CN102044655A - 电池过充自动断电装置及具有过充自动断电装置的电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池过充自动断电装置及具有过充自动断电装置的电池，该断电装置用以与电池叠置后电性连接，包括：绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在一侧框边上设有两个呈反向设置的凹槽，在相对另一侧框边上设有向内延伸的挠性板，挠性板在末端上设有开口，开口近挠性板末端一侧内形成有刃部；导电薄片，呈对折状而具有两个半片部，在两个半片部间形成有折部，导电薄片穿置于挠性板的开口内，使两个半片部夹置于挠性板末端上，令折部与刃部相对；两个导电极，均具有导接部、及各自由其导接部延伸而出的连接部，两个导接部分别设于两个凹槽内，而两个连接部则分别电连接于两个半片部上呈固定结合。

Description

电池过充自动断电装置及具有过充自动断电装置的电池

技术领域

本发明与一种电池的自动断电有关，尤指一种电池过充自动断电装置、以及具有该过充自动断电装置的电池。

背景技术

目前，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期待。在这种背景之下，使用可作负极活物质锂的电化学掺杂及去掺杂的碳材料，及使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，这种二次锂电池中，若充电过度则将形成过充电状态，将从正极抽出过剩的锂离子，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，将生成非常不安定的高氧化物。并且，过充电下的电池电压上升至一个特定电压值以上时，电解液的有机溶剂则发生分解反应，同时产生多量的可燃性气体，并发生急激的发热反应而造成电池出现异常发热的情况，进而导致电池的安全性受损问题。

目前，已出现一些用于充电电池的保护结构，如本发明人先前所申请中国台湾第TWM292169及TWM275625号专利中所提出的电池保护结构。其中，TWM292169的专利案提出一种锂电池保护结构，其主要包括异常检知电路及光耦合电路，其中该异常检知电路对充电电池的电压作检查，并输出检测信号；而光耦合电路电性耦接至该异常检知电路，并根据该检测信号调整该光耦合电路的一个阻抗，用以断开该充电电池与该外接电路的连接或令该充电电池放电或充电。另外，TWM275625的专利案也提出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，其中该第一保护回路包含有主电路连接的主电流负荷与电池、及连接于所述电池与主电路的热电偶感应开关；该第二保护回路包含有保护电路及加热器，该保护电路连接主电路并检测比较电池电压输出启动信号，而加热器则连接前述保护电路，经启动相对所述热电偶感应开关为加热运作。还有，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。

但是，上述的锂电池过充保护结构，虽然可对电池的过度充电具有一定程度的保护作用，但该组件与电路在长时间的使用下，不免造成部分组件的损坏与耗损而丧失原有的作用；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；且上述的各种保护结构或装置，在组件的组合及配置方面均相当得复杂与繁琐；因此，若能在上述的各组件或电路受损的情况下，仍可对电池进行安全断电作用，及以简单结构来克服造价高昂的问题，则为本发明所欲解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种电池过充自动断电装置及具有过充自动断电装置的电池，可简化整体结构而大幅降低成本，且能有效防止电池的爆炸及其所衍生的重大损害等问题的产生。

为了达到上述目的，本发明提供一种电池过充自动断电装置，包括绝缘框体、导电薄片以及两个导电极；其中，绝缘框体内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有两个呈反向设置的凹槽，而在相对另一侧框边上则设有向环围空间内延伸的挠性板，挠性板在于末端上设有开口，且开口于近挠性板末端一侧内形成有刃部；导电薄片具有呈对折状的两个半片部，且在两个半片部间形成有连接彼此的折部，导电薄片穿置于挠性板的开口内，而使两个半片部夹置于挠性板末端上，并令折部与挠性板的刃部相对；两个导电极均具有导接部、以及各自由其导接部延伸而出的连接部，该两个导电极的导接部分别设于绝缘框体的两个凹槽内，而该两个连接部则分别电连接于导电薄片的两个半片部上呈固定结合；借此，当该断电装置与电池叠置而作串和/或并联的电性连接时，导电薄片与两个导电极可形成导电回路，且若电池过充使其体积膨胀，推动挠性板拉扯导电薄片，并通过刃部切断导电薄片的折部，以截断导电薄片与两个导电极所形成的导电回路。

