主体11周向的金属垫块12、电阻块13，电阻块13设置于金属垫块12的下方，电阻块13的形状设置为方形，电阻块13包括基材14和涂覆于基材14表面的涂层15，基材14和涂层15均可通过材料的成分和厚度来调整电阻块的电阻大小，基材14一般选用铁鉻铝合金或不锈钢材料，涂层15一般选用耐高温的无机和有机高分子组成的复合材料。
其中，电阻块13位于第一极柱主体11与顶盖片2之间，并且第一极柱主体11通过电阻块13与顶盖片2导通。电阻块13的形状还可以设置为圆形或椭圆形。
优选的，涂层15的厚度为150~400μm。
更优的，涂层15的厚度为200~300μm，在电池发生外短路时，电阻块13的电阻在此厚度可达到预先设计范围50~130mohm，从而保证回路电阻在某一稳定范围，使得回路电流可控，最终实现保护安全翻转阀6与短路保护导电片5。
短路保护导电片5的一端焊接、铆接、螺接或粘接于顶盖片2，短路保护导电片5的另一端焊接、铆接、螺接或粘接于第二极柱单元7，使得短路保护导电片5同时与顶盖片2和第二极柱单元7实现电连接。
安全翻转阀6与顶盖片2焊接，具体的，安全翻转阀6可以通过激光焊接密封组接于顶盖片2上设有的孔中，安全翻转阀6的翻转气压为0.3~0.5MPa，并且在0.7MPa气压下不会破裂，翻转高度不小于0.5mm。安全翻转阀6设置有刻痕9，刻痕9的深度为0.05~2mm，一般地，刻痕9的深度为0.25左右，因在此深度的调节可以改善翻转气压，带刻痕9的安全翻转阀6四周与顶盖片2的孔8边缘固定连接，刻痕9的深度越深，安全翻转阀6需翻转的气压越低。
正常情况下，安全翻转阀6不与短路保护导电片5接触；当电池发生意外时，电池内部气压升高，当内压达到安全翻转阀6的翻转压力时，安全翻转阀6动作并和短路保护导电片5接触，从而使电池实现外短路。第一极柱单元1与第二极柱单元7通过设置其中的电阻控制电流大小，从而控制发热量大小，从而保护安全翻转阀6不被熔穿，达到保护安全翻转阀6的作用。这样，一方面可以确保消化掉过充电流，另一方面可以释放隐患电池能量，消除安全隐患。
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能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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 (8)

1. 一种动力电池安全顶盖，包括顶盖片和设置于所述顶盖片的第一极柱单元、第二极柱单元、泄压阀、注液孔和安全翻转阀，所述第一极柱单元和所述顶盖片电连接，所述第二极柱单元和所述顶盖片绝缘装配，所述安全翻转阀和所述顶盖片电连接，所述顶盖片上方设置有短路保护导电片，所述短路保护导电片与所述第二极柱单元电连接，所述短路保护导电片位于所述安全翻转阀的上方，其特征在于：所述第一极柱单元包括第一极柱主体和设置于所述第一极柱主体周向的金属垫块、电阻块，所述电阻块设置于所述金属垫块的下方，所述电阻块包括基材和涂覆于所述基材表面的涂层。
2.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述电阻块位于所述第一极柱主体与所述顶盖片之间，并且所述第一极柱主体通过所述电阻块与所述顶盖片导通。
3.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述电阻块的形状设置为方形、圆形或椭圆形。
4.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述涂层的厚度为150~400μm。
5.根据权利要求4所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述涂层的厚度为200~300μm。
6.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述短路保护导电片的一端焊接、铆接、螺接或粘接于所述顶盖片，所述短路保护导电片的另一端焊接、铆接、螺接或粘接于所述第二极柱单元。
7.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述安全翻转阀与所述顶盖片焊接。
8.根据权利要求1所述的动力电池安全顶盖，其特征在于：所述安全翻转阀设置有刻痕，所述刻痕的深度为0.05~2mm。
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