CN101640294B - 软壳锂电池过充的断电安全结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种软壳锂电池过充的断电安全结构，包括软壳锂电池及断电装置，软壳锂电池具有正极电柄及负极电柄，并且在其外部包覆有软性壳体，断电装置包含贴接于所述软壳锂电池的壳体表面的板片、及连接于板片上方且对应于所述电柄中的任一电柄的分离机构，其中软壳锂电池被过度充电后将令壳体产生膨胀，而使板片向软壳锂电池之外侧移动，并以分离机构对电柄进行分离断电。如此，不仅可简化整体结构而大幅降低成本，且能有效的防止软壳锂电池爆炸及其所衍生的重大损害。
Description
技术领域
本发明涉及一种断电安全结构，特别涉及一种软壳锂电池过充的断电安全结构。
背景技术
随着移动电子设备的普及化及高性能化，具有高能量密度的蓄电池正受到期待，在此背景下，采用活物质锂的电化学掺杂和去掺杂的碳材料作为负极、以及采用含锂过渡金属化合物作为正极活物质的锂离子电池正在快速普及。
然而，这种锂二次电池若充电过度则会形成过充电状态，过剩的锂离子将从正极抽出，并在负极发生锂离子的过剩介入(insertion)而析出锂金属。在失去锂离子的正极侧，将生成非常不稳定的高氧化物。此外，过充电状态下的电池电压上升至特定电压值以上时，电解液的有机溶剂会发生分解反应，同时产生大量的可燃性气体，并发生急激的发热反应而造成电池有异常发热的情况，结果导致电池的安全性受损问题。基于前述理由，本发明人便以此作为课题并进行创新和改良。
现有技术中存在这样一种锂电池保护结构，其主要包括异常检测电路及光耦合电路，其中异常检测电路对充电电池的电压进行检查，并输出检测信号；而光耦合电路电耦接至异常检测电路，并根据检测信号调整光耦合电路的阻抗，用以断开充电电池与外接电路的连接或令充电电池放电或充电。此外，现有技术中还存在这样一种充电电池的保护结构，其主要包括第一保护回路及第二保护回路，其中第一保护回路包含主电路连接的主电流负荷与电池、以及连接于电池和主电路的热电偶感应开关；第二保护回路包含保护电路及加热器，保护电路连接主电路并监测和比较电池电压、以及输出启动信号，加热器连接至保护电路，经启动热电偶感应开关而进行加热。此外，目前普遍用于圆筒型硬壳锂电池的机械式保护装置，利用锂电池被过充时，内部压力会增加而启动泄压阀，借着泄压阀的动作，扯断电池内部的导电柄。
上述锂电池过充保护结构，虽然对于电池的过度充电具有一定程度的保护作用，但这些组件与电路在长时间使用时，不免会造成部分组件的损坏与耗损，从而丧失原有的作用。然而，圆筒型硬壳锂电池的机械式安全保护装置又无法用于软壳锂电池。另外，上述的各种保护结构或装置，在组件的组合及配置方面皆相当复杂与烦琐。因此，若能在上述各组件或电路受损的情况下，仍可对电池进行安全断电，以及采用简单结构来克服造价高昂的问题，则成为本发明所要解决的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种软壳锂电池过充的断电安全结构，其藉由分离机构对应于软壳锂电池的电柄设置，并利用软壳锂电池被过度充电后将产生体积膨胀的特性，而由分离机构将电柄进行分离断电。这样不仅可简化整体结构而大幅降低成本，且能有效防止软壳锂电池的爆炸及其所衍生的重大损害。
为了达到上述目的，本发明提供一种软壳锂电池过充的断电安全结构，包括：软壳锂电池，其具有正极电柄和负极电柄，并且在所述软壳锂电池外部包覆有软性壳体；以及断电装置，其包含贴接于所述软壳锂电池的软性壳体表面的板片、以及连接于所述板片且对应于所述正极电柄和所述负极电柄中的任意一个电柄的分离机构；其中所述任意一个电柄包含极柄及连接于所述极柄一端的导电片；其中所述任意一个电柄的导电片设有通孔，在所述板片上设有贯通孔，所述分离机构为片体，并且在其两端分别设有孔洞，通过使铆钉分别穿入所述通孔、所述贯通孔及所述孔洞中而使所述导电片、所述板片和所述分离机构结合；其中，所述软壳锂电池被过度充电后将令所述壳体产生膨胀，而使所述板片向所述软壳锂电池的外侧移动，并通过分离机构将所述正极电柄或负极电柄进行分离断电。
附图说明
图1是本发明的立体分解图；
图2是本发明的组合外观立体图；
图3是图2的俯视图；
图4是本发明应用于电池组的组合剖视图；
图5是本发明的软壳锂电池过充后使用状态剖视图；
图6是图5的A区域的局部放大图；
图7是本发明的另一实施例的组合剖视图；以及
图8是图7的使用状态剖视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
软壳锂电池1
壳体11 正极电柄12
