CN107134560B - 一种锂离子动力电池热保护连接结构及其连接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锂离子动力电池热保护连接结构及其连接方法，包括汇流铜排及与汇流铜排平行设置的电芯电极铜板，所述汇流铜排通过易熔金属块与电芯电极铜板相连，位于汇流铜排与电芯电极铜板之间且贴紧汇流铜排的侧面设有隔离板，隔离板的设置面积不小于汇流铜排及电芯电极铜板在其上的正投影面积，所述隔离板上设有与所述易熔金属块相匹配的开孔，所述隔离板通过导流槽与电芯电极铜板的外边缘相连。本发明通过为每块电芯装配单独热保护原件，使得电芯级别的热保护得以实现。在电池热失控时，易熔金属受热熔化，从而切断单体电芯与汇流铜排的物理电气连接，快速隔离超温电芯，阻止电芯在过温状态下放电造成热量堆积发生起火、爆炸等严重故障。

Description

一种锂离子动力电池热保护连接结构及其连接方法

技术领域

本发明涉及锂离子动力电池热保护技术领域，具体涉及一种锂离子动力电池热保护连接结构及其连接方法。

背景技术

近年来，锂离子动力电池以其高能量密度、高平均电压、高输出功率、长使用寿命等优点被广泛应用在电动汽车、储能电站、电动工具等各种场合。随着应用范围的逐步扩大，锂离子动力电池的安全性受到广泛关注。目前市场上锂电池电芯铜板与汇流铜排之间的连接都是采用导电金属直接连接的方式，当电池出现一些不可控问题时，电芯会由于处于超高温状态下放电造成热量堆积发生起火，爆炸等严重故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子动力电池热保护连接结构及其连接方法，通过为每块电芯装配单独热保护原件，快速隔离超温电芯，阻止电芯在过温状态下放电造成热量堆积发生起火、爆炸等严重故障。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括汇流铜排及与汇流铜排平行设置的电芯电极铜板，所述汇流铜排通过易熔金属块与电芯电极铜板相连，位于汇流铜排与电芯电极铜板之间且贴紧汇流铜排的侧面设有隔离板，所述隔离板的设置面积不小于汇流铜排及电芯电极铜板在其上的正投影面积，所述隔离板上设有与所述易熔金属块相匹配的开孔，所述隔离板通过导流槽与电芯电极铜板的外边缘相连。

上述方案中，所述易熔金属块包括连接部，所述连接部的端部设有沿其轴向向外延伸的凸台，所述汇流铜排上设有与所述凸台过盈配合的安装孔，汇流铜排通过安装孔固定于凸台与易熔金属块所形成的台阶处。

上述方案中，所述易熔金属块为圆柱形或棱柱形，易熔金属块的熔点为70～140℃。

上述方案中，所述易熔金属块由锡、铋、铟、铅、镉合金制成。

上述方案中，所述隔离板及导流槽均采用阻燃材料制成。

一种锂离子动力电池热保护连接方法，包括以下步骤：

（1）制作易熔金属块，使用专用夹具将易熔金属块按排布位置放置在汇流铜排上；

（2）选取两个探针，将两个探针的一端连接在汇流铜排上，两个探针的另一端分别与可调幅值和脉冲宽度的大功率电流源相连，通过大功率电流源对汇流铜排进行加热，当易熔金属块的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块吹风冷却，使易熔金属块固化焊接在汇流铜排上；

（3）将焊接有汇流铜排的易熔金属块的另一端放置于电芯电极铜板上，将两个探针的一端连接在电芯电极铜板上，通过大功率电流源对电芯电极铜板进行加热，当易熔金属块的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块吹风冷却，使易熔金属块固化焊接在电芯电极铜板上。

由上述技术方案可知，本发明通过为每块电芯装配单独热保护原件，使得电芯级别的热保护得以实现。在热失控发生时，易熔金属受热熔化，从而切断单体电芯与汇流铜排的物理电气连接，快速隔离超温电芯，阻止电芯在过温状态下放电造成热量堆积发生起火、爆炸等严重故障。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明易熔金属块与电芯电极铜板的焊接示意图；

图3是本发明易熔金属块与汇流铜排的焊接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1-3所示，本实施例的锂离子动力电池热保护连接结构，包括汇流铜排1及与汇流铜排1平行设置的电芯电极铜板2，汇流铜排1通过易熔金属块4与电芯电极铜板2相连，位于汇流铜排1与电芯电极铜板2之间且贴紧汇流铜排1的侧面设有由阻燃材料制成的隔离板3，该隔离板3的设置面积不小于汇流铜排1及电芯电极铜板2在其上的正投影面积，以提高汇流铜排1与电芯电极铜板2的效隔离效果，避免热量传输和导电，在隔离板3上设有与易熔金属块4相匹配的开孔；隔离板3通过由阻燃材料制成的导流槽5与电芯电极铜板2的外边缘相连，隔离板3、导流槽5与电芯电极铜板2形成用于容纳熔化后的易熔金属，避免易熔金属流到电池内部造成电池短路的情况发生。