为了达到上述目的，本发明提供一种具有过充自动断电装置的电池，包括两个断电装置、以及至少一个电池；其中，各断电装置所包含的构件包括：绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有凹槽，而在相对另一侧框边上则设有向该环围空间内延伸的挠性板，该挠性板在末端上设有开口，且该开口在近该挠性板末端一侧内形成有刃部；导电薄片，具有呈对折状的两个半片部，且于该两个半片部间形成有连接彼此的折部，该导电薄片穿置于该挠性板的开口内，而使该两个半片部夹置于该挠性板末端，并令所述折部与该挠性板的刃部相对；及一个导电极，具有导接部、以及由其导接部延伸而出的连接部，该导电极的导接部设于该绝缘框体的凹槽内，而该连接部则电连接于该导电薄片的半片部上呈固定结合；而电池则具有设于两个断电装置的环围空间内的本体，在本体上设有正极电柄与负极电柄，正、负极电柄分别对应而接触于该两个断电装置的导接部，且两个断电装置的挠性板贴附于电池本体表面。

为了达到上述目的，本发明提供一种具有过充自动断电装置的电池，包括断电装置、至少一个电池、以及盒座；其中，断电装置包含有绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有两个凹槽，而在另一侧框边上则设有向该环围空间内延伸的挠性板，该挠性板的末端上设有开口，且该开口于近该挠性板末端一侧内形成有刃部；导电薄片，具有呈对折状的两个半片部，且在该两个半片部间形成有连接彼此的折部，该导电薄片穿置于该挠性板的开口内，而使该两个半片部夹置于该挠性板末端上，并令所述折部与该挠性板的刃部相对；及两个导电极，均具有导接部、以及各自由其导接部延伸而出的连接部，该两个导电极的导接部分别设于该绝缘框体的两个凹槽内，而该两个连接部则分别电连接于该导电薄片的两个半片部上呈固定结合；而电池也具有设于断电装置的环围空间内的本体，在本体上设有正极电柄与负极电柄，正、负极电柄分别对应而接触于两个断电装置的导接部，另外，盒座内形成有容置空间，电池则容置于容置空间内，且断电装置压制于电池本体表面上。

由以上技术方案可以看出，本发明利用电池被过度充电后所产生的体积膨胀现象，以截断串联或并联的导电回路，进而达到防止过充的安全性。如此不仅可简化整体结构而大幅降低成本，且能有效防止电池的爆炸及其所衍生的重大损害等问题产生。

附图说明

图1为本发明电池过充自动断电装置的立体分解示意图；

图2为本发明电池与断电装置的立体分解示意图；

图3为本发明电池与断电装置的立体组合示意图；

图4为沿图3中A-A线的断面剖视图；

图5为根据图4的局部放大示意图；

图6为根据图4过充后自动断电的示意图；

图7为本发明应用于电池串/并联时的立体分解示意图；

图8为本发明电池与断电装置另一实施例的立体分解示意图；

图9为本发明电池与断电装置另一实施例的立体组合示意图。

附图标记说明

断电装置    1

绝缘框体    10         环围空间    100

框边        101        凹槽        102

凹槽        103        挠性板      11

开口        110        刃部        111

导电薄片    12         半片部      120

半片部      121        折部        122

导电极      13        导接部    130

连接部      131       导电极    14

导接部      140       连接部    141

固定板      15        透孔      150

定位孔      16        定位柱    17

电池        2

本体        20        正极电柄  21

负极电柄    22

盖体        3

镂空部      30

盒座        4

容置空间    40

具体实施方式

为了更进一步说明本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

请参阅图1，为本发明电池过充自动断电装置的立体分解图。本发明提供一种电池过充自动断电装置及其电池，该断电装置1用以与电池2(如图2所示)叠置后作串和/或并联的电性连接，借以供电池2在过度充电时可实现自动断电的功能。该断电装置1包括绝缘框体10、导电薄片12、以及两个导电极13、14；其中：

该绝缘框体10由如塑料等绝缘材料所制成，其具有比所述电池2的本体20略大的框边101，且该绝缘框体10内形成有环围空间100，用以供电池2叠置于绝缘框体10内。该绝缘框体10的一侧框边101上设有两个凹槽102、103，该两个凹槽102、103呈反向设置，并供所述两个导电极13、14分别安置，以作为正、负极。此外，该绝缘框体10在相对另一侧框边101上设有向其环围空间100内延伸的挠性板11，挠性板11在末端上设有开口110，且开口110在近挠性板11末端的一侧内形成有刃部111，用于电池2过充时截断导电回路。

该导电薄片12可由铜箔所构成，并具有呈对折状的两个半片部120、121，且在两个半片部120、121间形成有连接彼此的折部122。该导电薄片12即穿置于挠性板11的开口110内，并因对折而使两个半片部120、121夹置于挠性板11末端上，以使折部122与挠性板11的刃部111相对。

