CN102332373B - 保险丝及具有该保险丝的锂离子二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池技术领域，特指保险丝及具有该保险丝的锂离子二次电池，本发明的保险丝包括有材质为导电材料的保险丝元件、材质为绝缘材料的上盖、材质为绝缘材料的下盖，上盖组装连接在下盖上，保险丝元件夹紧固定在上盖与下盖之间，上盖与下盖对保险丝元件起到绝缘作用，保护保险丝元件不受到外界的冲击或振动而被破坏，另外本发明通过上盖与下盖组装将保险丝元件夹紧固定形成组装式保险丝，结构简单，组装方便，简化了生产工艺；具有该保险丝的锂离子二次电池采用组装式保险丝，使得电芯与保险丝元件之间能够采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接，并且组装方便，性能可靠。

Description

保险丝及具有该保险丝的锂离子二次电池

技术领域：

本发明涉及锂离子电池技术领域，特指保险丝及具有该保险丝的锂离子二次电池。

背景技术：

目前二次电池被广泛地应用到各种领域，全球都在倡导“低碳”生活，这也就促进了电动车以及电动自行车的迅速发展。目前用于电动汽车和电动自行车上的电池，包括锂离子电池、镍氢电池、铅酸电池等一系列电池，这些电池可以统称为动力电池。

由于动力电池在工作的时候释放出较大电流，因此是比较危险的，一旦发生短路即将引发燃烧和爆炸等安全事故。所以开发出合适的保险丝，及时有效地切断不安全电流是非常必要的。

目前许多保险丝的焊丝都是镀锡的材料，因此都推荐使用锡焊。但是锡焊有许多缺陷，例如：在批量生产的时候，锡膏熔点一般在200度以上，而这样的高温将直接影响电池的电化学性能并引起电池外观扭曲变形等问题。锡膏一旦不纯，容易导致焊点脱落，另外，镀锡的材料不适合用超声波焊接。因此普通的贴片保险丝和两端带有铜线或是锡线的保险丝不能满足需求。

目前有一些保险丝采用了焊接组装的形式。以贴片保险丝为主体，通过焊接转接片，如铜片、铝片、镍片等其他材料的转接片的形式与电池进行焊接。这种保险丝虽然能够满足性能方面的要求，但是生产工艺复杂，成本很高。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种结构简单、安装方便、简化了生产工艺的保险丝，还提供具有该保险丝的锂离子二次电池。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

保险丝及具有该保险丝的锂离子二次电池，其包括有材质为导电材料的保险丝元件、材质为绝缘材料的上盖、材质为绝缘材料的下盖，上盖组装连接在下盖上，保险丝元件夹紧固定在上盖与下盖之间。

作为本发明保险丝的一种改进，所述保险丝元件材质为金属材料或半导体材料或其它导电材料，上盖和下盖的材质为塑胶、橡胶或陶瓷或其他绝缘材料。

作为本发明保险丝的一种改进，所述保险丝元件的中部形成狭长形熔体部。

作为本发明保险丝的一种改进，所述熔体部的长宽比例大于2。

作为本发明保险丝的一种改进，所述下盖的上端面开设有与熔体部对应配合的卡槽，保险丝元件的熔体部卡设在卡槽中，上盖的下端面与熔体部对应的位置开设有腔体。

作为本发明保险丝的一种改进，所述上盖与下盖之间采用螺接、焊接、胶接或卡扣连接方式进行组装连接。

作为本发明保险丝的一种改进，所述上盖与下盖之间采用注塑成型方式与保险丝元件一起一体注塑成型。

本发明还公开了具有上述的保险丝的锂离子二次电池，包括有支架、多个固定在支架中的电芯、导电片、导电连接片以及多个与电芯串联的保险丝，保险丝包括有材质为导电材料的保险丝元件、材质为绝缘材料的上盖、材质为绝缘材料的下盖，上盖组装连接在下盖上，保险丝元件夹紧固定在上盖与下盖之间，保险丝元件的一端与电芯焊接，其另一端与导电片焊接，导电连接片的两端分别与导电片、电芯焊接。

作为本发明锂离子二次电池的一种改进，所述支架为塑料、橡胶、陶瓷或金属制成的刚体结构，导电片材质为金属或半导体。

作为本发明锂离子二次电池的一种改进，所述保险丝元件与电芯之间采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接。

本发明有益效果在于：本发明的保险丝包括有材质为导电材料的保险丝元件、材质为绝缘材料的上盖、材质为绝缘材料的下盖，上盖组装连接在下盖上，保险丝元件夹紧固定在上盖与下盖之间，上盖与下盖对保险丝元件起到绝缘作用，保护保险丝元件不受到外界的冲击或振动而被破坏，另外本发明通过上盖与下盖组装将保险丝元件夹紧固定形成组装式保险丝，结构简单，组装方便，简化了生产工艺，成本低；具有该保险丝的锂离子二次电池采用组装式保险丝，使得电芯与保险丝元件之间能够采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接，并且组装方便，性能可靠。