易熔金属块4包括连接部41，连接部41的端部设有沿其轴向向外延伸的凸台42，的端部设有沿其轴向向外延伸的凸台42，该凸台42的材质与易熔金属块4的材质相同，且该凸台42与熔金属块4为一体成型制成。汇流铜排1上设有与凸台42过盈配合的安装孔，汇流铜排1通过安装孔固定于凸台42与易熔金属块4所形成的台阶处，易熔金属块4采用凸台42与汇流铜排1连接，增大了易熔金属块4与汇流铜排1的接触面，提高了汇流铜排1与易熔金属块4的连接稳定性。该易熔金属块4由锡、铋、铟、铅、镉合金制成，使用时可制成圆柱形或棱柱形，本实施例优选于圆柱形，易熔金属块的熔点为70～140℃。

当电池热失控发生时，易熔金属受热熔化，从而切断单体电芯与汇流铜排的物理电气连接，快速隔离超温电芯，阻止电芯在过温状态下放电造成热量堆积发生起火、爆炸等严重故障。

本实施例的一种锂离子动力电池热保护连接方法，包括以下步骤：

S1：制作易熔金属块4，使用专用夹具将易熔金属块4按排布位置放置在汇流铜排1上；

S2：选取两个探针，将两个探针的一端连接在汇流铜排1上，两个探针的另一端分别与可调幅值和脉冲宽度的大功率电流源相连，通过大功率电流源对汇流铜排1进行加热，当易熔金属块4的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块4吹风冷却，使易熔金属块4固化焊接在汇流铜排1上；

S3：将焊接有汇流铜排1的易熔金属块4的另一端放置于电芯电极铜板2上，将两个探针的一端连接在电芯电极铜板2上，通过大功率电流源对电芯电极铜板2进行加热，当易熔金属块4的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块4吹风冷却，使易熔金属块4固化焊接在电芯电极铜板2上。

本发明在对易熔金属块4与汇流铜排1及电芯电极铜板2焊接时，可根据实际情况选择先与汇流铜排1焊接再与电芯电极铜板2焊接，或者先与电芯电极铜板2焊接再与汇流铜排1焊接。当易熔金属块4位于汇流铜排1下方，且对易熔金属块4与汇流铜排1进行焊接时，可使用气缸下压易熔金属块4，使易熔金属块4与汇流铜排1充分接触，方便焊接。

以上所述的实施例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，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (5)

1.一种锂离子动力电池热保护连接结构，其特征在于：包括汇流铜排及与汇流铜排平行设置的电芯电极铜板，所述汇流铜排通过易熔金属块与电芯电极铜板相连，位于汇流铜排与电芯电极铜板之间且贴紧汇流铜排的侧面设有隔离板，所述隔离板的设置面积不小于汇流铜排及电芯电极铜板在其上的正投影面积，所述隔离板上设有与所述易熔金属块相匹配的开孔，所述隔离板通过导流槽与电芯电极铜板的外边缘相连；

所述易熔金属块包括连接部，所述连接部的端部设有沿其轴向向外延伸的凸台，所述汇流铜排上设有与所述凸台过盈配合的安装孔，汇流铜排通过安装孔固定于凸台与易熔金属块所形成的台阶处。

2.根据权利要求1所述的锂离子动力电池热保护连接结构，其特征在于：所述易熔金属块的熔点为70～140℃。

3.根据权利要求1所述的锂离子动力电池热保护连接结构，其特征在于：所述易熔金属块为圆柱形或棱柱形。

4.根据权利要求1所述的锂离子动力电池热保护连接结构，其特征在于：所述隔离板及导流槽均采用阻燃材料制成。

5.一种锂离子动力电池热保护连接方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）制作易熔金属块，使用专用夹具将易熔金属块按排布位置放置在汇流铜排上；

（2）选取两个探针，将两个探针的一端连接在汇流铜排上，两个探针的另一端分别与可调幅值和脉冲宽度的大功率电流源相连，通过大功率电流源对汇流铜排进行加热，当易熔金属块的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块吹风冷却，使易熔金属块固化焊接在汇流铜排上；

（3）将焊接有汇流铜排的易熔金属块的另一端放置于电芯电极铜板上，将两个探针的一端连接在电芯电极铜板上，通过大功率电流源对电芯电极铜板进行加热，当易熔金属块的接触面熔化的瞬间立即切断电流信号，并同时对易熔金属块吹风冷却，使易熔金属块固化焊接在电芯电极铜板上。