该两个导电极13、14也可分别由铜箔所构成，且导电极13具有设置于所述绝缘框体10的凹槽102内的导接部130、以及由其导接部130延伸而出的连接部131，导电极14具有设置于所述绝缘框体10的凹槽103内的导接部140、以及由其导接部140延伸而出的连接部141，而两个导电极13、14的连接部131、141则分别电连接于上述导电薄片12的两个半片部120、121上，并固定结合；当电池2上的正极电柄21与负极电柄22分别接触于两个导电极13、14的导接部130、140上时，即可形成导电回路。

此外，绝缘框体10相对于挠性板11的一侧框边101内，设有朝向挠性板11突伸的固定板15，且所述导电薄片12的两个半片部120、121也夹置于该固定板15上，并在该固定板15上设有透孔150，以供导电薄片12的两个半片部120、121通过该透孔150而相互贴合粘结，且半片部120、121在其贴合粘结处彼此绝缘。另外，绝缘框体10的框边101上还设有相对应的定位孔16与定位柱17，以便两个或两个以上断电装置1与电池2叠置时的结合所需。

如图2及图3所示，分别为本发明通过两个所述断电装置1夹置所述电池2而相叠置的立体分解及立体组合示意图。该电池2具有呈扁平板的本体20，本体20顶缘上设有正极电柄21与负极电柄22，正、负极电柄21、22分别对应而接触于两个断电装置1的导接部130、140(如图3所示)，故供导接部130、140安置的两个凹槽102、103需呈反向设置。再请一并参阅图4及图5，即可清楚看出前述该导电薄片12、两个导电极13、14、以及与挠性板11等配置关系，同时，两个断电装置1的挠性板11贴附于所述电池2本体20表面上。

因此，借由上述的构造组成，即可得到本发明电池过充自动断电装置及其电池。

据此，如图6所示，当电池2过充而使其本体20的体积膨胀时，利用其体积膨胀所产生的变形，即可将该挠性板11向外推动，以使挠性板11对导电薄片12进行拉扯作用；此时，由于导电薄片12的折部122与挠性板11的刃部111相对，故当挠性板11对导电薄片12进行拉扯时，刃部111即可将折部122予以切断，并使导电薄片12与两个导电极13、14所形成的导电回路被截断。如此即可达到断电并避免过充后可能造成的危险，进而提供过充自动断电的功能，提高电池充电的安全性。

再者，如图7所示，当运用在两个或两个以上电池2作串联或并联的场合上时，本发明也可进一步在两个或两个以上所述断电装置1外，通过增设两个盖体3而将这些断电装置1予以夹置，以增加各断电装置1间的结合强度。且两个盖体3上均形成有与挠性板11相对的镂空部30，可提供被所述断电装置1所夹置的两个或两个以上电池2在过充膨胀后，电池2本体20膨胀变形的空间。

另外，如图8及图9所示，为本发明电池与断电装置另一实施例的立体分解示意图及立体组合示意图。本发明也可利用单一所述断电装置1并配合盒座4，以整合一个、两个或两个以上串联或并联的电池2；其中，本实施例揭露所述断电装置1的另一形态，其与上述实施例的主要差异在于挠性板11与固定板15介于绝缘框体10内的相对对角位置上，且挠性板11与固定板15相对的切边呈倾斜配置，各电池2可通过串联或并联方式而叠置，以装载于该盒座4内。盒座4内形成有容置空间40，该容置空间40的高度恰与各电池2叠置后的厚度相当，以供各电池2容置其内，再以所述断电装置1组装于盒座4的容置空间40上，以压制于各电池2上方；由于各电池2被压制于断电装置1与盒座4的容置空间40内，故当各电池2在过充膨胀时，即可将挠性板11向外推动而对导电薄片12进行拉扯以切断导电薄片12，如此同样可达到所述电池2过充时自动断电的目的。

然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求范围，故凡是运用本发明所作的等效技术、手段等变化，均同理包含于本发明的范围内。

Claims (20)

1.一种电池过充自动断电装置，其特征在于，包括：

绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有两个呈反向设置的凹槽，而在相对另一侧框边上则设有向该环围空间内延伸的挠性板，该挠性板在末端上设有开口，且该开口在近该挠性板末端一侧内形成有刃部；

导电薄片，具有呈对折状的两个半片部，且在该两个半片部间形成有连接彼此的折部，该导电薄片穿置于该挠性板的开口内，而使该两个半片部夹置于该挠性板末端上，并令所述折部与该挠性板的刃部相对；及

两个导电极，均具有导接部、以及各自由其导接部延伸而出的连接部，该两个导电极的导接部分别设于该绝缘框体的两个凹槽内，而该两个连接部则分别电连接于该导电薄片的两个半片部上呈固定结合；

当该断电装置与电池叠置而作串和/或并联的电性连接时，该导电薄片与该两个导电极形成导电回路，且若电池过充使其体积膨胀，则推动该挠性板拉扯该导电薄片，并通过所述刃部切断导电薄片的折部，以截断该导电薄片与该两个导电极所形成的导电回路。

