CN105895835B - 一种三元锂电池的安全防过充盖板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种三元锂电池的安全防过充盖板，包括盖板主体、底部绝缘板以及分别固设在盖板主体上端面的正极柱和负极柱，所述正极柱与盖板主体导通，所述负极柱与盖板主体之间设有绝缘垫；负极柱的底端面连接有用于感应锂电池内部温度的温度感应装置，所述温度感应装置的底部装有液态导电介质，当电池内部温度过高时，液态导电介质膨胀上升至其顶端，而将负极柱与盖板主体导通形成外短路。当电池过充温度升高时，液态导电介质膨胀使温度感应装置变成导体，进而使负极柱与盖板主体导通，形成外短路，阻止过充过程中的热失控，保证了电池过充安全性。

Description

一种三元锂电池的安全防过充盖板

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种三元锂电池的安全防过充盖板。

背景技术

随着三元材料锂电池的发展，电池能量密度的提升，单一添加防过充电解液添加剂的措施或简单盖板结构已不能满足三元电池安全性能和循环寿命的需求。针对三元电池安全性能测试中过充试验要求，在三元电池结构上提高过充测试安全性的问题亟需解决。目前普通锂电池盖板基本无防过充结构，电池防过充手段多为添加电解液添加剂，使用的防过充电解液添加剂在电池过充时会产生气体，使电池出现气胀现象，而影响电池成组。同时防过充电解液添加剂对于电池的循环性能产生一定的副作用，影响电性能的发挥。

发明内容

为了提高三元锂电池的安全性能，本发明提供一种可在电池过充过程中内部温度过高时形成外短路阻止热失控的安全防过充盖板，大大的提高了锂电池的安全性能。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种三元锂电池的安全防过充盖板，包括盖板主体、底部绝缘板以及分别固设在盖板主体上端面的正极柱和负极柱，所述正极柱与盖板主体导通，所述负极柱与盖板主体之间设有绝缘垫；负极柱的底端面连接有用于感应锂电池内部温度的温度感应装置，所述温度感应装置的底部装有液态导电介质，当电池内部温度过高时，液态导电介质膨胀上升至其顶端，而将负极柱与盖板主体导通形成外短路。

进一步方案，所述温度感应装置卡设在底部绝缘板上，温度感应装置的顶端贯穿盖板主体后与负极柱的底端面接触，温度感应装置的底端贯穿底部绝缘板而位于锂电池内部。

进一步方案，所述温度感应装置包括由导电材料制成的顶盖和感应端，所述顶盖和感应端之间固定连接有绝缘柱体；所述感应端内装有液态导电介质，绝缘柱体内部开设有连通顶盖和感应端的毛细管。

更进一步方案，所述绝缘柱体的两端分别通过螺纹连接或密封胶与顶盖、感应端连接，使温度感应装置内部形成密封状态。

进一步方案，所述绝缘柱体的中间外周设有小环形凸台，感应端的顶端外周设有大环形凸台，所述温度感应装置通过大环形凸台卡设在底部绝缘板上并与盖板主体连接。

由于温度感应装置是由三个部分组成，位于其两端的顶盖与感应端均是由导电材料制成的，而位于中间的绝缘柱体是绝缘材料，同样小环形凸台也为绝缘材料制成的，而大环形凸台是由导电材料制成的。小环形凸台位于与大环形凸台与顶盖之间而将顶盖与感应端分隔开。

由于小、大环形凸台的设置，方便了绝缘柱体与感应端之间的连接，可直接通过密封胶将小、大环形凸台进行连接密封。

温度感应装置通过大环形凸台卡设在底部绝缘板上，而其顶端依次穿过盖板主体、绝缘垫后与负极柱连接，底端穿过底部绝缘板而位于锂电池内部，且导电材质的盖板主体与负极柱之间由绝缘柱体隔绝。故当电池充电温度正常时，位于感应端内的液态导电介质不动，温度感应装置即为绝缘体，故负极柱与盖板主体之间不导通；而当锂电池内部温度过高时，液态导电介质膨胀而上升，通过绝缘柱体内部的毛细管上升至其顶盖，从而使温度感应装置成为一导体，从而将负极柱与盖板主体进行导通，即形成一外短路。此时充电电流直接经过盖板主体形成回路，可以避免了锂电池过充过程中的热失控，从而大大的提高电池安全性能。而当电池内部恢复正常温度时，由于液态导电介质冷缩经绝缘柱体中的毛细管回流至其底部的感应端内，使温度感应装置再次变成绝缘体。

由以上技术方案可知，本发明与普通盖板相比，具有如下有益效果：

（1）本发明在盖板上设置用于感应锂电池内部温度的温度感应装置，当电池过充或异常时，由于产生高温使温度感应装置导通形成外短路，阻止其热失控，提高了电池充电时的安全性。

（2）使用本发明的安全防过充盖板后，电池中无需添加防过充添加剂，从而不会影响电池基本性能；避免电池出现气胀现象和降低电池循环性能。

（3）本发明将温度感应装置集成在负极柱的下侧，节约了空间且便于生产加工。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构拆分图；