附图说明：

图1为本发明保险丝的结构示意。

图2为本发明保险丝的剖示图。

图3为本发明保险丝的分解示意。

图4为本发明具有保险丝的锂离子二次电池的结构示意。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明：

请参阅图1～3所示，本发明保险丝1包括有材质为导电材料的保险丝元件11、材质为绝缘材料的上盖12、材质为绝缘材料的下盖13，保险丝元件11材质为金属材料或半导体材料或其它导电材料，上盖12和下盖13的材质为塑胶、橡胶或陶瓷或其它绝缘材料。上盖12组装连接在下盖13上，保险丝元件11夹紧固定在上盖12与下盖13之间。安装时，先将保险丝元件11与下盖13固定好，再用夹具将上盖12与下盖13定位好，最后采用超声波焊接的方法将上盖12、下盖13焊接好。当然，上盖12与下盖13之间也可以采用螺接、焊接、胶接或卡扣连接方式进行组装连接，上盖12与下盖13之间还可以采用注塑成型方式与保险丝元件11一起一体注塑成型。例如，上盖12和下盖13上设计有卡扣结构，上盖12和下盖13通过卡扣进行连接；或采用加胶的方法，将上盖12和下盖13胶合在一起，胶的种类可以是502胶、UV胶等。上盖12与下盖13对保险丝元件11起到绝缘作用，保护保险丝元件11不受到外界的冲击或振动而被破坏，另外本发明通过上盖12与下盖13组装将保险丝元件11夹紧固定形成组装式保险丝1，结构简单，组装方便，简化了生产工艺。

保险丝元件11的中部形成狭长形熔体部111。熔体部111的长宽比例为3，具有较好的熔断性能。下盖13的上端面开设有与熔体部111对应配合的卡槽131，保险丝元件11的熔体部111卡设在卡槽131中，安装方便，安装后结构稳固，上盖12的下端面与熔体部111对应的位置开设有腔体121。

请参阅图4所示，具有上述保险丝1的锂离子二次电池，包括有支架2、多个固定在支架2中的电芯3、导电片4、导电连接片5以及多个与电芯3串联的保险丝1，支架2为塑料、橡胶、陶瓷或金属制成的刚体结构，导电片4和导电连接片5材质为金属或半导体，保险丝元件11的一端与电芯3焊接，其另一端与导电片4焊接，导电连接片5的两端分别与导电片4、电芯3焊接。保险丝元件11与电芯3之间采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接。

本发明的锂离子二次电池采用组装式保险丝1，使得电芯3与保险丝元件11之间能够采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接，并且组装方便，性能可靠。

以18650电芯3发生内短路为例。该保险丝1与18650电芯3进行串联，电芯3发生内短路，当通过保险丝1的电流到达50A的时候，保险丝1能够在0.05s之内断开，从而有效地保证了整个电池组的安全。

以18650电芯3为例，本二次电池组的装配过程详情如下：

先将单体电芯3逐个放置到电池支架2中，支架2由上下两部分组装而成，组装的方式可以是螺丝连接、卡扣连接、胶接、焊接等方式。该电池支架2对电芯3起到机械固定作用。将导电片4装配在电池的支架2上，其固定方式可以是螺丝连接、卡扣连接、胶接、焊接等方式。组装式保险丝1与单个电芯3进行串联。先将组装好的保险丝1的一端与导电片4进行焊接，另一端与电池的正极或者负极进行焊接；然后将导电连接片5的一端与导电片4进行焊接，导电连接片5的另一端与电芯3进行焊接；最后将保护板6安装在电池支架2上，其固定方式可以是螺丝连接、胶接、焊接等方式。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明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，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明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，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.具有保险丝的锂离子二次电池，包括有支架、多个固定在支架中的电芯、导电片、导电连接片以及多个与电芯串联的保险丝，其特征在于：所述保险丝包括有材质为导电材料的保险丝元件、材质为绝缘材料的上盖、材质为绝缘材料的下盖，上盖组装连接在下盖上，保险丝元件夹紧固定在上盖与下盖之间，所述保险丝元件的中部形成狭长形熔体部，所述熔体部的长宽比例为3，所述下盖的上端面开设有与熔体部对应配合的卡槽，保险丝元件的熔体部卡设在卡槽中，上盖的下端面与熔体部对应的位置开设有腔体，保险丝元件的一端与电芯焊接，其另一端与导电片焊接，导电连接片的两端分别与导电片、电芯焊接。

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述保险丝元件材质为金属材料或半导体材料，上盖和下盖的材质为塑胶、橡胶或陶瓷。

3.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述上盖与下盖之间采用螺接、焊接、胶接或卡扣连接方式进行组装连接。

4.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述上盖与下盖之间采用注塑成型方式与保险丝元件一起一体注塑成型。

5.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述支架为塑料、橡胶、陶瓷或金属制成的刚体结构，导电片材质为金属或半导体。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，其特征在于：所述保险丝元件与电芯之间采用电阻焊接、激光焊接、超声波焊接或锡焊方式连接。