2.根据权利要求1所述的电池过充自动断电装置，其特征在于，所述绝缘框体相对于所述挠性板的一侧框边内，设有朝向所述挠性板突伸的固定板，且所述导电薄片的两个半片部夹置于该固定板上。

3.根据权利要求2所述的电池过充自动断电装置，其特征在于，所述固定板上设有透孔，而所述导电薄片的两个半片部通过该透孔而相互贴合粘结。

4.根据权利要求1所述的电池过充自动断电装置，其特征在于，所述绝缘框体的框边上设有相对应的定位孔与定位柱。

5.根据权利要求1所述的电池过充自动断电装置，其特征在于，所述导电薄片由铜箔所构成。

6.根据权利要求1或5所述的电池过充自动断电装置，其特征在于，所述两个导电极分别由铜箔所构成。

7.一种具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，包括：两个断电装置以及电池；其中，

两个断电装置，各包含：

绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有凹槽，而在相对另一侧框边上则设有向该环围空间内延伸的挠性板，该挠性板在末端上设有开口，且该开口在近该挠性板末端一侧内形成有刃部；

导电薄片，具有呈对折状的两个半片部，且在该两个半片部间形成有连接彼此的折部，该导电薄片穿置于该挠性板的开口内，而使该两个半片部夹置于该挠性板末端上，并令所述折部与该挠性板的刃部相对；及

一个导电极，具有导接部、以及由其导接部延伸而出的连接部，该导电极的导接部设于该绝缘框体的凹槽内，而该连接部则电连接于该导电薄片的半片部上呈固定结合；

电池，具有设于该两个断电装置的环围空间内的本体，在该本体上设有正极电柄与负极电柄，该正、负极电柄分别对应而接触于该两个断电装置的导接部；

其中，该两个断电装置的挠性板贴附于所述电池本体表面上。

8.根据权利要求7所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述绝缘框体相对于所述挠性板的一侧框边内，设有朝向该挠性板突伸的固定板，且该导电薄片的两个半片部夹置于该固定板上。

9.根据权利要求8所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述固定板上设有透孔，所述导电薄片的两个半片部通过该透孔而相互贴合粘结。

10.根据权利要求7所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述绝缘框体的框边上设有相对应的定位孔与定位柱。

11.根据权利要求7所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述导电薄片由铜箔所构成。

12.根据权利要求7或11所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述两个导电极分别由铜箔所构成。

13.根据权利要求7所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，该具有过充自动断电装置的电池还包括：夹置于所述断电装置外的两个盖体，且该两个盖体上均形成有与所述两个断电装置的挠性板相对的镂空部。

14.一种具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，包括：断电装置、电池及盒座；其中，

断电装置，该断电装置包含：

绝缘框体，其内具有由框边围成的环围空间，并在该绝缘框体一侧框边上设有两个凹槽，而在另一侧框边上则设有向该环围空间内延伸的挠性板，该挠性板的末端上设有开口，且该开口在近该挠性板末端一侧内形成有刃部；

导电薄片，具有呈对折状的两个半片部，且在该两个半片部间形成有连接彼此的折部，该导电薄片穿置于该挠性板的开口内，而使该两个半片部夹置于该挠性板末端上，并令所述折部与该挠性板的刃部相对；及

两个导电极，均具有导接部、以及各自由其导接部延伸而出的连接部，该两个导电极的导接部分别设于该绝缘框体的两个凹槽内，而该两个连接部则分别电连接于该导电薄片的两个半片部上呈固定结合；

电池，具有设于该断电装置的环围空间内的本体，在该本体上设有正极电柄与负极电柄，该正、负极电柄分别对应而接触于该两个断电装置的导接部；

盒座，其内形成有容置空间，所述电池容置于该容置空间内；

其中，该断电装置压制于所述电池本体表面。

15.根据权利要求14所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述绝缘框体相对于该挠性板的一侧框边内，设有朝向该挠性板突伸的固定板，且该导电薄片的两个半片部夹置于该固定板上。

16.根据权利要求15所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述固定板上设有透孔，该导电薄片的两个半片部通过该透孔而相互贴合粘结。

17.根据权利要求14所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述绝缘框体的框边上设有相对应的定位孔与定位柱。

18.根据权利要求14所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述导电薄片由铜箔所构成。

19.根据权利要求14或18所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，所述两个导电极分别由铜箔所构成。

20.根据权利要求14所述的具有过充自动断电装置的电池，其特征在于，还包括夹置于所述断电装置外的两个盖体，且该两个盖体上均形成有与所述两个断电装置的挠性板相对的镂空部。

Images