图3为本发明中温度感应装置安装示意图；

图4为本发明中温度感应装置工作示意图；

图5为本发明中温度感应装置的结构展开图。

图中：1-盖板主体，2-底部绝缘板，3-正极柱，4-负极柱，5-绝缘垫，6-温度感应装置，6-1顶盖，6-2绝缘柱体，6-3感应端，6-4液态导电介质，6-5毛细管，6-6小环形凸台，6-7大环形凸台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1和2所示，一种三元锂电池的安全防过充盖板，包括盖板主体1、底部绝缘板2以及分别固设在盖板主体1上端面的正极柱3和负极柱4，所述正极柱3与盖板主体1导通，所述负极柱4与盖板主体1之间设有绝缘垫5；负极柱4的底端面连接有用于感应锂电池内部温度的温度感应装置6，所述温度感应装置6的底部装有液态导电介质6-4，当电池内部温度过高时，液态导电介质6-4膨胀上升至其顶端，而将负极柱4与盖板主体1导通形成外短路。

如图3所示，温度感应装置6卡设在底部绝缘板2上，温度感应装置6的顶端贯穿盖板主体1后与负极柱4的底端面接触，温度感应装置6的底端贯穿底部绝缘板2而位于锂电池内部。

如图5所示，温度感应装置6包括由导电材料制成的顶盖6-1和感应端6-3，所述顶盖6-1和感应端6-3之间固定连接有绝缘柱体6-2；所述感应端6-3内装有液态导电介质6-4，绝缘柱体6-2内部开设有连通顶盖6-1和感应端6-3的毛细管6-5。

进一步方案，所述绝缘柱体6-2的两端分别通过螺纹连接或密封胶与顶盖6-1、感应端6-3连接，使温度感应装置6内部形成密封状态。

进一步方案，所述绝缘柱体6-2的中间外周设有小环形凸台6-6，感应端6-3的顶端外周设有大环形凸台6-7，所述温度感应装置6通过大环形凸台6-7卡设在底部绝缘板2上并与盖板主体1连接。

温度感应装置6通过大环形凸台6-7卡设在底部绝缘板2上，而其顶盖6-1依次穿过盖板主体1、绝缘垫5后与负极柱4连接，感应端6-3穿过底部绝缘板2而位于锂电池内部，且导电材质的盖板主体1与负极柱4之间由绝缘柱体6-2隔绝。

当电池充电温度正常时，位于感应端6-3内的液态导电介质6-4不动，温度感应装置6即为绝缘体，故负极柱4与盖板主体1之间不导通（如图3所示）；而当锂电池内部温度过高时，液态导电介质6-4膨胀而上升，通过绝缘柱体6-2内部的毛细管6-5上升至其顶盖6-1，从而使温度感应装置6成为一导体，从而将负极柱4与盖板主体1进行导通，即形成一外短路（如图4所示）。此时充电电流直接经过盖板主体1直接形成回路，可以避免了锂电池过充过程中的热失控，从而大大的提高电池安全性能。而当电池内部恢复正常温度时，由于液态导电介质6-4冷缩经绝缘柱体6-2中的毛细管6-5回流至其底部的感应端6-3内，使温度感应装置6再次变成绝缘体。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (4)

1.一种三元锂电池的安全防过充盖板，包括盖板主体（1）、底部绝缘板（2）以及分别固设在盖板主体（1）上端面的正极柱（3）和负极柱（4），其特征在于：所述正极柱（3）与盖板主体（1）导通，所述负极柱（4）与盖板主体（1）之间设有绝缘垫（5）；负极柱（4）的底端面连接有用于感应锂电池内部温度的温度感应装置（6），所述温度感应装置（6）卡设在底部绝缘板（2）上，温度感应装置（6）的顶端贯穿盖板主体（1）后与负极柱（4）的底端面接触，温度感应装置（6）的底端贯穿底部绝缘板（2）而位于锂电池内部；所述温度感应装置（6）的底部装有液态导电介质（6-4），当电池内部温度过高时，液态导电介质（6-4）膨胀上升至其顶端，而将负极柱（4）与盖板主体（1）导通形成外短路。

2.根据权利要求1所述的安全防过充盖板，其特征在于：所述温度感应装置（6）包括由导电材料制成的顶盖（6-1）和感应端（6-3），所述顶盖（6-1）和感应端（6-3）之间固定连接有绝缘柱体（6-2）；所述感应端（6-3）内装有液态导电介质（6-4），绝缘柱体（6-2）内部开设有连通顶盖（6-1）和感应端（6-3）的毛细管（6-5）。

3.根据权利要求1所述的安全防过充盖板，其特征在于：所述绝缘柱体（6-2）的两端分别通过螺纹连接或密封胶与顶盖（6-1）、感应端（6-3）连接，使温度感应装置（6）内部形成密封状态。

4.根据权利要求1所述的安全防过充盖板，其特征在于：所述绝缘柱体（6-2）的中间外周设有小环形凸台（6-6），感应端（6-3）的顶端外周设有大环形凸台（6-7）；所述温度感应装置（6）通过大环形凸台（6-7）卡设在底部绝缘板（2）上并与盖板主体（1）连接。