正极柄121 导电片122
通孔123 凹痕124
负极电柄13 负极柄131
导电片132
断电装置2
板片21 贯通孔211
分离机构22 切刀221
固定臂222 切齿223
孔洞224
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，配合附图进行如下说明，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1是本发明的立体分解图，图2是本发明的组合外观立体图，而图3是图2的俯视图。本发明提供一种软壳锂电池过充的断电安全结构，其主要包括软壳锂电池1及断电装置2，其中：
软壳锂电池1由多个正、负极板及分别夹设于各正、负极板之间的隔离膜(图中未示处)构成。在正、负极板及隔离膜的外部包覆有软性壳体11，壳体11可为铝箔或其它金属薄片。在软壳锂电池1的顶端分别连接有正极电柄12及负极电柄13。正极电柄12包含连接各正极板的正极柄121、及连接于正极柄121一端的导电片122。正极柄121可为铝箔。负极电柄13包含连接各负极板的负极柄131、及连接于负极柄131一端的导电片132。负极柄131可为铜箔。这样便构成了本发明的软壳锂电池1。
断电装置2包含贴附连接于软壳锂电池1的壳体11表面的板片21、及连接于板片21上方且对应于正极电柄12的正极柄121的分离机构22。板片21可为塑料材料或其它材料制成的硬质板。分离机构22包含切刀221及分别从切刀221的两端垂直延伸出的两个固定臂222。切刀221与板片21分别形成于正极电柄12的相异两侧，而两个固定臂222分别连接于板片21上。切刀221在朝向正极电柄12的一侧成形有连续的切齿223，以利于对正极电柄12的正极柄121进行切断。此外，分离机构22也可对应于负极电柄13的负极柄箔131设置(未示出)，并且同样具有前述实施例的效用。
图4是本发明应用于电池组的组合剖视图，图5是本发明的软壳锂电池过充后使用状态剖视图，图6是图5的A区域的局部放大图。本发明的断电装置2除了可应用在前述实施例的单一软壳锂电池1上之外，也可应用在由多个软壳锂电池1串联或并联而成的电池组上。软壳锂电池1被过度充电后，将令壳体11的体积产生膨胀，而使板片21向软壳锂电池1的外侧移动，同时由分离机构22将正极电柄12的正极柄121切开而断电。在一般的使用情况下，在软壳锂电池1被过度充电后，将令壳体11的表面产生膨胀，并使板片21可产生大约2mm的横向位移量，这足够使切刀221将正极电柄12的正极柄121切开而断电，从而增加使用的安全性。
图7是本发明的另一实施例的组合剖视图，以及图8是图7的使用状态剖视图。在本实施例中，正极电柄12的导电片122上设有通孔123，并且在通孔123上方的相互对应位置冲设有“V”形凹痕124。在断电装置2的板片21上设有贯通孔211，而分离机构22则为片体，在其上、下两端分别设有孔洞224，以供铆钉等固定组件穿设连接于通孔123及孔洞224中。借由分离机构22的两端分别固定连接在导电片122与板片21上，当软壳锂电池1被过度充电后将令壳体11产生体积膨胀，而使板片21向软壳锂电池1的外侧移动，以令分离机构22将导电片122的凹痕124处断开而分离。
综上所述，本发明的软壳锂电池过充的断电安全结构具有实用性、新颖性与创造性，且本发明的结构也不曾见于同类产品及公开使用过，完全符合发明专利申请的要求。
Claims (3)
1.一种软壳锂电池过充的断电安全结构，包括：
软壳锂电池，其具有正极电柄和负极电柄，并且在所述软壳锂电池外部包覆有软性壳体；以及
断电装置，其包含贴接于所述软壳锂电池的软性壳体表面的板片、以及连接于所述板片且对应于所述正极电柄和所述负极电柄中的任意一个电柄的分离机构；
其中所述任意一个电柄包含极柄及连接于所述极柄一端的导电片；
其中所述任意一个电柄的导电片设有通孔，在所述板片上设有贯通孔，所述分离机构为片体，并且在所述片体两端分别设有孔洞，通过使铆钉分别穿入所述通孔、所述贯通孔及所述孔洞中而使所述导电片、所述板片和所述分离机构结合；
其中在所述导电片的通孔上方的两个相互对应的位置，分别冲设有“V”形凹痕
其中，所述软壳锂电池被过度充电后将令所述壳体产生膨胀，而使所述板片向所述软壳锂电池的外侧移动，并通过分离机构将所述正极电柄或负极电柄进行分离断电。
2.如权利要求1所述的软壳锂电池过充的断电安全结构，其中所述壳体为铝箔。
3.如权利要求1所述的软壳锂电池过充的断电安全结构，其中所述板片是由塑料材料制成的硬质板。
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